كيمياء

المجال المغناطيسي من التيارات الكهربائية


هل عملت في وحدة التعلم المجال المغناطيسي من التيارات الكهربائية وتبحث عن المزيد من المواد؟ ثم نوصي بالوحدات التعليمية التالية:

المجال المغناطيسي من المغناطيس الدائم45 دقيقة

الفيزياءكهرباءحقل مغناطيسي

تتعامل وحدة التعلم هذه مع المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم.


ظاهرة المغناطيسية معروفة منذ العصور القديمة. يحدث حجر الحديد المغناطيسي كمعدن طبيعي. تم ملاحظة القوى بين الأجسام المصنوعة من المواد المناسبة في وقت مبكر. من ناحية أخرى ، تم توضيح الكهرومغناطيسية لأول مرة في عام 1820 من قبل الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد (1777-1851).
المغناطيس الدائم عبارة عن أجسام تولد مجالًا مغناطيسيًا شديدًا دون أن يتدفق التيار خلالها. تستخدم مغناطيسات دائمة أصغر لتجميع الأجزاء المعدنية الصغيرة أو لتوصيل الأجسام الخفيفة بلوحة مغناطيسية. كما أن أطراف بعض مفكات البراغي ممغنطة ، والتي تحمل المسمار المعدني في الفتحة الدوارة. تُستخدم المغناطيسات الدائمة أيضًا حيث تريد توليد تيار في مولدات صغيرة عن طريق الحث الكهرومغناطيسي. مثال على ذلك هو دينامو الدراجة.

يوجد مجال مغناطيسي حول مغناطيس دائم ، مما يؤدي إلى محاذاة برادة الحديد.

السبائك ، على سبيل المثال ، مناسبة كمواد لإنتاج مغناطيس دائم حديد و النيكل، ولكن أيضًا مواد خزفية مختلفة ونيوديميوم. قبل المغنطة ، تُعطى المادة الشكل المطلوب ، والذي يمكن أن يكون شديد التنوع. كثيرا ما تستخدم المغناطيسات الدائمة هي مغناطيس حدوة حصان ومغناطيس بار وكذلك مغناطيس أسطواني ورقائق مغناطيسية.

أشكال مختلفة من المغناطيس الدائم

يكمن الاختلاف الجوهري بين قضيب الحديد غير الممغنط والقضيب الممغنط في البنية الداخلية للمادة. في الأساس ، كل مادة لها خصائص مغناطيسية ، ولكن يمكن أن تكون مختلفة تمامًا. تتميز ما يسمى بالمواد المغناطيسية (الحديد والنيكل والكوبالت والسبائك المختلفة) بخصوصية هيكلها الداخلي. وهي تتكون من مناطق مغناطيسية صغيرة لها نفس الاتجاه المغناطيسي ، والتي عادة ما يتم ترتيبها بشكل عشوائي. تسمى هذه المناطق مجالات فايس أو مغناطيسات أولية. نظرًا لترتيبها العشوائي ، فإن المجالات المغناطيسية الضعيفة لمقاطعات Weiss تعوض بعضها البعض بحيث يكون هناك تأثير مغناطيسي ضئيل أو معدوم على الخارج.
إذا تم إحضار مادة مغناطيسية حديدية إلى مجال مغناطيسي خارجي ، فإن مجالات Weiss تصطف على طول خطوط المجال المغناطيسي للحقل الخارجي. كلما كان هذا المجال أقوى ، زاد تأثير المحاذاة. مع قوة المجال العالية ، يحدث التشبع - ثم يتم محاذاة جميع مناطق Weiss في المادة المغناطيسية بشكل موحد. تُعرف هذه العملية بالمغنطة. إذا قمت بإيقاف تشغيل الحقل الخارجي ، فسيتم الاحتفاظ بمحاذاة المناطق الفردية. يتم تركيب الحقول الجزئية لتشكيل مجال مغناطيسي قوي. ظهر مغناطيس دائم. إذا تعرض المغناطيس الدائم لدرجات حرارة عالية أو تأثيرات ميكانيكية قوية ، يمكن أن تتغير محاذاة مناطق فايس مرة أخرى. يمكن أن تحدث إزالة المغناطيسية.
يمكن ملاحظة التأثير الموصوف للمغنطة ، على سبيل المثال ، عندما يتم الاحتفاظ بأجزاء صغيرة تحتوي على الحديد مثل البراغي أو المسامير بالقرب من مغناطيس دائم قوي لفترة طويلة. ثم أصبحت الأجزاء الصغيرة ممغنطة بحد ذاتها. الأمر نفسه ينطبق على مشعات الحديد الزهر في المجال المغناطيسي للأرض.

الحديد غير الممغنط (أ) والممغنط (ب) في النموذج

ترتبط الكهرومغناطيسية بتدفق التيار: كل موصل يمر من خلاله تيار محاط بمجال مغناطيسي. هذا المجال المغناطيسي قوي بشكل خاص حول الملفات الحاملة للتيار مع نوى الحديد. لذلك ، غالبًا ما يشار إلى الملف الحامل للتيار مع قلب حديدي على أنه مغناطيس كهربائي ، على الرغم من وجود تصميمات مختلفة جدًا هنا أيضًا ، على غرار المغناطيس الدائم ، اعتمادًا على الاستخدام المقصود. مغناطيس الرفع له شكل مختلف تمامًا عن المغناطيس الكهربائي الموجود في فتاحة الباب أو التتابع.

