تعريف التحريض الكهرومغناطيسي

المغناطيسية

المغناطيسية ظاهرة مرتبطة بالمجالات المغناطيسية، وتنشأ عن حركة الشحنات الكهربائية، ويمكن أن تتخذ أشكالًا عديدة، فيمكن أن تتخذ صورة تيار كهربائي في موصل أو جزيئات مشحونة تتحرك عبر الفضاء، أو يمكن أن تكون عبارة عن حركة إلكترون في مدار ذري، وترتبط المغناطيسية أيضًا بالجسيمات الأولية، مثل الإلكترون، ولها خاصية تسمى الدوران، ومما يدل على وجود مجال مغناطيسي هو القوة المغناطيسية المبذولة في الشحنات المتحركة في هذا المجال، فهذه القوة تجعل الجزيئات تنحرف دون تغيير سرعتها، وهذا يتضح من تعريف التحريض الكهرومغناطيسي.^[١]

المجال الكهرومغناطيسي

يمارس المجال المغناطيسي قوة على الجزيئات الموجودة في المجال، حيث تثير حركة الجسيمات المشحونة كهربائيًا، القوة المغناطيسية، وتعتمد القوة المؤثرة على جسيم مشحون كهربائيًا في مجال مغناطيسي على حجم الشحنة وسرعة الجسيم وقوة المجال المغنطيسي، ولأن إنشاء المجالات المغناطيسية يتم بواسطة الشحنات الكهربائية فإن معظم الإلكترونات تميل إلى تشكيل أزواج يكون فيها أحدها يدور للأعلى والآخر يدور للأسفل، وفقًا لمبدأ استبعاد Pauli، الذي ينص على أن إلكترونين لا يمكنهما شغل نفس حالة الطاقة في نفس الوقت، وفي هذه الحالة، تكون مجالاتهم المغناطيسية في اتجاهين متعاكسين، لذلك يقومون بإلغاء بعضها البعض، ومع ذلك، تحتوي بعض الذرات على واحد أو أكثر من الإلكترونات غير المبرمة والتي يحدد اتجاه دورانها اتجاه المجال المغناطيسي، وتجدر الإشارة إلى أن مصادر المجال المغنطيسي هي القطبين، أي وجود القطبين المغناطيسيين الشمالي والجنوبي،والتجاذب أو الاصطدام بينهما يؤدي إلى إنشاء مجال حلقي أو على شكل دونات، حيث ينتشر اتجاه المجال إلى الخارج من القطب الشمالي ويدخل عبر القطب الجنوبي، مما له أبلغ الأثر في تعريف التحريض الكهرومغناطيسي.^[٢]

تعريف التحريض الكهرومغناطيسي

قبل تعريف التحريض المغناطيسي ينبغي توضيح أن التحريض الكهرومغناطيسي له في قشرة الأرض أهمية علمية بالغة، ويهتم به العلماء الذين يدرسون تركيب الأرض، فمن خلال قياس الاختلافات الطبيعية للمجالات المغنطيسية الأرضية والجيوكهربائية، يمكنهم استنتاج معلومات حول التوصيلية للطبقات تحت السطحية وبالتالي استكشاف البنية تحت السطحية، وباستخدام تقنيات تطبيقية مهمة للبحث العلمي تقوم المنظمات التجارية بمسح النفط والمعادن اعتمادًا على المعلومات المتوفرة من وراء ذلك، كما يوفر كل ذلك معلومات قيمة من حيث أنه يمكن أن يوفر قياسات مباشرة لمصفوفة الممانعة التي تربط التغيرات المغناطيسية بالمجالات الكهربائية، حيث يتم اعتبارها مصفوفة ثنائية الأبعاد تعتمد على التردد وتربط بين المجالين الكهربائي والمغنطيسي في المستوى السطحي المحلي، وتختلف المصفوفة ثنائية الأبعاد من مكان إلى آخر على سطح الأرض وفقًا للجيولوجيا المحلية، ويمكن تعريف التحريض المغناطيسي بأنه عملية تحفيز إنتاج قوة كهربائية أو جهد كهربائي من مجال مغناطيسي يتغير تبعًا لعوامل.^[٣]

قوانين التحريض الكهرومغناطيسي

يتأثر التحريض الكهرومغناطيسي بمتوسط ​​المجال المغناطيسي وعدد المرات التي يخترقها في المنطقة العمودية من المساحة أي بمعدل تغير التدفق المغناطيسي، وتتعدد تطبيقاته واستخداماته بالحياة؛ مثل المحولات، مولدات الطاقة والملفات اللولبية، وهناك قانونان أساسيان يوضحان تعريف التحريض الكهرومغناطيسي ويشرحان أهم العوامل المؤثرة به، وهما:^[٤]

قانون فاراداي

يوضح ذلك القانون تعريف التحريض الكهرومغناطيسي الذي يعود إلى عالم الفيزياء مايكل فاراداي في القرن 19، وهذا يرتبط بمعدل التغير في التدفق المغناطيسي من خلال حلقة بالنسبة إلى حجم القوة الدافعة الكهربائية، حيث تشير القوة الدافعة الكهربائية، إلى الفرق المحتمل عبر الحلقة المفرغة، أي عندما تكون المقاومة في الدائرة مرتفعة، في الممارسة العملية، وغالبًا ما يكون كافيًا التفكير في القوة الدافعة الكهربائية كجهد كهربائي، حيث يتم قياس كل من الجهد الكهربي وفرق الجهد الكهربي باستخدام نفس الوحدة، وهي الفولت.

قانون لينز

هذا القانون هو نتيجة للحفاظ على الطاقة المطبقة على الحث الكهرومغناطيسي، وهو الآخر يدخل في تعريف التحريض الكهرومغناطيسي، وقد صاغه هاينريش لينز في عام 1833 ،وبينما يخبر قانون فاراداي بحجم القوة الدافعة الكهربائية الناتجة، ويخبر قانون لينز بالاتجاه الذي سيتدفق فيه التيار، وهو ينص على أن الاتجاه دائمًا سيعارض التغيير في التدفق الذي ينتج عنه، وهذا يعني أن أي مجال مغناطيسي ينتج عن تيار مستحث سيكون في الاتجاه المعاكس للتغيير في المجال الأصلي، وعادةً ما يتم دمج قانون لينز في قانون فاراداي مع علامة ناقص، والتي يسمح إدراجها باستخدام نفس نظام الإحداثيات التي توضح بشكل عملي تعريف التحريض الكهرومغناطيسي.
كما يتم توضيح التحريض الكهرومغناطيسي بشكل أوضح في الممارسة العملية، ويتم التعامل غالبًا مع الحث المغناطيسي في لفائف متعددة من الأسلاك، ويساهم كل منها في نفس المجال الكهرمغنطيسي.

المراجع

1. ↑ "Magnetism", www.britannica.com, Retrieved 04-07-2019. Edited.
2. ↑ "What Is Magnetism? | Magnetic Fields & Magnetic Force", www.livescience.com, Retrieved 13-07-2019. Edited.
3. ↑ "Magnetic Induction", www.sciencedirect.com, Retrieved 22-07-2019. Edited.
4. ↑ "What is Faraday's law?", www.khanacademy.org, Retrieved 22-07-2019. Edited.