مغناطيس

الموسوعة الحرة

يتم سحب صخرة من الماغنيتيت بواسطة مغناطيس نيوديميوم موجود في الأعلى.

المغناطيس هو مادة أو جسم ينتج مجالًا مغناطيسيًا . هذا المجال المغناطيسي غير مرئي ولكنه مسؤول عن أبرز خصائص المغناطيس: قوة تجذب المواد المغناطيسية الحديدية الأخرى ، مثل الحديد والصلب والنيكل والكوبالت ، وما إلى ذلك ، وتجذب أو تدفع المغناطيسات الأخرى.

المغناطيس الدائم هو جسم مصنوع من مادة ممغنطة، تُولّد مجالًا مغناطيسيًا مستمرًا خاصًا بها. ومن الأمثلة الشائعة مغناطيس الثلاجة المستخدم لتثبيت الملاحظات على بابها. تُسمى المواد القابلة للمغنطة، والتي تنجذب بقوة إلى المغناطيس، بالمواد المغناطيسية الحديدية (أو المغناطيسية الحديدية المضادة ). وتشمل هذه المواد عناصر الحديد والنيكل والكوبالت وسبائكها، وبعض سبائك المعادن الأرضية النادرة ، وبعض المعادن الطبيعية مثل حجر المغناطيس . مع أن المواد المغناطيسية الحديدية (والمغناطيسية الحديدية المضادة) هي الوحيدة التي تنجذب إلى المغناطيس بقوة كافية لتُعتبر مغناطيسية، فإن جميع المواد الأخرى تستجيب بشكل ضعيف للمجال المغناطيسي، من خلال أحد أنواع المغناطيسية الأخرى.

يمكن تقسيم المواد المغناطيسية الحديدية إلى مواد "لينة" مغناطيسيًا، مثل الحديد المُلدَّن ، الذي يمكن مغنطته ولكنه لا يحتفظ بمغنطته، ومواد "صلبة" مغناطيسيًا، التي تحتفظ بمغنطتها. تُصنع المغناطيسات الدائمة من مواد مغناطيسية حديدية "صلبة"، مثل الألنيكو والفريت ، والتي تخضع لمعالجة خاصة في مجال مغناطيسي قوي أثناء التصنيع لمحاذاة بنيتها الميكروية الداخلية ، مما يجعل إزالة مغنطتها أمرًا بالغ الصعوبة. لإزالة مغنطة مغناطيس مشبع، يجب تطبيق مجال مغناطيسي معين، ويعتمد هذا الحد على قسرية المادة المعنية. تتميز المواد "الصلبة" بقسرية عالية، بينما تتميز المواد "اللينة" بقسرية منخفضة. تُقاس القوة الإجمالية للمغناطيس بعزمه المغناطيسي ، أو بدلاً من ذلك، بالتدفق المغناطيسي الكلي الذي ينتجه. تُقاس القوة الموضعية للمغناطيسية في المادة بمغنطتها .

يتكون المغناطيس الكهربائي من ملف سلكي يعمل كمغناطيس عند مرور تيار كهربائي فيه، ولكنه يفقد خاصية المغناطيسية عند انقطاع التيار. غالبًا ما يُلف الملف حول قلب من مادة مغناطيسية حديدية "لينة" مثل الفولاذ الطري ، مما يُعزز المجال المغناطيسي الناتج عن الملف بشكل كبير.

الاكتشاف والتطوير

تعرّف القدماء على المغناطيسية من خلال أحجار المغناطيس (أو المغنتيت )، وهي قطع من خام الحديد ممغنطة طبيعيًا. وقد استُخدمت كلمة "مغناطيس " في الإنجليزية الوسطى من الكلمة اللاتينية "magnetum" التي تعني " حجر المغناطيس"، وهي في الأصل مشتقة من الكلمة اليونانية "μαγνῆτις" (λίθος) ( magnētis [lithos] ) [ 1 ] التي تعني "حجر من ماغنيسيا " [ 2 ] ، وهي منطقة في الأناضول عُثر فيها على أحجار المغناطيس ( مانيسا حاليًا في تركيا ). وكانت أحجار المغناطيس، المعلقة بحيث تدور، أولى البوصلات المغناطيسية . وتعود أقدم الأوصاف المعروفة للمغناطيس وخصائصه إلى الأناضول والهند والصين، ويعود تاريخها إلى حوالي 2500 عام. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وقد كتب بليني الأكبر عن خصائص أحجار المغناطيس وقدرتها على جذب الحديد في موسوعته التاريخية الطبيعية في القرن الأول الميلادي. [ 6 ]