ملف ذو قلب حديدي يتدفق من خلاله التيار عبارة عن مغناطيس كهربي: يجذب أجسامًا مصنوعة من مواد مغناطيسية حديدية.


  • المجالات المغناطيسية هي المساحة المحيطة بالمغناطيس التي يمكن فيها تسجيل القوى المغناطيسية وفقًا لذلك. ولكن كيف تنشأ المجالات المغناطيسية في الواقع؟ يجب على أي شخص يريد فهم بنية المجال المغناطيسي أن يصل أولاً إلى الجزء السفلي من هذا السؤال.
  • يمكن أن يكون سبب أو مصدر المغناطيسية مادة مغناطيسية مثل المغناطيس الدائم ، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا. يمكن أن تولد التيارات الكهربائية أو تحول الوقت في المجالات الكهربائية أيضًا مجالًا مغناطيسيًا. في المغناطيسات الكهربائية ، يتم إنشاء المجال بواسطة حركة الشحنات الكهربائية.

يعلم الجميع ظاهرة المغناطيسية. ولكن كيف يحدث ذلك بالضبط؟ ...


المجال المغناطيسي - الملف

في المعرفة الأساسية نصل مباشرة إلى النقطة. ستجد هنا أهم النتائج والصيغ الخاصة بفصل الفيزياء. وحتى لا يتم إهمال المتعة ، هناك اختبارات LEIFI الشائعة وتمارين متنوعة مع حلول نموذجية مفصلة. هذه هي الطريقة التي يمكنك بها التحقق مما إذا كنت قد فهمت كل شيء.

المجال المغناطيسي للموصل المستقيم

  • يعمل المجال المغناطيسي حول موصل مستقيم في دوائر متحدة المركز حول الموصل.
  • يتم تحديد اتجاه وقوة المجال المغناطيسي ، من بين أمور أخرى ، من خلال قوة واتجاه التيار في الموصل.
  • يمكنك تحديد اتجاه واتجاه المجال المغناطيسي باستخدام قاعدة القبضة اليمنى.

المجال المغناطيسي للملف اللولبي

  • يكون المجال المغناطيسي الموجود داخل الملف الممدود متجانسًا تقريبًا.
  • بالنسبة لشدة المجال المغناطيسي (كثافة التدفق المغناطيسي) في ملف مملوء بالهواء ، ينطبق (B = < mu _0> cdot frac <>).
  • يمكن زيادة شدة المجال المغناطيسي بواسطة العامل المعتمد على المواد ( mu_r ) بمساعدة المواد المغناطيسية في الداخل.

المغناطيسية الحديدية

  • هناك ما يسمى بمناطق WEISS في المواد المغناطيسية.
  • إذا لم تكن المادة ممغنطة ، يتم محاذاة مناطق WEISS بشكل عشوائي.
  • في مجال مغناطيسي خارجي ، محاذاة مجالات Weiss موازية للحقل الخارجي وتقويته.

المجالات الكهربائية والمغناطيسية

إذا كان هناك موصلين مستقطبين بشكل معاكس ، يحملان الجهد في مواجهة بعضهما البعض ، يتم إنشاء مجال كهربائي بينهما. توجد المجالات الكهربائية في أي مكان توجد فيه جهود كهربائية. يحدث تدفق التيار عندما تكون شدة المجال الكهربائي أو كثافة خطوط المجال كبيرة بدرجة كافية. ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، فقط عندما تصبح المسافة بين القطبين موصلة. إذا كانت شدة المجال كبيرة بدرجة كافية ، يحدث تفريغ شرارة. يحدث شيء من هذا القبيل ، على سبيل المثال ، في عاصفة رعدية عندما يكون هناك برق. يمكن أيضًا استخدام هذا التأثير ، على سبيل المثال ، مع شمعة الإشعال في السيارة.

ومع ذلك ، هناك مجالات كهربائية مختلفة. مع الجهد المباشر ، يوجد مجال كهربائي مباشر ثابت. مع الجهد المتناوب ، يوجد مجال كهربائي ديناميكي متناوب. يتم التمييز بين الحقول ذات التردد المنخفض والعالي. الجهد المتناوب من المقبس هو حقل متناوب منخفض التردد (50 هرتز).
تعطى شدة المجال الكهربائي بالفولت لكل متر (V / m).

