[ياسمين]

الكهروطيسية

الكهروطيسية هي القوة التي تجعل التيارات الكهربائية تولد مجالات مغنطيسية . غالباً ما يكون أثر هذه العملية غير مرغوب فيه . كالتيار الذي يمر في أحدى قطع سفينة أو احد كبلاتها . محدثاً مغنطيسية تجعل إبرة البوصة تنحرف . وكثيراً مايحدث هذا دون أن ينتبه له أحد لضعفه . لكن الكهرباء تُستعمل أحياناً عن قصد لإحداث مجالات مغنطيسية شديدة . كما في المغنطيسات الكهربائية التي تستخدم لرفع خردة الحديد .

التيار الكهربائي والدفق المغنطيسي

تقاس شدة المجال المغنطيسي بخطوط الدفق او وحدات " فيبر " تظهر هذه الخطوط حالما يجري التيار الكهربائي ، لأن هناك علاقة نسبية بسيطة ، في الهواء الطلق ، بين التيار الكهربائي والدفق المغنطيسي . فاذا اعطينا سلكاً مستقيماً يحمل تياراً شكل حلقة . ولم يكن شعاع دائرة الحلقة كبيراً . فان تركيز الدفق المغنطيسي يزداد . حتى لو لم نقوي التيار الكهربائي .

يمكن زيادة شدة التركيز باستعمال دوائر عدة من السلك تكون بجموعها ملفاً (5ت) . في نقطة كثافة الدفق القصوى ( أي العدد الاقصى من خطوط الدفق في وحدة المساحة ) تكون العلاقة بين شدة التيار الكهربائي ( ش ت ) وعدد دورات السلك (د) والدفق المغنطيسي (د م ) قائمة على القاعدة ان ش ت × د تتناسب مع دم . الدورات الاضافية للسلك هي مجرد طريقة لجعل التيار ذاته يجري أكثر من مرة واحدة ، بحيث يصبح جريان 12 أمبير في 3 دوائر له الأثر المغنطيسي ذاته الذي يحدثه تيار شدته 3 امبيرات يجري في 12 دائرة .

الملف اللولبي هو الاسم الذي يعطى لملف من السلك صنع لاحداث مجال مغنطيسي . يُلف هذا الملف على حديد ( ملف ذي قلب حديدي ) أو على مادة غير مغنطيسية ( ملف ذي قلب هوائي ) .

عندما يحُدث تيار كهربائي مجالاً مغنطيسياً في الحديد . تتحرك في هذا المعدن جسيمات الميادين المجهرية لتنتظم في صف متواز مع المجال . وبما أنه من السهل على الدفق المغنطيسي المرور في الحديد . فالتيار ينتج المزيد من الدفق في وحدة مساحة المقطع . أي ان كثافة الدفق تشتد .

الحدود القصوى للمجالات

للملف اللولبي الحديدي القلب مجال مغنطيسي أشد قوة بكثير من مجال الملف الهوائي القلب . إلا ان خصائص الحديد تضع حدوداً لقوته .
يمكن للمجال المغنطيسي المتغير توليد تيار كهربائي . تماماً كما يولد التيار مجالاً مغناطيسياً . عندما يتحرك مغنطيس باتجاه موصل تستحث خطوط الدفق الجارية في المنطقة المحيطة بالموصل قوة دفع كهربائية ( توتراً كهربائياً ) . تتوقف قطبية التوتر المستحث على قطبية حركة الدفق واتجاها .

يكون أثر الحث في ملف لولبي أكبر منه في دائرة واحدة . وهو يتناسب طرداً مع عدد لفات السلك . كذلك اذا كان الملف ذا قلب حديدي . يكون التوتر المستحث أكبر مما يكون عليه في الملف ذي القلب الهوائي . لأن تغيرات الدفق تكون أكبر .