في الصين خلال القرن الحادي عشر، اكتُشف أن تبريد الحديد المتوهج والمُحاذي للمجال المغناطيسي للأرض يُؤدي إلى تمغنطه بشكل دائم. وقد أدى هذا الاكتشاف إلى تطوير البوصلة الملاحية ، كما ورد في كتاب "مقالات بركة الأحلام" عام 1088. [ 7 ] [ 8 ] وبحلول القرنين الثاني عشر والثالث عشر الميلاديين، استُخدمت البوصلات المغناطيسية في الملاحة في الصين وأوروبا وشبه الجزيرة العربية وغيرها. [ 9 ]

يميل المغناطيس الحديدي المستقيم إلى فقدان مغناطيسيته بفعل مجاله المغناطيسي. وللتغلب على هذه المشكلة، اخترع دانيال برنولي المغناطيس على شكل حدوة حصان عام 1743. [ 7 ] [ 10 ] يتجنب هذا المغناطيس فقدان المغناطيسية عن طريق إعادة خطوط المجال المغناطيسي إلى القطب المقابل. [ 11 ]

في عام 1820، اكتشف هانز كريستيان أورستد أن إبرة البوصلة تنحرف بفعل تيار كهربائي قريب. وفي العام نفسه، أثبت أندريه ماري أمبير إمكانية مغنطة الحديد بإدخاله في ملف لولبي يعمل بالكهرباء. [ 12 ] دفع هذا الاكتشاف ويليام ستورجون إلى تطوير مغناطيس كهربائي ذي قلب حديدي عام 1824. [ 7 ] ثم طور جوزيف هنري المغناطيس الكهربائي ليصبح منتجًا تجاريًا في الفترة ما بين 1830 و1831، مما أتاح للناس الوصول إلى مجالات مغناطيسية قوية لأول مرة. وفي عام 1831، بنى هنري جهازًا لفصل الخامات مزودًا بمغناطيس كهربائي قادر على رفع 340 كيلوغرامًا (750 رطلًا) . [ 13 ] 

الفيزياء

المجال المغنطيسي

برادة الحديد التي اتجهت في المجال المغناطيسي الناتج عن مغناطيس قضيب
الكشف عن المجال المغناطيسي باستخدام البوصلة وبرادة الحديد

كثافة التدفق المغناطيسي ( وتسمى أيضًا المجال المغناطيسي B أو ببساطة المجال المغناطيسي، ويرمز لها عادةً بالرمز B ) هي حقل متجه . يتم تحديد متجه المجال المغناطيسي B عند نقطة معينة في الفضاء من خلال خاصيتين:

  1. اتجاهها ، وهو على طول اتجاه إبرة البوصلة .
  2. مقدارها (وتسمى أيضًا قوتها ) ، وهو يتناسب مع مدى قوة توجيه إبرة البوصلة على طول ذلك الاتجاه.

في وحدات النظام الدولي للوحدات، يتم قياس قوة المجال المغناطيسي B بوحدة التسلا . [ 14 ]

لحظة مغناطيسية

العزم المغناطيسي للمغناطيس (ويُسمى أيضًا عزم ثنائي القطب المغناطيسي، ويُرمز له عادةً بالرمز μ ) هو متجه يُحدد الخصائص المغناطيسية العامة للمغناطيس. بالنسبة للمغناطيس القضيب، يتجه العزم المغناطيسي من القطب الجنوبي للمغناطيس إلى قطبه الشمالي، [ 15 ] وترتبط قيمته بقوة هذين القطبين والمسافة بينهما. في النظام الدولي للوحدات، يُحدد العزم المغناطيسي بوحدة أمبير متر مربع (A·m²) .