في الأساس ، نتعرض باستمرار للمجالات الكهربائية. تحاول المجالات الكهربائية تحريك الشحنات التي تتبدد في تدفق التيار. يجب أن يُفهم جسم الإنسان على أنه موصل كهربائي ، حتى لو لم يكن موصلًا جيدًا بشكل خاص. يمكن أن تحدث نوبات الشحن في جسم الإنسان تحت تأثير المجالات الكهربائية. لكنها ملحوظة فقط في نقاط قوة المجال العالية جدًا. ثم تشعر بوخز خفيف. لا يمكننا إلا أن نتعرض لقوة المجال العالية هذه في محطة فرعية. لا تحدث في البيئة الحرة. ولا تنتج حتى صناعيا.
معظم الأحاسيس التي ننسبها إلى المجالات الكهربائية هي خيال. من المرجح أن تكون الحقول المغناطيسية ، والتي تنشأ فقط عندما يكون هناك تدفق للكهرباء. هذا هو السبب في أنها تنطبق على المجالات الكهربائية بأنها غير ضارة تمامًا بدون تدفق تيار. لا يوجد خطر من المقبس أو الخط الكهربائي الذي لا يوجد به كهرباء.

المجالات المغناطيسية - ما هو المجال المغناطيسي؟

يرتبط تدفق الكهرباء والكهرومغناطيسية ارتباطًا وثيقًا. يتم التعبير عن العلاقة بين التيار والمغناطيسية في المصطلح & quot؛ الكهرومغناطيسية & quot؛. على سبيل المثال مع التوافق الكهرومغناطيسي (EMC). يحيط الموصل نفسه فقط بمجال مغناطيسي حيث يتدفق التيار. يتم ترتيب خطوط المجال في دائرة حول الموصل.
ومع ذلك ، هناك مجالات مغناطيسية مختلفة. مع التيار المباشر ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي ثابت ثابت. مع التيار المتردد ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي ديناميكي متناوب. في حالة الحقول المتناوبة ، يتم التمييز بين الحقول منخفضة التردد وعالية التردد. يمكن للأجهزة المتصلة بالجهد المتناوب ذي التردد المنخفض أن تبعث مجالات متناوبة عالية التردد. على سبيل المثال ، المحركات الكهربائية ومصابيح الفلورسنت.
تُعطى شدة مجال المجالات المغناطيسية بواسطة كثافة التدفق المغناطيسي في تسلا (T). في الممارسة العملية ، يتم استخدام الوحدات و microT و mT. على الصعيد الدولي ، أثبتت الوحدة Gaussian (G) نفسها لكثافة التدفق المغناطيسي. 1 G تقابل 10 -4 T. وهذا يعني أن 1 mT يساوي 10 G. أو 1 & microT يساوي 10 mG.

تحدد الحماية الشخصية قيمة حدية قدرها 1 طن متري لمدة 6 ساعات كحد أقصى يوميًا باعتبارها غير ضارة. يمكن أن تسبب الأجهزة المنزلية عالية الأداء (المكنسة الكهربائية ، المثقاب ، القدم) مجالات مغناطيسية بعدة أمتار. كقاعدة عامة ، نتعرض لهذه التأثيرات فقط لفترة قصيرة. المخاطرة منخفضة بالمقابل. تحدث كثافة تدفق مغناطيسي من 0.2 إلى 0.5 طن متري في تلفزيون الأنبوب. ولكن حتى على مسافة 50 سم ، تكون كثافة التدفق المغناطيسي حوالي 1٪ فقط من هذا. إذا قارنت هذه الأشياء الكبيرة مع بعضها البعض ، فلا ضرر من مشاهدة التلفزيون مباشرة أمام التلفزيون.

Electrosmog

المجالات المغناطيسية في حد ذاتها ليست ضارة. ولكن إذا قمت بعكس التأثير الكهرومغناطيسي ، فيمكن أن يكون له آثار سلبية على الكائن البشري. عندما يتغير التدفق المغناطيسي حول موصل كهربائي ، يتم تحفيز الجهد الذي يمكن أن يتسبب في تدفق التيار. تعمل المسالك العصبية مثل الموصلات الكهربائية التي يمكن أن تتأثر بمجالات مغناطيسية أكثر قوة. بهذه الطريقة ، يمكن التقاط المنبهات التي يمكن أن تؤدي إلى عدم توازن الكائن البشري. في الممارسة العملية ، من المعروف ارتفاع درجة حرارة الأنسجة أو عدم انتظام ضربات القلب.
إذا كنت تبحث عن مخاطر محتملة ، فسوف تصادف بسرعة خطوط الجهد العالي الموضوعة في الهواء ولكن أيضًا في الأرض. بسبب الجهد العالي ، توجد مجالات كهربائية شديدة جدًا هناك أيضًا. نظرًا للتيارات العالية التي تتدفق على هذه الخطوط ، يتم أيضًا إنشاء مجالات مغناطيسية ذات قوة كبيرة. كثافة التدفق المغناطيسي من 0.2 إلى 0.3 & microT تحدث على مسافة 50 إلى 100 متر من خطوط الجهد العالي. لكن هذه القيم تم تجاوزها بالفعل من قبل مصادر أخرى. على سبيل المثال مع الأجهزة المنزلية.
مشكلة Electrosmog هي عدم الموضوعية التي يتم مناقشتها. هذا ليس مفاجئًا ، حيث يمكن حتى للخبراء أن يجدوا آراء مثيرة للجدل للغاية. في الأساس ، يجب على المرء أن يضع في اعتباره أن الإعاقات الصحية عادة ما يكون لها أكثر من مجرد سبب واحد.