كيفية إنتاج القدرة
تنتج المولدات الكهربائية تياراً بتطبيق هذه المبادئ بالذات
و بناء على هذه المبادئ صمم الفرنسي هيبو الفرنسي بيكسي مولداً للكهرباء . عام 1883 . مؤلفا من مغنطيس نضوي يلامس طرفاه ملفين يدار المغنطيس بمجموعة مسننات تحرك يدويا . فستحث بدورانه توترا متناوبا في الملفين . اضيف اليه فيما بعد مبدل يمكن من يمكن من التقاط التوتر الموجب على جهة والسالب على الجهة الأخرى فيتولد بذلك تيار مستمر .
فالمولدات اساساً . مغنطيس يدور بين ملفات .

[ياسمين]

تتوقف قوة التوتر المستحث على العوامل المذكورة سابقاً . أي قوة المغنطيس وسرعة دورانه ( التي تحدد معدل تغير الدفق ) .
تسمح العلاقة بين التيار في الموصل والدفق المغنطيسي باستخدام جريان تيار كهربائي في مجال مغنطيسي لاحداث الحركة . هذا هو المبدأ الذي تعمل بموجبه المحركات وبعض آلات القياس الكهربائية

يتألف مكبر الصوت عادة من مغنطيس دائم (ا) يولد مجالا مغنطيسيا يكون فيه ملف (2) ملتصق بمخروط ليفي (3) في وضع متوازن . لكن بمقدوره التحرك على الامام والى الوراء . يغذي الملف تيار كهربائي متغير آت من مضخم . فيتولد في الملف من جراء ذلك دفق مغنطيسي متغير . هذا الدفق يتفاعل مع مجال المغنطيس الدائم فيجعل الملف ومعه الخروط يتحرك جيئة وذهابا . محدثا الصوت

لكن هذا يقتضي توفير قدرة كهربائية لاحداث حركة تقاوم القوة الميكانيكة .
يمكن اليوم توليد مجالات مغنطيسية أكثر شدة من تلك التي كانت معروفة سابقاً . وذلك بواسطة فرط الموصلية ، وهي خاصية انعدام المقاومة الكهربائية في بعض المعادن عندما تقترب درجة حرارتها من الصفر المطلق . هذه المجالات المغنطيسية الضخمة تفتح مجالاً للأمل في الحصول على وسائل لرفع الأثقال كهرطيسياً وعلى أشكال جديدة من المحركات والمولدات تعطي مردوداً عالياً بتكاليف متدنية .

أوجه استعمال المغنطيسات

المغنطيسات الدائمة والمغنطيسات الكهربائية هي النوعان الرئيسيان للمغنطيسات المستعملة في مختلف الأجهزة .

المجال المغنطيسي

إمكانية اضعاف المجال المغنطيسي ( أو قطعه ) تستخدم لصنع عدد من الاجهزة المهمة التي يكون الحصول عليها بطرائق أخرى صعباً أو باهظ الكلفة . لا يمكن قطع المجال في المغنطيس الدائم بدون تعطيله ، الا أنه من الممكن تحويل اتجاهه فقط .

[ياسمين]

القابضة المغنطيسية
القابضة المغنطيسية هي أفضل مثل على تحويل اتجاه المجال المغنطيسي . انها جهاز لشد المعادن الحديدية بإحكام إلى طاولة الشغل .
تحتوي القابضة على عدد من القضبان المغنطيسية مثبتة على سطح لوحة معدنية قابلة للتحريك . تكون فيها الاقطاب الشمالية والجنوبية للقضبان متجهة رأسياً . تتكون اللوحة المعدنية من مادة خصائصها المغنطيسية ضعيفة . وتركب عليها اقطاب المغنطيسات متعاكسة الاتجاه ( الشمالي والجنوبي ) بالتناوب ومفصولة بعضها عن بعض قليلاً .
توضع لوحة معدنية ثانية فوق مجموعة المغنطيسات . تكون فيها قطع حديدية مطاوعة تتناظر مواقعها مع مواقع المغنطيسات المثبتة في اللوحة الاساسية .
عندما توضع قطعة الشغل على اللوحة العليا . يجري الدفق المغنطيسي الدائر بين القطع الحديدية المطاوعة والمغنطيسات الرئيسية في القطعة ، فتنجذب على المغنطيسات وتثبت في موضعها . يكفي ازاحة اللوحة السفلى أفقياً . فيلغي التناظر بين اقطاب المغنطيسات وقطع الحديد الموجودة في اللوحة العليا . فينحرف الدفق المغنطيسي عن قطعة الشغل تاركاً إياها طليقة .

