القوة المغناطيسية

كتابة - آخر تحديث: ١٠:٢٥ ، ٣ يونيو ٢٠٢١
القوة المغناطيسية
القوة المغناطيسية

القوة المغناطيسية

تُعرف القوة المغناطيسية أو قوة التجاذب والتنافر بين الجسيمات التي تمتلك شحنة كهربائية، بأنَّها القوة الأساسية المسؤولة عن التأثير على الجسيمات كعمل المحركات الكهربائية، أو جذب المغناطيس للحديد، وتجدر الإشارة إلى أنَّ هناك قوى كهربائية تربط الشحنات الكهربائية الثابتة مع بعضها البعض، في حين أنَّ الشحنات الكهربائية المتحركة تتحكم بها القوى الكهربائية والمغناطيسية، بالتّالي يمكن وصف القوة المغناطيسية الناشئة بين شحنتين متحركتين بأنَّها التأثير الذي يتمّ ممارسته من قبل أيّ شحنتين من خلال مجال مغناطيسي يتمّ إنشاؤه بفعل الأخرى.[١]


تُعتبر القوة المغناطيسية إحدى قوى الطبيعة الأساسية، وهي نتيجة القوة الكهرومغناطيسية، والتي يتسبَّب بها حركة الشحنات، حيث أنَّ الشحنات التي تحمل نفس اتجاه الحركة ينشأ فيما بينها قوة جذب مغناطيسية، في حين أنَّ الأجسام التي تتحرك شحناتها في اتجاهات متعاكسة تنشأ قوة تنافر فيما بينها.[٢]


قانون القوة المغناطيسية

يُعرف قانون القوة المغناطيسية باسم قانون قوة لولورنتز والذي من شأنهِ أن يربط القوة التي تؤثر بالشحنة الكهربائية أو التيار بالمجال المغناطيسي، ويمكن التعبير عنه كمنتج مُتّجهي مُتقاطع كما يأتي:[٣]

F = qv × B

حيث تُمثّل (q) الشحنة التي تتحرك بسرعة (v) في المجال المغناطيسي (B).


ويمكن تبسيط النتيجة من خلال القانون الآتي:

F = qvBsin (θ)

من القانون السابق الزاوية (θ) هي الزاوية الواقعة بين (v) و(B)، بالتّالي القوة القصوى تنشأ في حال كانت (v) متعامدة على (B)، وتكون أقل ما يكون وهي صفر عندما يكونان متوازيين.


أمّا فيما يَخصّ القوة التي تَنتج عن مجال مغناطيسي يُؤثر على قضيب يحمل تيارًا، في هذهِ الحالة يُرمز لقضيب ذا طول مُوحد بالرمز (l)، ويُرمز لمساحة المقطع العرضي بالرمز (A)، ويُعبّر عن كثافة عدد الإلكترونات التي تنتقل عبر قضيب التوصيل بالرمز (n)، وعندها يمكن حساب العدد الإجمالي لحاملات الشحن من خلال (nAI) حيثُ يُمثّل (I) التيار الثابت في القضيب، في حين أنَّ سرعة انجرافه تُحسب من خلال(vd)، وفي حال وَضِع قضيب التوصيل في مجال مغناطيسي خارجي يحمل الحجم (B) تُحسب القوة المُطبّقة على الشحنات المتحركة أو الإلكترونات من خلال القانون الآتي:[٤]

F = (nAI) q v d × B


حيثُ تمثِّل (q) قيمة الشحنة على الناقل المحمول، و(nqvd) تُمثِّل أيضًا كثافة التيار (j)، بينما ( A × | nqvd | )يُمثِّل التيار المار من خلال الموصل، ومنها تكون المعادلة كما يأتي:


F=[(nqevd) AI] × B = [jAI] × B = Il × B

حيث يُمثّل (I) مُتجه المقدار والذي يساوي طول القضيب الموصل.


بماذا تقاس القوة المغناطيسية؟

تُقاس القوة سواءً كانت قوة مغناطيسية، أو كهربائية، أو ميكانيكية، دائمًا بالنيوتن، أو كيلو نيوتن أو ميكرو نيوتن تبعًا للمسألة، ويُقاس المجال المغناطيسي بوحدة Tesla (T) .[٥]


المراجع

  1. Adam Augustyn(31-1-2020), "Magnetic force"، www.britannica.com, Retrieved 2021-5-24. Edited.
  2. "What is magnetic force?", www.khanacademy.org, Retrieved 2021-5-24. Edited.
  3. GAYLE TOWELL (28-12-2020), "Magnetic Force: Definition, Equation & Units (w/ Examples)"، www.sciencing.com, Retrieved 2021-5-24. Edited.
  4. "What Is Magnetic Force?", www.byjus.com, Retrieved 2021-5-24. Edited.
  5. "What is magnetic force measured in?",(22-12-2014), www.socratic.org, Retrieved 2021-5-24. Edited.
701 مشاهدة
Group 8 Group 8 Copy