قياس المجالات الكهربائية والمغناطيسية

يتم قياس المجال الكهربائي بمقياس المجال الكهربائي. مقياس المجال الكهربائي ، الذي يُطلق عليه أيضًا مقياس المجال الكهربائي أو الفولتميتر الدوراني أو الطاحونة الميدانية ، هو جهاز لقياس قوة المجال الكهربائي.

يتم قياس المجال المغناطيسي بمقياس المجال المغناطيسي. هذا جهاز لقياس شدة المجال المغناطيسي. على عكس المجالات الكهربائية ، يمكن قياس المجالات المغناطيسية بدقة شديدة لأنها تخترق معظم المواد ولا تتأثر بالكاد بالبيئة.

يمكن استخدام طرق أو أنواع أجهزة استشعار مختلفة لقياس المجالات المغناطيسية. ينتشر استخدام المكونات وأجهزة الاستشعار التي تقلل من مقاومتها الكهربائية على نطاق واسع
تغيير تأثير المجال المغناطيسي.

تعطى شدة المجال المغناطيسي بوحدة A / m (أمبير لكل متر). في الممارسة العملية ، يتم قياس كثافة التدفق المغناطيسي بوحدة T (تسلا). ترتبط قوة المجال وكثافة التدفق ببعضهما البعض عبر ثابت المجال المغناطيسي ويمكن تحويلهما إلى بعضهما البعض. نظرًا لأن Tesla وحدة كبيرة جدًا ، يتم عادةً إعطاء قياسات التعرض اليومي بوحدة microtesla (& microT).

في معظم الأوقات ، توجد وحدتا القياس لكلتا وحدتي القياس في جهاز قياس واحد. لذلك يمكنك قياس المجالات الكهربائية والمغناطيسية بجهاز واحد.
عادة ما يتم بناء أجهزة القياس لنطاق تردد معين. يمكن أن يصل خطأ القياس إلى عدة نسب مئوية. يمكن أن يكون هذا بسبب تحمل جهاز القياس ، ولكن أيضًا بسبب خطأ بشري. من حيث المبدأ ، يجب فقط عرض جميع نتائج القياس مع التحفظات ، إذا كان لا يمكن ضمان القياسات بشروط قياس واضحة وقابلة للتكرار.


X-Men: فيزياء Magento

بالإضافة إلى الجاذبية والتفاعل القوي والضعيف ، فإن الكهرومغناطيسية هي إحدى القوى الأساسية الأربعة لفيزياءنا. بدون هذا التفاعل الأساسي ، لن تتمكن الأجسام أو الحقول أو الجزيئات التي تربط عالمنا معًا من التأثير على بعضها البعض. جيد لـ Magneto. لأنه يتقن إحدى القوى الأساسية الأربعة للفيزياء - وهي المغناطيسية.

Erik Magnus Lensherr ، كما يُطلق عليه Magneto حقًا ، هو متحولة قوية من X-Men universe. ظاهريًا ، يبرز بسبب خوذته التي تحميه من الهجمات التخاطرية. قدرتها على توليد والتحكم في المجالات المغناطيسية داخل دائرة نصف قطرها 1.6 كم. وبهذه الطريقة ، يمكنه التحكم بسهولة وتحويل أي نوع من المعادن التي تكون مغناطيسية أو ، إلى حد ما ، تتكون من مادة مغناطيسية. يمكنك أن ترى أن هناك مجالًا مغناطيسيًا قويًا يحيط به في فيلم X-Men الجديد "نهاية العالم". بصرف النظر عن ما قاله: فيلم رائع حقًا! فقط ضد البلاستيك أو الخشب المتطاير يبدو أنه عاجز. لكننا سنرى أنه قادر على التحكم في الأجسام غير المغناطيسية من خلال. ولكن هل يمكن أن يعمل ذلك جسديًا؟

للإجابة عليه باختصار "نعم" ، ولكن من أجل فهم قدرة "سيد المغناطيسية" بشكل أكثر دقة ، علينا أولاً أن نعرف لماذا تكون بعض المواد مغناطيسية والبعض الآخر لا.

بادئ ذي بدء ، علينا أن نعرف أن كل بروتون وإلكترون ونيوترون في الكون له مجال مغناطيسي صغير. بالطبع لا يمكن قياسها بالكاد - لكنها موجودة - هذا ما يقوله ما يسمى بـ "العزم المغناطيسي" ، والذي يمكن اشتقاقه من المعادلات الأساسية في فيزياء الكم. يمكنك أن تتخيل الأمر كما لو أن عصا مغناطيسية خضراء / حمراء ، والتي نعرفها من دروس الفيزياء ، عالقة في الجسيم. (لا تقلق ، سنبقى مع Magneto). الذي - التي حقل مغناطيسي مصنوع بمساعدة خطوط المجال مبين. ثم تظهر رؤوس الأسهم اتجاه قوة المغناطيس. حتى لا أضطر إلى رسم عصا مغناطيسية كاملة في كل مرة ، سألخص المجال المغناطيسي الذري في سهم ، يستمر رأس السهم في إظهار اتجاه القوة.