يُنتج المغناطيس مجاله المغناطيسي الخاص ويتفاعل مع المجالات المغناطيسية. تتناسب شدة المجال المغناطيسي الذي يُنتجه عند أي نقطة معينة مع مقدار عزمه المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك، عندما يُوضع المغناطيس في مجال مغناطيسي خارجي، ناتج عن مصدر مختلف، فإنه يتعرض لعزم دوران يميل إلى توجيه عزمه المغناطيسي موازيًا للمجال. [ 16 ] يتناسب مقدار هذا العزم مع كل من العزم المغناطيسي والمجال الخارجي. قد يتعرض المغناطيس أيضًا لقوة تدفعه في اتجاه معين، وفقًا لموقع المغناطيس والمصدر واتجاههما. إذا كان المجال منتظمًا في الفضاء، فإن المغناطيس لا يتعرض لأي قوة محصلة، على الرغم من أنه يتعرض لعزم دوران. [ 17 ]

سلك على شكل دائرة مساحته A ويحمل تيارًا I له عزم مغناطيسي مقداره يساوي IA .

مغنطة

مغنطة المادة الممغنطة هي القيمة الموضعية لعزمها المغناطيسي لكل وحدة حجم، ويُرمز لها عادةً بالرمز M ، ووحدتها أمبير / متر . [ 18 ] وهي حقل متجه ، وليست مجرد متجه (مثل العزم المغناطيسي)، لأن مناطق مختلفة في المغناطيس يمكن أن تُمغنط باتجاهات وقوى مختلفة (على سبيل المثال، بسبب المجالات المغناطيسية، انظر أدناه). قد يمتلك مغناطيس قضيب جيد عزمًا مغناطيسيًا مقداره 0.1  أمبير/متر مربع وحجمًا قدره 1  سم مكعب ، أو 1 × 10⁻⁶ متر  مكعب ، وبالتالي فإن متوسط ​​مقدار مغنطته هو 100,000  أمبير/متر. يمكن أن تصل مغنطة الحديد إلى حوالي مليون أمبير لكل متر. هذه القيمة الكبيرة تُفسر سبب فعالية مغناطيسات الحديد في توليد المجالات المغناطيسية.

نمذجة المغناطيس

تم حساب مجال مغناطيسي أسطواني بدقة

يوجد نموذجان مختلفان للمغناطيس: الأقطاب المغناطيسية والتيارات الذرية.

على الرغم من أنه من الملائم في كثير من الأحيان اعتبار المغناطيس ذا قطبين مغناطيسيين شمالي وجنوبي منفصلين، إلا أن مفهوم الأقطاب ليس حرفيًا، بل هو مجرد إشارة إلى طرفي المغناطيس. فالمغناطيس لا يحتوي على جسيمات شمالية أو جنوبية منفصلة على جانبيه المتقابلين. إذا قُسِّم مغناطيس قضيب إلى قطعتين لفصل القطبين الشمالي والجنوبي، فستكون النتيجة مغناطيسين قضيبين، لكل منهما قطب شمالي وآخر جنوبي. مع ذلك، يستخدم المحترفون في مجال المغناطيسية نسخة من مفهوم الأقطاب المغناطيسية لتصميم المغناطيسات الدائمة.

في هذا النهج، يُعامل تباعد المغنطة ∇· M داخل المغناطيس على أنه توزيع لأقطاب مغناطيسية أحادية . هذا تبسيط رياضي ولا يعني بالضرورة وجود أقطاب أحادية فعلية داخل المغناطيس. إذا كان توزيع الأقطاب المغناطيسية معروفًا، فإن نموذج القطب يُعطي المجال المغناطيسي H. خارج المغناطيس، يتناسب المجال B مع H ، بينما داخله يجب إضافة المغنطة إلى H. يُستخدم امتداد لهذه الطريقة، يسمح بوجود شحنات مغناطيسية داخلية، في نظريات المغناطيسية الحديدية.

نموذج آخر هو نموذج أمبير ، حيث يُعزى التمغنط بالكامل إلى تأثير تيارات دائرية مجهرية، أو ذرية ، تُسمى أيضًا تيارات أمبيرية، منتشرة في جميع أنحاء المادة. بالنسبة لمغناطيس أسطواني ممغنط بشكل منتظم، فإن التأثير الصافي للتيارات المقيدة المجهرية يجعل المغناطيس يتصرف كما لو كان هناك طبقة ماكروسكوبية من التيار الكهربائي تتدفق حول السطح، ويكون اتجاه التدفق المحلي عموديًا على محور الأسطوانة. [ 19 ] عادةً ما تُلغى التيارات المجهرية في الذرات داخل المادة بفعل التيارات في الذرات المجاورة، لذا فإن السطح فقط هو الذي يُساهم بشكل صافٍ؛ إزالة الطبقة الخارجية للمغناطيس لن تُدمر مجاله المغناطيسي، ولكنها ستترك سطحًا جديدًا من التيارات غير الملغاة الناتجة عن التيارات الدائرية المنتشرة في جميع أنحاء المادة. [ 20 ] تُحدد قاعدة اليد اليمنى اتجاه تدفق التيار الموجب الشحنة. ومع ذلك، فإن التيار الناتج عن الكهرباء سالبة الشحنة هو الأكثر شيوعًا في الواقع العملي. [ 21 ]

