الفيزياء
تقوم الفيزياء بمحاولات لفهم الظواهر الطبيعية، فهي تعرّف بأنها العلم الذي يدرس المفاهيم الأساسية مثل الطاقة والقوة والزمن وما يندرج تحت هذا بأكمله، الفيزياء هي علم الطبيعة، ففي العربية تسمى الطبيعياء ولأن الأرض كوكب طبيعي فإن ظواهره وخواصه تقع في سوادها الأعظم ضمن اهتمامات هذا العلم ونطاق بحثه، والكهرومغناطيسية هي إحدى علوم الفيزياء وتطبيقاتها كثيرةٌ جدًا، وهنا في سطور هذا المقال سيتم تعريف قاعدة لنز والتي تعد واحدة من قواعد الكهرومغناطيسية.[١]
تعريف قاعدة لنز
البحث العلمي لا يتوقف عند حد، دائم الاستمرار والتطور، فالعلم مثل بحرٍ سخيٍّ يعطي من لازمه وغاص فيه، والعديد من البحوث تفضي إلى نظريات جديدة، ثم إذا خضعت تلك النظريات للتجربة فإنها تكون بين احتمالين، فإما تصبح حقيقةً ثابتةً يبنى عليها ويعوّل، وإما تعود إلى مدارج البحث من جديد، وفي عام 1834 للميلاد وكثمرةٍ لبحوثٍ عديدةٍ، توصل العالم الفيزيائي الروسي هاينريش فريدريتش اميل لنز، إلى قانون جديد في الكهرومغناطيسية وسمّي باسمه[١]، إذ تنص قاعدة لنز على أن التيار الكهربائي المستحث في الحلقة يقع في الاتجاه الذي يخلق مجالًا مغناطيسيًا ويعارض التغير في التدفق المغناطيسي عبر المنطقة المحاطة بالحلقة، وعليه فإن قاعدة لنز هي عبارةٌ عن قانونٍ يمكن من خلاله تحديد اتجاه قوة الدفع الكهربائي، وكذلك التيار الناشئ عن الحث الكهرومغناطيسي، وبالتالي تحديد إشارة كلٍ منهما، سواء كانت إشارةً موجبةً أم سالبة.[٢]
قاعدة لنز وتطبيقاتها
إنّ غاية العلم المنفعة، لذا فإن النظريات بعد أن تخضع للتجربة والاختبار فتثبت كحقيقةٍ علميةٍ، تنتقل إلى مرحلةٍ جديدة؛ لا يتوقف العلماء عند توصلهم إلى قاعدةٍ جديدة، لكنهم يحاولون تطبيقها على أرض الواقع لتعود على البشرية بالنفع؛ وكغيرها من القواعد فإن قاعدة لنز تحولت من نصٍ فيزيائيٍ جامدٍ ومعادلةٍ رياضيةٍ تعبر عنها إلى تطبيقاتٍ عمليةٍ، ومن هذه التطبيقات التيارات الدوامة؛ إذ أن تيار الدوامة تيارٌ دوّارٌ يتم إعداده في موصل كهربائي يستجيب بدوره لحقلٍ مغناطيسيٍّ متغيرٍ، وهو أحد التطبيقات على قاعدة لنز، حيث يُنشئ التيار الدوار مجالًا مغناطيسيًا يقاوم التغير داخل الموصل الكهربائي، يُشار إلى أن التيارات الدوامة تسبب فقدانًا في الطاقة، وهو ما يتعارض مع ما يتمسك به لينز من مبدأ حفظ الطاقة، فما الذي يبرر فقدان الطاقة ذاك؟ للوهلة الأولى لاحظ العلماء أن تلك التيارات تسبب فقدانًا في الطاقة، لكن وبتحري الدقة تبين أن التيارات الدوامة تحول الطاقة إلى أشكالٍ أكثر فائدة، فمثلًا تحول الطاقة الحركية إلى طاقة حراريةٍ، وهو ما يكون مفيدًا في تطبيقاتٍ عديدةٍ مثل مكابح القطار، وأثناء الفرملة تواجه العجلات المعدنية حقلًا مغناطيسيًا كهربائيًا فتتولد التيارات الدوامة في العجلات، كما أن التفاعل المغناطيسي بين الحقل المطبق والمقاومة الناتجة عن التيارات الدوامة يُبطئ حركة العجلات، وزيادة السرعة تعني تأثيرا أقوى، فمع تباطئ القطار تقل قوة الفرامل، وهذا يعني حركة توقفٍ سلسة.[٣]
المراجع
- ^ أ ب "Lenz's law", www.britannica.com, Retrieved 21-06-2019. Edited.
- ↑ "Lenz's Law", www.quizlet.com, Retrieved 21-06-2019. Edited.
- ↑ "Eddy currents", physics.bu.edu.Retrieved 21-06-2019. Edited.
