كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي

كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي الذي يستخدم في الكثير من التطبيقات العملية، حيث إن المغناطيس الكهربائي يعتمد على مرور التيار لتوليد مجاله المغناطيسي، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن المغناطيس الكهربائي، وما العوامل التي تؤثر على قوة جذبه.

ما هي القوة المغناطيسية

القوة المغناطيسية (بالإنجليزية: Magnetic Field‏)، هي نتيجة القوة الكهرومغناطيسية، وهي إحدى القوى الأساسية الأربعة للطبيعة، وتنتج عن حركة الشحنات في الموصلات الكهربائية، وتتمثل هذه القوة في التجاذب أو التنافر الذي ينشأ بين الجسيمات المشحونة كهربائياً بسبب حركتها، وتنشأ في الحيز المحيط بالجسم المغناطيسي أو الموصل الذي يمر به تيار كهربائي، على شكل موجات أو دوائر تتمركز حول قوة المجال المغناطيسي.

ويمكن رؤية أشكال هذا المجال عند وضح برادة الحديد الصغيرة حول الجسم الذي يشكل هذا المجال المغناطيسي، وعندها ستشكل برادة الحديد شكل موجات ودوائر المجال الكهرومغناطيسية، وفي الواقع كل الجسيمات المشحونة كهربائياً تنتج مجالاً مغناطيسياً، وتنتج بعض الجسيمات، مثل الإلكترونات مجالاً مغناطيسياً معقد جداً، حيث يعتمد هذ المجال على شحنة وسرعة وتسارع الجسيمات المشحونة كهربائياً.[1]

ما هو المغناطيس الكهربائي

المغناطيس الكهربائي (بالإنجليزية: Electromagnet)، هو مغناطيس يعمل بالكهرباء، وتصنع المغناطيسات الكهربائية من ملف من الأسلاك التي سيمر من خلالها التيار الكهربائي، ويعمل المغناطيس الكهربائي لأن التيار الكهربائي ينتج مجالاً مغناطيسياً إذا مر عبر موصل، وتستخدم المغناطيسات الكهربائية كثيراً في المحركات الكهربائية وفي المولدات الكهربائية ومكبرات الصوت، وفي أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، كما ويستخدم في العديد من المجالات الصناعية والأجهزة الكهربائية، ولكن في الحقيقة هناك عيوب للمغناطيس الكهربائي وهذه العيوب تتلخص في:[2]

• المغناطيس الكهربائي يسخن بسرعة عالية.
• تستهلك المغناطيسات الكهربائية الكثير من الطاقة.
• إذا انقطع التيار الكهربائي عنها ستفقد مجالها المغناطيسي.

كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي

يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي عن طريق زيادة كمية التيار الكهربائي الذي يتدفق عبره، وإذا تم قطع التدفق الكهربائي عن المغناطيس، فإن الخاصية المغناطيسية تتوقف فيه، كما ويمكن زيادة قوة مجال المغناطيس الكهربائي عن طريق زيادة عدد لفات السلك، ويمكن ايضاً لف السلك الكهربائي حول قلب معدني لزيادة قوة المجال الكهربائي الناتج من المغناطيس.[3]

أنواع المغاطيس الكهربائي

في الواقع هناك الكثير من أشكال و أنواع المغناطيسات الكهربائية، ويمكن تلخيص هذه الأنواع من المغناطيسات الكهربائية إلى ما يلي:[4]

المغناطيس الكهربائي المقاوم

المغناطيس الكهربائي المقاوم (بالإنجليزية: Resistive)، ينتج المغناطيس المقاوم مجالاً مغناطيسياً بأسلاك نحاسية، وذلك أثناء مرور الكهرباء عبر السلك، جيث تنتج الإلكترونات مجالاً مغناطيسياً ضعيفاً، ولكن يتم لف السلك في هذا النوع من المغناطيسات حول قطعة من المعدن مثل الحديد، حيث تساعد في تركيز المجال المغناطيسي.

المغناطيس الكهربائي فائقة التوصيل

المغناطيس الكهربائي فائقة التوصيل (بالإنجليزية: Superconducting)، وتعمل المغناطيسات الكهربائية فائقة التوصيل عن طريق تقليل المقاومة الكهربائية، حيث تستخدم النيتروجين السائل أو الهيليوم السائل لإنتاج درجات حرارة شديدة البرودة، وتعمل هذه البرودة على تقليل المقاومة الكهربائية في الموصلات.

المغناطيس الكهربائي الهجين

المغناطيس الكهربائي الهجين (بالإنجليزية: Hybrid)، حيث تجمع المغناطيسات الكهربائية الهجينة بين المغناطيسات الكهربائية المقاومة والمغناطيسات الكهربائية فائقة التوصيل، وذلك لدمج خصائص كلاً النوعين معاً، وللإستفادة بأكبر قدر ممكن من القوة المغناطيسية المتولدة.

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي، كما ووضحنا ما هي القوة المغناطيسية وما هو مجالها، وشرحنا بالتفصيل مبدأ عمل المغناطيس الكهربائي، وذكرنا جميع أنواعه مع ذكر نبذة عن كل نوع.