كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي

كيف يمكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي؟

من الممكن زيادة قوة جذب المغناطيس الكهربائي من خلال:

• زيادة عدد لفات السلك.
• لف السلك حول نواة حديدية.
• زيادة التيار الكهربائي المار عبر السلك.

ما هو المغناطيس الكهربائي

المغناطيس الكهربائي هو مغناطيس يعمل بالكهرباء ، أي على عكس المغناطيس الدائم ، ومن الممكن بسهولة تغيير قوة المغناطيس الكهربائي عن طريق تغيير كمية التيار الكهربائي الذي يتدفق خلاله ، ويمكن لأقطاب المغناطيس الكهربائي أيضًا يمكن عكسها عن طريق عكس تدفق الكهرباء ، ويستحق ذلك من الجدير بالذكر أن المغناطيس الكهربائي يعمل لأن التيار الكهربائي يخلق مجالًا مغناطيسيًا ، وهذا المجال المغناطيسي الناتج عن تيار كهربائي يخلق دوائر حول التيار الكهربائي. [1]

ما هي القوة المغناطيسية

القوة المغناطيسية هي عامل الجذب أو التنافر الذي يحدث بين الأجسام المشحونة كهربائيًا بسبب حركتها ، وهي القوة الرئيسية المسؤولة عن التأثيرات ، مثل عمل المحركات الكهربائية والمغناطيسات التي تجذب الحديد ، وتجدر الإشارة إلى وجود قوى كهربائية الموجودة بين الشحنات الكهربائية الثابتة ، حيث توجد قوى كهربائية والمغناطيسية بين الشحنات الكهربائية المتحركة ، ويمكن وصف القوة المغناطيسية بين شحنتين متحركتين على أنها التأثير الذي يمارس على أي من الشحنتين من خلال مجال مغناطيسي يتكون من الأخرى.

من وجهة النظر هذه ، فإن القوة المغناطيسية F على الجسم الثاني تتناسب طرديًا مع شحنته q2 وسرعته v2 وحجم المجال المغناطيسي B1 الناتج عن الشحنة الأولى المتحركة وجيب زاوية ثيتا θ ، بين مسار الجسم الثاني واتجاه المجال المغناطيسي ، أي F = q2B1v2 sin θ.

من الجدير بالذكر أن القوة تساوي صفرًا إذا كانت الشحنة الثانية تتحرك في اتجاه المجال المغناطيسي ، وتكون أكبر إذا كانت تتحرك بزاوية قائمة على المجال المغناطيسي. [2]

زيادة القوة الحالية للمجال المغناطيسي

وفقًا لقانون Ampere ، فإن المجال المغناطيسي حول السلك الحامل للتيار يتناسب طرديًا مع القوة الحالية.

• زيادة الجهد.
• قطع مقياس السلك.
• خفض درجة الحرارة.
• استخدم سلكًا عالي الموصلية.

زيادة الجهد: يخبرنا قانون أوم أن التيار يتناسب مع الجهد ، لذلك إذا تم تشغيل مغناطيس كهربائي على بطارية 6 فولت ، فمن الممكن التبديل إلى بطارية 12 فولت ، ولا يمكن أن يستمر الجهد في الزيادة إلى أجل غير مسمى ، مثل مقاومة يرتفع السلك مع درجة الحرارة حتى يتم الوصول إلى تيار معين ، مما يؤدي إلى الخيار التالي.

قطع قياس الأسلاك: تقل مقاومة السلك مع زيادة مساحة المقطع العرضي ، وبالتالي يتم تقليل مقياس السلك. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن تقليل المقياس مرادف لزيادة سمك السلك. إذا قمت بلف الملف اللولبي بسلك قياس 16 ، فيمكن استبداله بمقياس 14 ، وسيكون المغناطيس أكثر قوة.

خفض درجة الحرارة: تزداد المقاومة مع درجة الحرارة ، لذلك عندما يمكن الحفاظ على المغناطيس في درجات حرارة أقل من درجة التجمد ، سيكون المغناطيس أقوى من المغناطيس في درجة حرارة الغرفة ، وعلى الرغم من أن الاختلاف قد لا يكون كبيرًا ، في درجات الحرارة مع القليل من المقاومة ، تختفي المقاومة تقريبًا وتصبح الأسلاك فائقة التوصيل ، وتسمح هذه الحقيقة للعلماء بتكوين مغناطيس قوي جدًا ، مثل ذلك الموجود في CERN.