لماذا لا يستطيع Magneto التحكم في كل شيء؟

حسنًا ، عادةً ما تظهر الإلكترونات في أزواج ، ولكل منها دوران معاكس ، أي اتجاه الدوران حول نفسها ، كما أن المجالات المغناطيسية تواجه بعضها البعض في اتجاهين متعاكسين. وبعبارة أخرى ، فإن لحظاتهم المغناطيسية تضيف ما يصل إلى الصفر. ليس لديهم مجال مغناطيسي خارجي ، لذا فهي ليست مغناطيسية أيضًا. هذه الخاصية تسمى أيضا مغناطيسي وينطبق بالفعل على جميع الأقمشة - ليس فقط البط البلاستيكي أو الكراسي الخشبية ، ولكن أيضًا على الماء ، الذي نتألف منه أساسًا.

ولكن هناك أيضًا مواد ، مثل الألمنيوم ، لها تفاعل ضعيف جدًا مع جيرانها من الإلكترونات ، وبالتالي لا يتم إقرانها دائمًا. باستخدام مجال مغناطيسي خارجي قوي ، يمكنك جعلها مغناطيسية. هذه تسمى المواد مغناطيسي. بدون مجال مغناطيسي ، تختفي المغناطيسية مرة أخرى في درجة حرارة الغرفة.

لكن أهم مغناطيسات Magneto هي المغناطيسات الحديدية. بطبيعتها ، حتى بدون وجود مجال مغناطيسي خارجي ، فهي محاذية بشكل متوازي في نفس الاتجاه - وبالتالي فهي مغناطيسية بالكامل. وتشمل هذه ، في درجة حرارة الغرفة ، الحديد أو الكوبالت أو النيكل. إذا نظرت إليها تحت المجهر ، يمكنك أن ترى نفس المحاذاة للعديد من المجالات المغناطيسية الذرية في مناطق فردية ، ما يسمى "مناطق فايس". كم عدد الأشرطة المغناطيسية الصغيرة التي تجعل كلًا كبيرًا. هذا التأثير المغناطيسي القوي يسمح له بالتحكم بها وتشويهها بسهولة شديدة باستخدام مجالاته المغناطيسية.

كيف يثني هذه المعادن؟

حسنًا ، على سبيل المثال ، يود تشكيل حرف U من عارضة فولاذية لأنه & # 8230 شإنه بارد بشكل لا يصدق ، فهو يحتاج فقط إلى توليد قوة مغناطيسية مثيرة للاشمئزاز في منتصف الحزمة وقوة مغناطيسية جذابة على الأطراف الخارجية. لقد أريتهم هنا بشكل تخطيطي باستخدام مغناطيس بار. في مرحلة ما ، سيرجع الفولاذ نفسه إلى سيده.

كيف يمكنك الدفاع عن نفسك ضد Magneto؟

ببساطة عن طريق تدمير الخاصية المغناطيسية! ولهذا نحتاج فقط إلى الكثير من الدفء أو اللكمة القوية. يؤدي هذا إلى قيام المناطق الأولية المغناطيسية بإعادة تنظيم نفسها بشكل تعسفي ، مع التأثير على أن القوى المغناطيسية تلغي بعضها تمامًا تقريبًا ويفقد المغناطيس تأثيره. كم هو جيد أنه لديه النار متحولة على جانبه. مع الحديد الصلب ، نحتاج إلى 800 درجة مئوية تقريبًا ، بينما يحتاج مغناطيس النيوديميوم المطلي بالحديد إلى 80 درجة مئوية فقط ليفقد خصائصه. هذه هي الطريقة التي يتم بها صنع المغناطيس الدائم ، بالمناسبة.

يمكن لسيد المغناطيسية الآن تعريض المغناطيس المكسور إلى مجال مغناطيسي قوي خارجي ، بحيث تتحاذى الحقول المغناطيسية الذرية في مناطق فايس نفسها مرة أخرى في اتجاه واحد. عندما يبرد كل شيء إلى درجة حرارة الغرفة ، تتم استعادة الخاصية المغناطيسية المغناطيسية وتصبح مغناطيسية مرة أخرى.

كيف لا يجعل الأشياء المغناطيسية تطفو؟

ولكن كيف تمكنت Magneto بعد ذلك من صنع أشياء غير مغناطيسية مثل نفسها أو أشخاص آخرين تطفو في الرسوم الهزلية؟ بالتأكيد ليس بسبب الحديد في الدم. الأساس المادي لهذا العمل الفذ هو توليد مجالات مغناطيسية قوية لدرجة أن الذرات تضطر إلى الاصطفاف من عشوائي إلى متوازي.

