La main à la pâte
ما الذي يجري في المغناطيس الكهربي؟
27/02/2002
تاريخ
 
سؤال من
 

إن سؤالي يختص بالتحولات المختلفة للطاقة التي تحدث في المغناطيس الكهربي. في الحقيقة، ما الذي يحدث بالضبط في المغناطيس الكهربي؟ ما هو الرابط بين التيار الكهربي والمغناطيسي؟ يريد تلاميذي معرفة المزيد في هذه الصدد.

 

 
 
16/03/2002
تاريخ
 
إجابة من
 

إن هذا سؤال جميل– وللإجابة عليه، سآخذ أولاً مصطلح الطاقة. هناك طاقة مغناطيسية داخل المغناطيس مثلما الحال داخل البوبينة. إننا بصدد طاقة كامنة مخزنة. في حالة البوبينة يمكن استعادتها كما في حالة بوبينة حركة العربة، قد تكون هذه الطاقة مهمّة جداً بما أنه في حالة البوبينة التي تولد قُرابة 20 تلسا (البوبينة سميكة مثل كرة السلة) الطاقة المغناطيسية المختزنة تتناسب مع الطاقة الحركية لسيارة تم دفعها بسرعة 130 كم / ساعة! وعموماً، في الحالة المثالية ليس هناك تبادل للطاقة بين المغناطيسين اللذين يتجاذبان أو بين البوبينة والمغناطيس أو بين أي جهازين آخرين. في الواقع، إذا كان هناك تبادل للطاقة، إذاً فسوف نلاحظ التحول (الفقدان) لجزء من الطاقة المغناطيسية المختزنة إلا أن ذلك ليس الحال هنا، فمثلاً مغناطيس باب البلاكار تؤدي مهمتها دون أن تفقد مغناطيسيتها على الرغم من النشاط اليومي.. من وجهة النظر الدراسية، نقول في الغالب أن القوة المغناطيسية لا تعمل. في المغناطيس الكهربي، عامة ما نستخدم البوبينة الموجود بداخلها نواة من مادة حديدية في هذا الحالة تقوم البوبينة بتوليد مجال مغناطيسي لكن النواة ("تعتمد") هذا المجال وآثار المغنطة تكون مكبرة.

 
 
ما الذي يجري في المغناطيس الكهربي؟

 
 
20/03/2002
تاريخ
 
إجابة من
 

المغناطيس الكهربي سلسلة من الحلزونات المكونة من الأسلاك الموصلة، عامة ما تكون منغمّسة في مادة ممغنطة (الحديد). عند سريان التيار يظهر مجال مغناطيسي. إذا كان التيار مستمراً، إن المجال يكون ثابتاً، وإذا لم يَقُمْ المغناطيس بعمل ميكانيكي فلن تكون هناك طاقة. تتوافق الطاقة الكهربية المستهلكة (R*12*t) تماماً مع الحرارة المتصاعدة بواسطة السلك الكهربي ونهمل، في كسور الثواني الأولى، طاقة مغنطة الحديد – إذا كان التيار متبادلاً، فإن المغناطيس الكهربي إذا ترك ثابتاً سوف يقوم بظاهرة "التداخل الذاتي" في الدائرة الكهربية التي تقوم بتغذيته مع الطاقة الكهربية. إذا تعقد المغناطيس الكهربي بسلسلة ثانية من الحلزونات الموصلة على دائرة كهربية أخرى، سوف يتكوّن المحوّل الذي يسمح بتحويل الطاقة الكهربية من دائرة لأخرى. إذا كان المغناطيس الكهربي متحركاً وموضوعاً بالقرب من مغناطيس آخر ثابت نصل إلى المحركات ومولّدات التيار التي تحوّل الطاقة الكهربية إلى ميكانيكية (محرّك) أو العكس (مولّد) بعضُها ذو تيار مستمر والبعض الآخر ذو تيار تبادلي. لنأتي للتركيب الأكثر بساطة، مثل المغناطيس الكهربي في طرف كابل ونش لرفع أعداد الحديد. عندما نوصل التيار ونرى قطع الحديد تتطاير لكي تلتصق عليه، فهناك بالطبع طاقة للرفع: هذه الطاقة بسبب الكهرباء.