قطبية

يُعرَّف القطب الشمالي للمغناطيس بأنه القطب الذي يشير، عند تعليق المغناطيس بحرية، نحو القطب المغناطيسي الشمالي للأرض في القطب الشمالي ( لا يتطابق القطب المغناطيسي مع القطب الجغرافي ، انظر الانحراف المغناطيسي ). وبما أن الأقطاب المتعاكسة (الشمال والجنوب) تتجاذب، فإن القطب المغناطيسي الشمالي هو في الواقع القطب الجنوبي للمجال المغناطيسي للأرض. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] عمليًا، لتحديد أي قطب من قطبي المغناطيس هو الشمالي وأيهما الجنوبي، ليس من الضروري استخدام المجال المغناطيسي للأرض على الإطلاق. على سبيل المثال، تتمثل إحدى الطرق في مقارنته بمغناطيس كهربائي ، حيث يمكن تحديد أقطابه باستخدام قاعدة اليد اليمنى . ويُفترض اصطلاحًا أن خطوط المجال المغناطيسي للمغناطيس تخرج من قطبه الشمالي وتعود للدخول عند قطبه الجنوبي. [ 25 ]

المواد المغناطيسية

يُستخدم مصطلح المغناطيس عادةً لوصف الأجسام التي تُنتج مجالًا مغناطيسيًا مستمرًا حتى في غياب أي مجال مغناطيسي خارجي. ولا تستطيع فعل ذلك إلا فئات معينة من المواد. مع ذلك، تُنتج معظم المواد مجالًا مغناطيسيًا استجابةً لمجال مغناطيسي خارجي، وهي ظاهرة تُعرف بالمغناطيسية. وهناك أنواع عديدة من المغناطيسية، وتُظهر جميع المواد نوعًا واحدًا على الأقل منها.

يمكن أن يختلف السلوك المغناطيسي العام للمادة اختلافًا كبيرًا، اعتمادًا على بنيتها، وخاصةً على توزيعها الإلكتروني . وقد لوحظت عدة أشكال من السلوك المغناطيسي في مواد مختلفة، منها:

هناك أنواع أخرى مختلفة من المغناطيسية، مثل الزجاج المغزلي ، والمغناطيسية الفائقة ، والمغناطيسية الفائقة المعاكسة ، والمغناطيسية المتحولة .

شكل

يؤثر شكل المغناطيس الدائم بشكل كبير على خصائصه المغناطيسية. فعندما يتم مغنطة المغناطيس ، يتولد داخله مجال مغناطيسي معاكس . وكما يوحي الاسم، يعمل هذا المجال على إزالة مغنطة المغناطيس، مما يقلل من خصائصه المغناطيسية. وتعتمد قوة هذا المجال على شدة المجال المغناطيسي المعاكس.حد{\displaystyle H_{d}}يتناسب مع مغنطة المغناطيسم{\displaystyle M}والشكل، وفقًا لـ

حد=-شمالدم.{\displaystyle H_{d}=-N_{d}M.}

هنا،شمالد{\displaystyle N_{d}}يُطلق عليه عامل إزالة المغناطيسية، وتختلف قيمته باختلاف شكل المغناطيس. على سبيل المثال، إذا كان المغناطيس كرويًا ، فإنشمالد=13{\displaystyle N_{d}={\frac {1}{3}}}.