من أجل أن تجعل الخاصية المغناطيسية الناس تطفو ، نحتاج إلى مجال مغناطيسي قوي جدًا جدًا. 200 ألف مرة أقوى من المجال المغناطيسي للأرض! أوه ، من الجيد أنك هناك مغناطيسي هزلي. بالمناسبة ، السماح لشيء ما بالطفو يسمى التحليق (levitas اللاتينية = الخفة). تميل المغناطيسات المغناطيسية الآن دائمًا إلى القيام بذلك ضد لمحاذاة مجال مغناطيسي خارجي لإلغاء القوة المغناطيسية. يتجه القطب الشمالي لمغناطيساتنا القطنية إلى أسفل عندما يشير القطب الشمالي للمجال المغناطيسي الخارجي إلى الأعلى.

إذا تمكنا الآن من محاذاة الذرات بالتوازي ، تنشأ قوة تنافر ، كما هو الحال مع المغناطيس الذي له نفس القطبين. كلما كان المجال الخارجي أقوى ، زاد التنافر. إذا كانت القوة كبيرة لدرجة أنها تتجاوز قوة جاذبية الأرض ، فيمكنك ترك شيء ما يطفو.

يبدو جنونيا؟ لكنها تعمل حقًا! بمساعدة المغناطيسات المغناطيسية ومجال مغناطيسي ضخم ، تم صنع الضفادع والجنادب والفراولة لتطفو في مختبر مغناطيسي عالي المجال بجامعة نيميغن في هولندا. ارتفاع مغناطيسي لذلك. يجب أن يكون المجال المغناطيسي 15 تسلا على الأقل لهذا الغرض. للمقارنة: مغناطيس حدوة حصان متوفر تجارياً يحتوي على 0.1 تسلا. (يبدو Magneto وكأنه رجل الجحيم!)

قوة Magneto الحقيقية!

لكن قوة Magneto الحقيقية تكمن في التحكم في التيارات الكهربائية. نعم ، لقد سمعت بشكل صحيح. من خلال التأثير على المجالات المغناطيسية الناتجة عن التيارات الكهربائية في الدوائر ، يمكنه التحكم في الأجهزة الكهربائية بالكامل دون أي أجهزة إدخال. لا يمكن للمغناطيس فقط أن يجتذب أو يطرد المغناطيسات الأخرى عند الاقتراب منه ، بل يمكنه أيضًا أن يمارس قوته على التيارات الكهربائية. بالطبع ، إنها تحرك الشحنات فقط ، ويبقى السلك في حالته. تيار كهربائي يتدفق بالنسبة للمغناطيس!

بالمناسبة ، Magneto هو أحد المسوخات المفضلة لدي. ليس فقط بسبب ماضيها التكويني ، ولكن بسبب قوتها العظمى القوية جدًا ، والتي لها أيضًا معنى جسديًا. "لأنني أعني مرحبا يمكنه التحكم في إحدى قوىنا الأساسية الأربعة والتي تشمل المغناطيسية والكهرباء. إذا زادت قوته الطافرة أكثر من ذلك ، (* سعال * نهاية العالم) فسيكون قادرًا على تحريك الأرض اللعينة بأكملها ، والتي تتكون من العديد من المواد المغناطيسية. ولكن هناك شيء آخر أود أن أخبرك به عن نفسي: أنا متحولة - مثلك تمامًا!

نظرًا لأن كل ثانية في انقسامات خلايا الجسم البشري تحدث حيث يتم مضاعفة معلوماتنا الجينية وتوزيعها على هاتين الخليتين الجديدتين. ويمكن أن يحدث خطأ ما في هذه العملية. طفرة ، تغيير في المعلومات الجينية. حتى هذه النقطة من الفيديو ، تحوّرت حوالي & # 8230 خلية في جسمك. هذه في الواقع ليست مشكلة لجسمنا. يتم إصلاح الأخطاء أو يتم قتل الخلية. يصبح مشكلة فقط عندما يتم تمرير الخلايا الطافرة عبر ، على سبيل المثال ، البذرة أثناء الإخصاب. أدت الطفرة أيضًا إلى ظهور عيون زرقاء. لأنه منذ حوالي 10000 عام كان الجميع لا يزال لديهم عيون بنية.

قد تعني هذه الجينات الطافرة الموروثة أيضًا أن طفلاً جديدًا يجب أن يولد في عالم X-Men ، لأن الوالدين غالبًا لا يمتلكان أي مهارات. لذلك كانت مجرد مصادفة أن Magneto حصل على هذه القدرة في العرض.

لسوء الحظ ، من خلال الطفرة ، لن نتمكن أبدًا من إنشاء مجال مغناطيسي أو التحكم فيه. حتى لو كان ذلك رائعًا ، أليس كذلك؟


التشبيه بالدائرة الكهربائية

يتم تعريف قوانين التدفق المغناطيسي بشكل مشابه لقوانين الدائرة الكهربائية (انظر أيضًا القياس للكميات الكهربائية والمغناطيسية). التدفق المغناطيسي Φ يصبح مشابهًا للتيار الكهربائي أنا.الذين فضلوا التردد تم العثور على R.م يماثل المقاومة تم العثور على R.، والجهد المغناطيسي $ V_m $ المماثل للجهد الكهربائي يو اعتبر.

