مغناطيس كهربائي

Electromagnet attracts paper clips when current is applied creating a magnetic field, loses them when current and magnetic field are removed

Current (I) through a wire produces a magnetic field (B). The field is oriented according to the right-hand rule.

المغنطيس الكهربائي Electromagnet مغنطيس مؤقت يتكون فقط عندما يمر تيار كهربائي خلال سلك أوموصل آخر. تتكون معظم المغانط الكهربائية من سلك ملفوف حول قلب حديدي. يُصنع هذا القلب من حديد خفيف المغنطة، أي يفقد المغنطة بسرعة حالما يتوقف سريان التيار المار في السلك. وتقوم المغانط الكهربائية بتشغيل أجراس الأبواب ومرحلات التيار وتنتج المجالات المغنطيسية اللازمة لتشغيل المحركات والمولدات الكهربائية. وتُستخدم المغانط القوية لحمل الأجزاء الثقيلة من المخلفات الحديدية. وهناك مغانط كهربائية مصممة خصيصًا لإنتاج مجالات مغنطيسية بالغة القوة، تُستخدم لتوجيه الجسيمات الذرية في مسارات محددة في معجلات الجسيمات.

Magnetic field produced by a solenoid. The crosses are wires in which current is moving into the page; the dots are wires in which current is moving up out of the page.

Sturgeon's electromagnet, 1823

Industrial electromagnet lifting scrap iron, 1914

تاريخ

اكتشف العالم الفيزيائي الدنماركي هانز اورستد في عام 1820م، حتى التيار الكهربائي يستطيع إنتاج مجال مغنطيسي. وأوضح الكهربائي الإنجليزي وِليم سترجون حتى القلب المغنطيسي يقوي المجال المغنطيسي الناشئ عن ملف لولبي. وتمكن العالم الفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري من عمل أول مغنطيس كهربائي عملي في أواخر العشرينات من القرن التاسع عشر.

Cross section of 1914 lifting electromagnet like that in above photo, showing cylindrical construction. The windings (C) are flat copper strips to withstand the Lorentz force of the magnetic field. The core is formed by the thick iron housing (D) that wraps around the windings.

إستخدامات المغناطيس الكهربائي

المغناطيس الكهربائي يستخدم في الكثير من الأجهزة الكهربائية ومنها:

Motors and generators
Relays, including reed relays originally used in telephone exchanges
Electric bells
Loudspeakers
Magnetic recording and data storage equipment: tape recorders, VCRs, hard disks
Particle accelerators
Magnetic locks
Magnetic separation of materials
Industrial lifting magnets

تعريف المصطلحات

${\displaystyle A\,$	square meter	cross section area of core
${\displaystyle B\,$	tesla	مجال مغناطيسي
${\displaystyle F\,$	newton	Force exerted by magnetic field
${\displaystyle H\,$	ampere per meter	Magnetizing field
${\displaystyle I\,$	ampere	Current in the winding wire
${\displaystyle L\,$	meter	Total length of the magnetic field path ${\displaystyle L_{\mathrm {core +L_{\mathrm {gap \,$
${\displaystyle L_{\mathrm {core \,$	meter	Length of the magnetic field path in the core material
${\displaystyle L_{\mathrm {gap \,$	meter	Length of the magnetic field path air gap
${\displaystyle m_{1 ,m_{2 \,$	ampere meter	Pole strength of the electromagnets
${\displaystyle \mu \,$	newton per square ampere	Permeability of the electromagnet core material
${\displaystyle \mu _{0 \,$	newton per square ampere	Permeability of free space (or air) = 4π(10^-7)
${\displaystyle \mu _{r \,$	-	Relative permeability of the electromagnet core material
${\displaystyle N\,$	-	Number of turns of wire on the electromagnet
${\displaystyle r\,$	meter	Distance between the poles of two electromagnets

انظر أيضاً

Dipole magnet - Electromagnet used in particle accelerators
كهرومغناطيسية
Magnetic bearing
Quadrupole magnet - Electromagnet used in particle accelerators
Superconducting magnet - Electromagnet that uses superconducting windings
Bitter electromagnet - a powerful type of electromagnet

المصادر

الموسوعة المعهدية الكاملة

وصلات خارجية

Magnets from Mini to Mighty: Primer on electromagnets and other magnets National High Magnetic Field Laboratory
Magnetic Fields and Forces Cuyahoga Community College
Fundamental Relationships School of Geology and Geophysics, University of Oklahoma