الكهرومغناطيسية في الفيزياء والهندسة الكهربائية الكهرومغناطيسية) عبارة عن مغناطيس يتولد مجاله المغناطيسي بمرور تيار كهربائي منتظم في ملف (أو سلك). يختفي المجال المغناطيسي المتولد عند انقطاع التيار. تستخدم المغناطيسات الكهربائية بشكل متكرر في المحركات الكهربائية والمولدات الكهربائية ومكبرات الصوت وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وأجهزة القرص الصلب لتخزين المعلومات والرافعات الثقيلة والعديد من الأجهزة العلمية.

فكرته[عدل]

عندما يمر تيار كهربائي عبر سلك ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي حوله (انظر أدناه). من أجل تركيز المجال المغناطيسي المتولد ، يتم تشكيل السلك على شكل ملف يتكون من عدة لفات من الأسلاك المجاورة للملف الشقيق. تمر خطوط المجال المغناطيسي المتولدة داخل الملف ، مما يولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا.

النظرية[عدل]

إذا كان طول الملف المستخدم هو L بالأمتار وعدد الدورات ن رقم مطلق ، لا يحتوي على وحدة ، ويمر عبره تيار شدة كهربائي أنا (بالأمبير) ، لذلك يتم حساب شدة المجال المغناطيسي
ح Unit: Ampere / meter حسب العلاقة:

$\ displaystyle H = I \ cdot \ frac n l \،$

وبالتالي ، يتم حساب كثافة التدفق المغناطيسي ب بالوحدات: T (Tesla).

$\ displaystyle B = \ mu _ 0 \ cdot \ mu _ r \ cdot I \ cdot \ frac n l \،$

.

في تلك المعادلة:

${\ displaystyle \ mu _ {0))$

نفاذية الفراغ للمغناطيسية

$\ displaystyle \ mu _ r$

نفاذية الغلاف الجوي المحيط للمغناطيسية.

$\ displaystyle \ mu_ 0 = 4 \ cdot \ pi \ cdot 10 ^ – 7 \ frac \ mathrm H \ mathrm m \،$

.

في الفراغ (أو في الهواء تقريبًا) تكون النفاذية النسبية:

$\ displaystyle \ mu _ r = 1$

تتراوح قيمته بالنسبة للمواد المغناطيسية بين 4 و 15000 حتى الوصول إلى التشبع المغناطيسي.

اتجاه دوران المجال المغناطيسي (قاعدة اليد اليمنى)نحتفظ بأصابع اليد اليمنى ونوجه الإبهام لأعلى ، بحيث يُظهر الإبهام اتجاه التيار في السلك ، وتُظهر الأصابع اتجاه دوران خطوط المجال المغناطيسي (قارن مع الشكل).

ملف القلب[عدل]

يتكون قلب ملف المغناطيس الكهربي عادةً من الحديد ، ويتكون من جزيئات مغناطيسية ، كل منها يشكل مغناطيسًا ذاتيًا صغيرًا (جزء الجسيم حوالي 10 ميكرومتر أو أصغر ، انظر المغناطيسية الحديدية). قبل تمرير التيار الكهربائي في الملف ، تكون الحبيبات المغناطيسية في القلب الحديدي للملف ، متخذة اتجاهات عشوائية ، لذا فإن مغناطيسية الحبوب تلغي مغناطيسية الآخر ، والحديد ، في هذه الحالة ، لا يظهر أي شيء حقل مغناطيسي.

عندما يمر تيار عبر حلقات سلك الملف المحيط بقلب الحديد ، فإن المجال المغناطيسي المتولد في الملف يتخلل الحديد ويوجه مغناطيسية الجسيمات في اتجاهه ، وبالتالي يزيد المجال المغناطيسي في قلب الملف وينتشر إلى الخارج و حول الملف. وكلما زادت شدة التيار الكهربائي في الملف ، زاد عدد الجسيمات التي توجه مجالها في اتجاه المجال المغناطيسي للملف ، وزادت قوة المجال الناشئ الكلي. وعندما تصبح جميع الحبيبات مغناطيسية في نفس اتجاه المجال المغناطيسي للملف ويتم الوصول إلى حالة تشبع مغناطيسي في اللب الحديدي للملف ، تزداد قوة المجال المغناطيسي ببطء بسبب الظاهرة المغناطيسية فقط ، والتي تبلغ حوالي 1000 مرات أقل من المغناطيسية الحديدية.

عندما يتم قطع تيار الملف ، تفقد الحبيبات اتجاهها المغناطيسي الذاتي وتعود إلى حالة التوزيع العشوائي مرة أخرى ، ويختفي المجال المغناطيسي. ومع ذلك ، تحافظ بعض الحبيبات على اتجاهها المغناطيسي الخاص بسبب العوائق الموجودة في المادة ، مما يجعل قلب الملف يظهر بعض المغناطيسية الذاتية. تسمى هذه الظاهرة المقاومة المغناطيسية (حيث تقاوم المادة فقدان مغناطيسيتها). يمكن إزالة المغناطيسية المتبقية في قلب الحديد بمعالجتها بمجال مغناطيسي معاكس.