استخدام سلك الموصلية العالية: من الممكن أيضًا زيادة التيار عن طريق الترقية إلى سلك ذي موصلية أعلى ، ومن الممكن أن تكون الأسلاك النحاسية من بين أكثر الأسلاك موصلة ، لكن السلك الفضي هو أكثر الأسلاك موصلة للكهرباء ، لذلك من الممكن التبديل إلى أسلاك فضية ، وستحصل على مغناطيس أقوى.

زيادة عدد لفات السلك الكهربائي

قوة المغناطيس الكهربائي ، والمعروفة أيضًا باسم القوة المغناطيسية (mmf) ، تتناسب طرديًا ليس فقط مع التيار (I) ، ولكن أيضًا مع عدد الدورات (n) حول الملف اللولبي. يمكن أن تكون زيادة عدد الدورات إحدى أسهل الطرق لزيادة قوة الملف اللولبي. المغناطيسات الكهربائية ، مثل mmf = n أنا مضاعفة عدد الدورات يضاعف قوة المغناطيس / من الجيد أن الأسلاك ملفوفة في طبقات حول قلب الملف اللولبي ، وتجدر الإشارة إلى أن المجال المغناطيسي لا يتأثر عندما الأسلاك تتلامس مع بعضها البعض.

كيفية صنع مغناطيس بشحنة سالبة

جميع أنواع المغناطيس لها قطبان (موجب وسالب) ، ومن أجل صنع مغناطيس بشحنة سالبة ، يجب صنع مغناطيس بسيط. تشكيل شحنة على الجسم المعدني ، والتي بدورها ستولد مجالًا مغناطيسيًا. إليك كيفية صنع مغناطيس شحنة سالبة:

• يتم نزع طرفي السلك: تأكد من وجود حوالي نصف بوصة أو نحو ذلك من السلك المكشوف مكشوفًا ، ويجب حماية الجزء المتبقي من السلك بغلاف بلاستيكي.
• يتم لف السلك حول الظفر بإحكام قدر الإمكان: بدءًا من طرف الظفر ثم الانتقال إلى طرفه ، كلما كان الجرح أكثر إحكامًا ، كان المجال المغناطيسي أقوى ، ولا يتداخل السلك ، ولكن ببساطة اصنع أكبر عدد ممكن من الملفات الفردية حول الظفر ، تاركًا حوالي النصف سنتيمتر في نهاية طرف الظفر.
• يلتف أحد طرفي السلك العاري حول الطرف الموجب للبطارية: بعد ذلك ، يتم لف السلك العاري الآخر حول الطرف السالب للبطارية ، ويعمل المغناطيس الآن.
• حرك طرف الظفر فوق مشبك ورق أو برادة معدنية للتحقق من أن المغناطيس يعمل بشكل صحيح: تتكرر الخطوات من 1 إلى 3 مع بطارية أخرى ، وبعض الأسلاك والمسمار ، وباستخدام مغناطيسين ، يمكن الآن التحقق من وجود شحنة سالبة على المغناطيس.
• يمكن استخدام مقياس Gaussmeter: هذا من أجل التحقق من أي طرف من الظفر يحمل شحنة سالبة ، ومع ذلك ، فهذه الأجهزة باهظة الثمن ، ولكن هناك طريقة غير مكلفة لتحديد الشحنة الموجبة والسالبة من خلال استخدام البوصلة ، بحيث يتم إحضار البوصلة بالقرب من أحد طرفي الظفر ، ولاحظ الإبرة ، وسوف تشير إلى الشمال إذا كانت موجبة ، والجنوب إذا كانت سالبة. [3]

ما هي الوظائف التي تستخدم المغناطيس الكهربائي

تستخدم جميع الوظائف تقريبًا في حياتنا اليومية نوعًا واحدًا من المغناطيس الكهربائي ، مثل ما يلي:

• المحركات الكهربائية هي نوع من المغناطيس الكهربائي.
• من خلال المجالات المغناطيسية القوية ، يتم فرز الأجزاء المعدنية وإعادة تدويرها.
• السيارات لديها العشرات من المغناطيسات الكهربائية التي تحرك الأشياء أو تولد الكهرباء.
• الكهرباء ، حيث أن العديد من الأجهزة الكهربائية تعمل من خلال مجالات المغناطيس الكهربائي.