المغنطيسات في السكك الحديدية

كثيراً ماتستعمل سكك الحديد نظاما لتأمين السلامة يقوم على التعاون بين المغنطيسات الدائمة والكهربائية . يركز مغنطيس دائم قوي قريباً من الخط على مسافة مدروسة من الإشارات . عندما تمر عربة القطار الاولى فوق هذا المغنطيس . يؤثر ذلك في قضيب مغنطيسي دائم يدور على محور في عربة القطار ، فيتأرجح بزاوية صغيرة ثم يستقر في وضعه الجديد . حركة القضيب المغنطيسي هذه تفتح التيار الكهربائي . فيرن جرس تنبيه صاخب . إنذاراً بالخطر . بعد بضع ثوان . تمر العربة فوق كهرطيس موصول بالاشارات . فاذا كانت الاشارات تدل على ان الطريق " سالكة " ينشط الكهرطيس فيحرك القضيب المغنطيسي في العربة ويعيده الى موقعه الاصلي . فينقطع صفير الخطر . لكن اذا عطت الاشارات علامة : " قف " أو " احترس " فلا ينشط الكهرطيس . وبعد فترة قليلة مدروسة تعمل المكابح آلياً ومن تلقاء ذاتها . اذا قصر السائق عن ضغطها . فتقف العربة في مكانها . تنشط الدائرة الكهربائية الخاصة بتوقيت عمل المكابح ( وكذلك التبيه الصوتي ) ابتداء من اللحظة التي يتحرك فيها القضيب المغنطيسي في العربة . فإذا رجع القضيب على موقعه الاصلي . لا تعمل المكابح فتواصل العربة سرها .

آلات القياس والطب

هناك ظاهرة كهربائية تتعلق بالمجالات المغناطيسية ، هي التيار الدوامي . فعندما تكون حركة نسبية قائمة بين موصل كهربائي ( ليس ضرورياً أن يكون ذا خصائص مغنطيسية ) ومجال مغنطيسي . فإن ذلك يستحث تيارات دوامية .هذه بدورها تولد مجالاً مغناطيسياً ذا قطبية معاكسة ، فيسبب التجاذب بين الاقطاب المتعاكسة ميلا لدى الموصل والمجال المغنطيسي الاصلي للتحرك معاً ، مادامت الحركة مستمرة . هذا المبدأ هو في اساس جهاز قياس سرعة السيارة ،وفي جهاز قياس استهلاك الكهرباء في المنازل الذي يقيس كمية الكهرباء المستهلكة بالواطات في الساعة . فعندما يكون التيار مفتوحاً فأنه يمر في ملفات تنشيط مغنطيسات من شأنها أن تدير قرصا يكون متصلاً بعداد يعطي عدد الكيلواطات بالساعة .

[عادل الثبيتي]

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيـــــــــــراً ،،،

[درة]

الأخوه والأخوات الكرام أرجو تزويدي بتطبيقات عمليه من حياتنا اليوميه لتأثير مجال مغناطيسي على ملف مستطيل يمر به تيار كهربائي.

[ناصر اللحياني]

بارك الله فيك يا أستاذة ياسمين على هذا الموضوع القيّم ،

ولدي إضافة بسيطة قرأتها من إحدى ردود د.سعيد صباغ ، وهي :

منذ 25 سنة تقريا عُرب مصطلح الكهرومغناطيسية إلى كلمة كهرطيسية


وجزيت خيرا

[kingstars18]

بارك الله فيك

[ياسمين]

جـــزيتم خيـراً ،،، وبــارك الله فيكم ....

شــكراً لك استاذ ناصر على ما اضفته ...