أمثلة على المغناطيسات الكهربائية[عدل]

المجال المغناطيسي المتولد عن تيار[عدل]

تتناسب قوة المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي طرديًا مع عدد الدورات ن ملف مع التيار في السلك أناوبالتالي يسمى حاصل ضرب الضرب NI ووحدته (أمبير. لفة) هي قوة دافعة مغناطيسية. إذا افترضنا أن مغناطيسًا كهربائيًا به دائرة مغناطيسية واحدة ، فإن طول قلبه مصنوع من مادة مغناطيسية إل_النواة وطول فتحة الهواء (بين الملف ومادة قلب الملف) إل_الفارق قانون أوم يختصر بالصيغة:^[1][2]

$\ displaystyle NI = H _ \ mathrm core L _ \ mathrm core + H _ \ mathrm gap L _ \ mathrm gap \،$

${\ displaystyle NI = B \ left (\ frac L _ \ mathrm core \ mu + \ frac L _ \ mathrm gap \ mu _ 0 \ حق) \ qquad \ qquad \ qquad \ qquad (1) \ ،}$

أين

$\ displaystyle \ mu = B / H \،$

$\ displaystyle \ mu_ 0 = 4 \ pi (10 ^ – 7) \\ mathrm N \ cdot \ mathrm A ^ – 2$

وآخر

${\ displaystyle \ mu _ {0))$

هي نفاذية الفراغ (أو تقريبًا نفاذية الهواء) للمغناطيس. (الوحدات هنا هي N Newtons و Ampere).

هذه معادلة غير خطية مثل نفاذية المادة الأساسية للملف م هم أنفسهم يتغيرون مع التغيير في قوة المجال المغناطيسي ب. لذلك يمكن حساب نتيجة المعادلة عن طريق تحديد كليهما م لكل ب للمنحنى المغناطيسي. إذا كانت شدة المجال المغناطيسي ب غير معروف ، لذلك يجب حل المعادلة بالطرق الحسابية.

وإذا كانت القوة الدافعة المغناطيسية معروفة في حالة التشبع المغناطيسي ، فلن تتغير القيمة في يتغير المجال المغناطيسي بشكل كبير. في دائرة مغناطيسية مغلقة ، حيث لا يوجد ثقب هوائي في قلب الملف ، تكون المادة الأساسية في حالة تشبع مغناطيسي ، وقد تصل القوة الدافعة المغناطيسية إلى حوالي 800 أمبير لكل متر من التدفق المغناطيسي. تستخدم المواد العكسية في ملف نفاذية نسبية

$\ displaystyle \ mu _ r = \ mu / mu _ 0 \ almost 2000-6000 \،$

.^[2] لذلك ، يصبح الجزء الثاني من المعادلة في المعادلة (1) هو الأكبر. في الدوائر المغناطيسية التي تحتوي على ثقب هوائي ، ستتغير شدة المجال على طول فتحة الهواء بشكل كبير ، وبالتالي لن يكون لطول التدفق المغناطيسي في قلب الملف تأثير كبير.

مغناطيس التيار المتردد[عدل]

في التيار المتردد ، تتغير شدة التيار دوريًا من حد أقصى (سعة) ينخفض ​​إلى الصفر (عند ربع طول الموجة) إلى أدنى حد (سعة عكسية) ، ثم إلى صفر ، ثم يصل إلى أقصى نهاية منه. بدأت ، وبالتالي اكتملت الدورة. تتكرر هذه الدورة للتيار المتردد (انظر الشكل). في ضوء هذا التغيير الذي تصل فيه قيمة التيار بشكل دوري إلى الصفر في حالة التيار المتردد ، من الضروري ضمان عمل المغناطيس المستمر خلال اللحظات الدورية التي لا يمر خلالها أي تيار في الملف.

يتم ذلك باستخدام ملف إضافي ينتج تيار متردد إضافي ويكون خارج الطور مع التيار المتردد الأصلي ، بحيث يتطابق تيارا التيار المتردد مع بعضهما البعض ، وتكون النتيجة دائمًا مختلفة عن الصفر (انظر الشكل ، المنحنى الأسود) . يمكن القيام بذلك أيضًا باستخدام تيار ثلاثي الطور ، وهو النظام المستخدم لتشغيل المحركات الكهربائية في القطارات والرافعات وغيرها.

مواضيع ذات صلة[عدل]

• القابلية المغناطيسية
• تشبع مغناطيسي
• ترقب
• المغناطيسية الأرضية
• المغناطيسية الحديدية
• البارامغناطيسية
• المغناطيسية المعاكسة
• frimagnetism
• القانون الكوري
• أورستد
• جرس كهربائي

المراجع[عدل]

• بوابة الفيزياء
• بوابة كهرومغناطيسية
• بوابة الإلكترونيات
• بوابة كهربائية

العموم: مغناطيس كهربائي

تم الاسترجاع من «https://en.wikipedia.org/w/index.php؟title=Electromagnet&oldid=60021800»