قياسا على المقاومة الكهربائية ، يمكن العثور على ما يعرف بالمقاومة المغناطيسية في الدائرة المغناطيسية

تكون المقاومة المغناطيسية ثابتة تقريبًا في العديد من المواد المغناطيسية. في هذا السياق ، يتحدث المرء عن قانون أوم للدائرة المغناطيسية

يتم تعريف الإحجام عن طريق الموصلية المغناطيسية والأبعاد الهندسية المماثلة للمقاومة:

في الدوائر المغناطيسية ، الموصوفة بالمكونات المركزة ، تنطبق قوانين kirchhoff أيضًا:

يمكن حساب الدوائر المغناطيسية باستخدام قوانين كيرشوف.

مقارنة بعض الكميات الكهربائية والمغناطيسية
الحجم الكهربائي الحجم المغناطيسي
الجهد الكهربائي يو التوتر المغناطيسي $ V_m $
التيار الكهربائي أنا. نهر مغناطيسي Φ
مقاومة
(المقاومة الكهربائية)
تم العثور على R. ممانعة
(المقاومة المغناطيسية)
تم العثور على R.م
التوصيل
(الموصلية الكهربائية)
γ نفاذية
(الموصلية المغناطيسية)
ميكرومتر
تصرف
(توصيل كهربائي)
جي نفاذية
(الموصلية المغناطيسية)
جيم


أوراق التمرين الأسبوعية متاحة على الإنترنت من GRIPS أيام الاثنين. سيتم مناقشتها في التدريبات في الأسبوع التالي. يمتلك المعلمون الطلاب فترات تمرين أطول (2 SWS) ، والتي سنستخدمها بشكل مكثف في الأسابيع القليلة الأولى لتعلم أساسيات تحليل المتجهات باختصار باستخدام تمارين بسيطة. مطلوب المشاركة النشطة في التدريبات. بالنسبة للطلاب المتدربين من المعلمين ، يعد الحسابان المسبقان للحلول على السبورة شرطًا أساسيًا للمشاركة بنجاح في التمارين - وللقبول في الامتحان الكتابي.

  • الامتحان يوم الاثنين 25 يوليو 2016 من الساعة 10:00 صباحًا حتى 12:30 ظهرًا في H36. فترة التسجيل: حتى 21 يوليو. (بما فيها).
  • أعد الاختبار يوم الثلاثاء 4 أكتوبر 2016 الساعة 10:00 صباحًا حتى 12:30 ظهرًا في H36. تبدأ فترة التسجيل بعد تصحيح أول امتحان يعلن عنه.

تخضع الاختبارات للتسجيل عبر FlexNow. إذا كانت لديك أي أسئلة ، خاصة حول FlexNow ، فيرجى الاتصال بالأمانة: [email protected] يرجى ملاحظة فترات التسجيل التي تنتهي قبل أيام قليلة من الامتحان. التسجيلات الفائتة لم يعد من الممكن أن تتم بعد فترة التسجيل وتؤدي إلى حقيقة أنه لا يمكنك إجراء الاختبار.

يُسمح بورقة مكتوبة بخط اليد بتنسيق A4 مع أي محتوى كوسيلة مساعدة للامتحانات. من الضروري إحضار آلة حاسبة جيب غير قابلة للبرمجة معك لإجراء الاختبار.


Yucat & aacuten أو ما يمكن أن يحدث عندما يتفق جميع المساعدين

ميكايلا، المساعد لكل شيء فلسفي ونفسي واليوغا والعافية. بلا شعر بشكل مزمن ، فهي تحب كل ما هو فوضوي ومبدع وبالتالي تريد بطبيعة الحال أن تعيش في الكون.
لوزي، المساعد من القبو ، المسؤول عن كل شيء قابل للاشتعال والانفجار ، هو تدمير كل الترتيب والتماثل وخراب أعصاب زملائها.
لابلاسي، شيطان لابلاس الذي ، بصفته مساعد طالب مجتهد ، يضمن دائمًا النظام والذي يعتبر ميكانيكا الكم فقط بالنسبة له أسوأ من لقاء الزملاء الثلاثة.
الله، الرئيس الذي ، بهدوء لا يتزعزع ، يوجه الزملاء وعملهم إلى حيث يريدهم أن يذهبوا ، إلى الفيزياء الفعالة ، وفي مرحلة ما ، ظهور البكتيريا وقنديل البحر ووحيد القرن وغيرها من الكائنات الحية.
غابرييلاالذين فضلوا مساعد العلوم. دائمًا ما تكون مصفوفة تمامًا ، فهي تحمل حالات متناظرة للغاية لمثال الجمال وتشك ، إن لم يكن ليقول ، في الشعور بالاشمئزاز العميق تجاه فكرة السماح للحياة والفوضى المرتبطة بها في الكون.

