توجد أنواع متعددة من المغناطيس، وكلها تمتاز بخواص وصفات مشابهة، غير أن جميعها، بغض النظر عن أحجامها وأشكالها، تتفاعل مع المواد المعدنية.

في هذا المقال، سنتناول مفهوم المغناطيس، خصائصه، وأنواعه المختلفة، لذا تابعوا القراءة.

مقدمة عن المغناطيس

• المغناطيس هو ما يعرف باللغة الإنجليزية بـ magnet.
• يعمل المغناطيس على توليد مجال مغناطيسي حوله.
• هذا المجال ينتج قوة جذب تمكنه من اجتذاب الأجسام المعدنية التي تتمتع بخصائص مغناطيسية، مثل الحديد.
• بالإضافة إلى ذلك، يحتوي كل مغناطيس على قطبين مغناطيسيين.
• أي جسم يجذبه المغناطيس يحمل بدوره مجموعة من الأقطاب.
• غالبًا ما تكون هذه الأقطاب مكونة من قطبين موجب وسالب.
• يتألف المغناطيس دائمًا من قطبين رئيسيين: القطب الشمالي والقطب الجنوبي.
• عند تعليق المغناطيس في الهواء بحرية، سيتجه ويتأقلم حتى يستقر بحيث يكون قطبه الشمالي موجهًا نحو الشمال وقطبه الجنوبي نحو الجنوب.
• ومن المعروف أن الأقطاب المتشابهة تتنافر، بينما تنجذب الأقطاب المختلفة.
• لذا، عند تقريب القطب الشمالي لمغناطيس من القطب الجنوبي لمغناطيس آخر، يحدث جذب بينهما، والعكس صحيح.
• كلما اقتربت الأقطاب من بعضها، زادت قوة الجذب.
• علاوة على ذلك، يوجد العديد من أنواع المغناطيس التي تختلف في أشكالها وطرق عملها، لكن جميعها تتشارك في القدرة على جذب الأجسام.
• يمكن أن نذكر كمثال المغناطيس الطبيعي، المغناطيس الصناعي، مغناطيس حدوة الحصان، المغناطيس على شكل حرف U، ومغناطيس الإبرة، بالإضافة إلى أنواع أخرى.
• ومن بين هذه الأنواع، يُعتبر المغناطيس الدائم، المغناطيس الكهربائي، والمغناطيس المؤقت من بين الأكثر شيوعًا.

وفيما يلي، سنتناول هذه الأنواع الثلاثة بتفصيل أكبر:

المغناطيس الدائم

• يكتسب المغناطيس الدائم خصائصه من تركيبه الداخلي.
• تركيبة المغناطيس الدائم تمكّنه من توليد مجال مغناطيسي ذاتي حوله.
• هذا يعود إلى وجود عدد كبير من البلورات الذرية داخله.
• بما أن ذراته تحتوي على نوى تتحرك حولها إلكترونات حرة، فإن هذا يساهم في تكوين مجال مغناطيسي.
• يتكون المجال المغناطيسي المحيط بالمغناطيس الدائم نتيجة مجموعة الشحنات من الإلكترونات المحيطة بالنوى.
• من المهم الإشارة إلى أن هذا المجال المغناطيسي يحتوي على اتجاهات متفاوتة قد تلغي بعضها البعض.

المواد المستخدمة في تصنيع المغناطيس الدائم

• تستخدم عدة مواد مغناطيسية في تصنيع المغناطيس الدائم، وتعرف هذه المواد بالمغناطيسات الحديدية.
• على سبيل المثال، نجد الحديد، الكوبالت، والنيكل.
• تتشارك هذه المواد في طريقة تنظيم الإلكترونات ومداراتها.
• نتيجة لذلك، تمتلك هذه المواد مجالًا مغناطيسيًا وقوة جذب مغناطيسية.
• تُقاس قوة المجال المغناطيسي بوحدة تسمى الجاوس.
• يُعتبر أعلى مستوى مسجل لقوة المجال المغناطيسي نحو 8000 جاوس.
• ومؤخراً، تطورت أنواع المغناطيس بشكل ملحوظ، حيث ارتفعت قوتها إلى خمسين ضعفًا لتصل إلى 450 جاوس.

أنواع المغناطيس الدائم

• يوجد أربعة أنواع رئيسية من المغناطيس الدائم.
• على سبيل المثال، المغناطيس السيراميك أو الفيريت.
• أيضًا، يوجد مغناطيس الألنيكو.
• كما يظهر مغناطيس النيوديميوم.
• وأيضًا مغناطيس السماريوم ومغناطيس الكوبالت.

