القوة المغناطيسية

القوة المغناطيسية

هو عبارة عن حجر طبيعي يتكوّن من قطبين رئيسيين وهما: القطب الشمالي، والقطب الجنوبي، وتتكوّن منطقة حول المغناطيس قوة مغناطيسيّة والتي يتمكّن من خلالها من جذب المواد، والتنافر أو التجاذب مع مغانط أخرى، وتسمّى هذه المنطقة المجال المغناطيسي.

يؤثر المغناطيس على المغانط الأخرى التي توضع في مجاله بقوّة تسمّى القوة المغناطيسية، ويؤثّر المجال المغناطيسيّ على الشحنات الكهربائية المتحرّكة في مجاله بقوّة متعامدة مع سرعة الشحنة واتجاه المجال المغناطيسي، وتتناسب القوة المغناطيسية طردياً مع جيب الزاوية بين اتجاه حركة الشحنة واتجاه المجال.

قوانين القوة المغناطيسية

• حركة جسيم مشحون في مجال مغناطيسي منتظم: تثبت القوّة المغناطيسية أثناء حركة جسيم مشحون في مجال مغناطيسي منتظم، وذلك لثبوت قيمة كل من الشحنة والسرعة والمجال المغناطيسي، ويكون اتجاهها نحو الشمال في بداية حركته، ويتغير اتجاه القوة باستمرار حركة الجسيم بحيث يكون دائماً عمودياً على كل من السرعة والمجال المغناطيسي؛ مما يدل على أن الجسيم سيتحرك في مسار دائري، بعكس عقارب الساعة، وبذلك تعمل القوة المغناطيسية كقوة مركزية تغيّر اتجاه حركة الجسيم مع الحفاظ على مقدار سرعته ثابتاً، والقوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة = ش ع غ جا (الزاوية بين ع وغ)
• القوة المغناطيسية المؤثرة في موصل يسري فيه تيار كهربائي: يتكون التيار الكهربائي من شحنات كهربائية متحركة، وكل شحنة تتأثر بقوة مغناطيسية عمودية على اتجاه حركتها، وبالتالي فإنّ محصلة هذه القوة تعمل على إزاحة الموصل الذي يسري فيه تيار كهربائي، أي إن الموصل تأثر بقوة مغناطيسية، فإذا كان لدينا موصل طوله (ل) ومساحة مقطعه (أ) وعدد الشحنات الحرة في وحدة الحجم فيه (ن)، ويسري فيه تيار شدته (ت) موضوع في مجال مغناطيسي خارجي (غ)، فإن القوة المغناطيسية المؤثرة فيه تعطى بالعلاقة: القوة المغناطيسية= القوة المغناطيسية المؤثرة على شحنة × عدد الشحنات.
• القوة المتبادلة بين سلكين متوازيين طويلين يحمل كل منهما تياراً كهربائي: إذا تجاور سلكان موصلان يحمل كل منهما تياراً كهربائياً فإن كل منهما يؤثر في الآخر بقوة مغناطيسية تكون تنافرية إذا كان اتجاه التيار في السلكين مختلفاً، أو قوة تجاذب إذا كان اتجاه التيار في السلكين بنفس الاتجاه.
• قوة لورنتز وحركة الشحنات في المجالين الكهربائي والمغناطيسي: عندما يتحرك جسيم مشحون في مجالين مغناطيسي وكهربائي في آن واحد، يتأثر بقوتين إحداهما مغناطيسية والأخرى كهربائية، بحيث تكون القوة المحصلة المؤثّرة فيه عبارة عن حاصل الجمع الاتجاهي لهاتين القوتين، وتعرف هذه القوة بقوة لورنتز، نسبة إلى العالم الهولندي هندريك لورنتز.