"رئيس ، انظر ، أعتقد أنه متجمد". ركع لابلاسي أمام حفرة على شكل ميكايلا في الثلج ، في قاعها كانت ميخائيلا مستلقية.
"أوه. لقد قفزت من الجبل الجليدي بعد كل شيء. حسنًا ، يجب أن نذوبهم. لوزي؟ هل لديك لحظة؟ "
"هاه؟ يجب أن يقلب! عن ماذا يتكلم؟ "
"الزميل سيحتاج إلى جهنم من انفجار نار." أشار الله إلى الحفرة. نظرت لوزي إلى الداخل وخدشت قرنيها. "هل يفعلون ذلك؟ لكن هذا هو نفسه ".
حصلت على قاذف اللهب الخاص بها وبعد ثلاث ثوان ظهر الزميل المذاب ، ضبابيًا قليلاً وبأجنحة مفرغة.
"هل يمكنني الاستمرار في التحريك الآن؟ إنه عمل رائع ، المحرك في قلب الأرض السائل. تتدفق التيارات الكبيرة وتخلق مجالات مغناطيسية كبيرة ".
اختفت لوزي في البركان ، وغرقت ميكايلا في الإعجاب بالأضواء الشمالية ، وجاءت غابرييلا مسرعة مثل الغضب. "ماذا يحصل هنا؟ لماذا لا تتحرك؟ "
"لكن ، لكن ، زميلتي الموقرة - إنها مؤثرة! كل شيء على ما يرام! أنظر!"
"مرتب؟ لا شيء على ما يرام! هنا خطوط! "جر غابرييلا الله إلى حافة منتصف المحيط وأشارت إلى قاع المحيط المشكل حديثًا. قسم الله البحر ، حدّق هو ولابلاسي بطاعة في القاع ، لكن الأمر استغرق بعض الوقت قبل أن يفهم الله ما يعنيه الزميل. "أوه ، تقصد الاتجاهات المختلفة للمغنطة في الصخرة الجديدة؟ في قاع المحيط الأقدم ، تتجه مغنطة الصخرة إلى الشمال. ومؤخرا كانت تشير إلى الجنوب. جلالة الملك منذ أن قاطعت الزميلة عملها المؤثر في مهمة إنقاذ ، على وجه الدقة. لكن ألا يهم حقًا الاتجاه الذي يشير إليه المجال المغناطيسي للأرض؟ وهذا النمط المخطط يبدو جميلًا حقًا ".
"لا يهم هنا ، لا شيء! وبالتأكيد لا ينبغي أن يغير مجال عملي الاتجاه باستمرار! لأن هذا هو بالضبط ما تعنيه مغنطة الصخور المختلفة. يحتوي على الحديد. الصخرة يعني. طالما أن الصخور سائلة ، فإن اللحظات المغناطيسية لذرات الحديد متحركة وتتحاذي مع المجال المغناطيسي للأرض. يحافظون على هذا الاتجاه حيث تبرد الصخور وتتصلب. هذا يعطي الصخرة مغنطة. هذا يعني أنه إذا كانت الصخرة ممغنطة بهذه الطريقة وبهذه الطريقة ، فلا بد أن المجال الذي يحاذي الذرات قد غير اتجاهه. أين سنكون إذا فعل الجميع ذلك! لوزي. "
"ماذا الآن؟ ألا يمكنك التحريك بهدوء لثانية واحدة؟ "انظر إلى ذلك! ماهو رأيك؟ ألا يمكنك التحريك بالتساوي في اتجاه واحد؟ "
جثت لوزي بجوار سلسلة التلال في منتصف المحيط ونظرت إلى الخطوط. "نعم ، هل تفضل النقاط؟ هل يمكنني الرهان أيضًا؟ "
انتفضت يد غابرييلا "لا!" لشد شعرها ، ولكن في اللحظة الأخيرة يمكن أن يمنعها صاحبها من مثل هذا السلوك غير المنضبط. "لا أريد أي نقاط. أريد مجال مغناطيسي ثابت! ترتيب! ترتيب!"
عبس لوزي. "غير بارد ، هذا".
شد لابلاسي رداء الله. „Eigentlich find ich ja auch Ordnung besser, aber wenn das Erdmagnetfeld ab und zu die Richtung ändert, muss es dabei ja zunächst immer schwächer werden und dann in der neuen Richtung sich nach und nach wieder aufbauen. Dann gäb es Zeiten mit schwachem und gar keinem Feld. Dann gäbe es viel mehr Strahlung, die bis an den Erdboden käme. Und . “
Gabriela starrte ihn an. „Du meinst, die Lebewesen könnten vernichtet werden? Luzie, was halten Sie von einer häufigeren Richtungsänderung? So etwa alle paar Monate?“
„Äh, also ich dachte eher an eine höhere Mutationsrate und damit schnellere Evolution . “
Gott fuhr sich durch den Rauschebart. „Evolution, das ist gut. Das mit dem Aussterben lassen wir. Also vielleicht sollten wir das Erdfeld sich alle paar hunderttausend Jahre umpolen lassen. Luzie machen Sie doch mal einen Rührplan. Nicht zu regelmäßig. Aber das ist ja nicht so schwierig für Sie.“


Video: المجال المغناطيسي (كانون الثاني 2022).