المغناطيس المؤقت

• يتميز المغناطيس المؤقت بقوة جذب ومجال مغناطيسي لفترة محدودة، بعكس المغناطيس الدائم.
• تكون قوة الجذب في المغناطيس المؤقت أقل بكثير من نظيرتها في المغناطيس الدائم.
• وهذا يعني أنها لا تتمتع بخصائص التدفق الكهرومغناطيسي.
• المواد المستخدمة في تصنيع المغناطيس المؤقت تشمل الحديد الملدن والفولاذ.
• عادةً ما يتم تصنيع المغناطيس المؤقت من خلال توجيه الإلكترونات داخله.
• أبسط طريقة لتحويل قطعة من الحديد الملدن أو الفولاذ إلى مغناطيس مؤقت هي عن طريق لصقها مع مغناطيس دائم.
• ستتحول هذه القطعة إلى مغناطيس مؤقت، مما يمكنها من جذب المواد المغناطيسية.
• بدلاً من ذلك، يمكن أيضًا تصنيع مغناطيس مؤقت عن طريق وضعه في مجال كهربائي.

أنواع المغناطيس المؤقت

• يوجد نوعان أساسيان من المغناطيس المؤقت.
• النوع الأول هو المغناطيس المؤقت الشائع، وهو عبارة عن قطعة من الحديد الملدن أو الفولاذ يتم تحويلها إلى مغناطيس مؤقت عند لصقها بمغناطيس دائم.
• هذا النوع يظهر في المسامير والمشابك المعدنية للأوراق.
• أما النوع الثاني فهو المغناطيس المؤقت الكهربائي.
• يتحول هذا النوع إلى مغناطيس له قوة جذب فقط عند مرور تيار كهربائي خلاله أو عند وجوده في مجال كهربائي.
• تختفي هذه القوة عند انقطاع التيار الكهربائي.
• يستخدم هذا النوع في صنع أجراس الأبواب الكهربائية والمحركات.

المغناطيس الكهربائي

• يتكون المغناطيس الكهربائي من مادة ممغنطة مُلفوفة حولها مجموعة من الأسلاك اللولبية.
• تتصل هذه اللفات بمصدر للتيار الكهربائي وبتفعيل الدائرة ومرور التيار، يتحول إلى مغناطيس كهربائي.
• عندما يمر التيار، تتفاعل الإلكترونات وتشكل مجالًا مغناطيسيًا.
• يمكن التحكم في شدة الجذب لهذا المغناطيس من خلال التحكم في مستوى التيار الكهربائي.
• عند انقطاع التيار الكهربائي عن هذه اللفات، يتوقف المغناطيس عن العمل.
• يستخدم المغناطيس الكهربائي في الألعاب والأجهزة الإلكترونية التي تحتاج إلى استخدام المغناطيس لفترة محدودة.
• لذا، فإن المغناطيس الكهربائي يُعتبر نوعًا من أنواع المغناطيس المؤقت.

تاريخ المغناطيس وكيفية اكتشافه

• يتكون التركيب الفعلي للمغناطيس من نسبة من الحديد أو هيدروكسيد الحديد ونسبة من الأكسجين.
• إضافةً إلى ذلك، ينتج المغناطيس من المواد الناتجة عن الحمم البركانية.
• وُجد أن أول من اكتشف المغناطيس هو الفيلسوف اليوناني طاليس الملطي، في القرن السادس قبل الميلاد، حيث درس تأثير بعض الأحجار المغناطيسية.
• تم استخدام كلمة مغناطيس لأول مرة في اليونان القديمة، نسبةً إلى الراعي ماغنيس الذي اكتشف المغناطيس عندما علقت المسامير الحديدية بعصاه.
• هناك رواية أخرى تشير إلى أن كلمة مغناطيس تنسب إلى مدينة مغنيسيا في آسيا الصغرى، المعروفة الآن باسم تركيا.
• كان أول استخدام للمغناطيس هو صناعة بوصلة تستدل على الاتجاه الجنوبي، وكان ذلك في الصين.
• كانت تلك البوصلة تتكون من مغناطيس على شكل ملعقة مُعلقة حرًا داخل صفيحة مربعة من البرونز أو النحاس.
• وكان هذا المغناطيس يشير إلى الجنوب بعد اكتمال دورته.
• مع مرور الوقت، طور الأوروبيون هذه البوصلة عام 1190 ميلادي، لتتمكن أيضًا من الإشارة إلى الاتجاه الشمالي بالإضافة إلى الجنوبي.