تعتمد قيمة عامل إزالة المغنطة أيضًا على اتجاه المغنطة بالنسبة لشكل المغناطيس. ولأن الكرة متناظرة من جميع الزوايا، فإن عامل إزالة المغنطة لها قيمة واحدة فقط. أما المغناطيس الذي على شكل أسطوانة طويلة ، فسيعطي عاملين مختلفين لإزالة المغنطة، اعتمادًا على ما إذا كانت مغنطته موازية لطولها أو عمودية عليه. [ 16 ]

الاستخدامات الشائعة

تقوم محركات الأقراص الصلبة بتسجيل البيانات على طبقة مغناطيسية رقيقة
فاصل مغناطيسي يدوي للمعادن الثقيلة
  • وسائط التسجيل المغناطيسية: تحتوي أشرطة VHS على بكرة من الشريط المغناطيسي . تُشفّر المعلومات التي تُشكّل الفيديو والصوت على الطبقة المغناطيسية الموجودة على الشريط. وتعتمد أشرطة الكاسيت الصوتية الشائعة أيضًا على الشريط المغناطيسي. وبالمثل، في أجهزة الكمبيوتر، تُسجّل الأقراص المرنة والأقراص الصلبة البيانات على طبقة مغناطيسية رقيقة. [ 27 ]
  • بطاقات الائتمان والخصم وبطاقات الصراف الآلي : تحتوي جميع هذه البطاقات على شريط مغناطيسي على أحد جانبيها. يقوم هذا الشريط بتشفير المعلومات اللازمة للاتصال بالمؤسسة المالية للفرد والوصول إلى حسابه (حساباته). [ 28 ]
  • أنواع أجهزة التلفزيون القديمة (غير المسطحة) وشاشات الكمبيوتر الكبيرة القديمة : تستخدم شاشات التلفزيون والكمبيوتر التي تحتوي على أنبوب أشعة الكاثود مغناطيسًا كهربائيًا لتوجيه الإلكترونات إلى الشاشة. [ 29 ]
  • المستشعر : تعتبر المغناطيسات الدائمة مكونات مفيدة لتصنيع المستشعرات المغناطيسية للكشف عن الحركة والإزاحة والموقع وما إلى ذلك. [ 30 ]
  • مكبرات الصوت والميكروفونات : تستخدم معظم مكبرات الصوت مغناطيسًا دائمًا وملفًا يحمل تيارًا كهربائيًا لتحويل الطاقة الكهربائية (الإشارة) إلى طاقة ميكانيكية (حركة تُنتج الصوت). يُلف الملف حول بكرة متصلة بمخروط مكبر الصوت ، ويحمل الإشارة كتيار متغير يتفاعل مع مجال المغناطيس الدائم. يشعر ملف الصوت بقوة مغناطيسية، فيحرك المخروط ويضغط الهواء المحيط به، مُنتجًا بذلك الصوت . تستخدم الميكروفونات الديناميكية نفس المبدأ، ولكن بشكل عكسي. يحتوي الميكروفون على غشاء متصل بملف سلكي. يستقر الملف داخل مغناطيس مصمم خصيصًا. عندما يهتز الغشاء بفعل الصوت، يهتز الملف أيضًا. ومع تحرك الملف عبر المجال المغناطيسي، يتولد جهد كهربائي عبره . يدفع هذا الجهد تيارًا في السلك، وهو التيار المميز للصوت الأصلي.
  • تستخدم الغيتارات الكهربائية لاقطات مغناطيسية لتحويل اهتزاز أوتار الغيتار إلى تيار كهربائي يمكن تضخيمه . يختلف هذا عن مبدأ عمل مكبر الصوت والميكروفون الديناميكي، لأن الاهتزازات تُستشعر مباشرةً بواسطة المغناطيس، دون استخدام غشاء. استخدمت آلة هاموند الموسيقية مبدأً مشابهًا، مع عجلات نغمية دوارة بدلًا من الأوتار.
  • المحركات والمولدات الكهربائية : تعتمد بعض المحركات الكهربائية على مزيج من مغناطيس كهربائي ومغناطيس دائم، ومثل مكبرات الصوت، تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. أما المولد فهو عكس ذلك: إذ يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية عن طريق تحريك موصل عبر مجال مغناطيسي.
  • الطب : تستخدم المستشفيات التصوير بالرنين المغناطيسي لاكتشاف المشاكل في أعضاء المريض دون الحاجة إلى جراحة غازية.
  • الكيمياء: يستخدم الكيميائيون الرنين المغناطيسي النووي لتوصيف المركبات المصنعة.
  • تُستخدم الظروف في مجال تشكيل المعادن لتثبيت الأشياء. كما تُستخدم المغناطيسات في أنواع أخرى من أدوات التثبيت، مثل القاعدة المغناطيسية والمشبك المغناطيسي ومغناطيس الثلاجة .
  • البوصلات : البوصلة (أو بوصلة البحارة) هي مؤشر ممغنط حر في محاذاة نفسه مع مجال مغناطيسي، وغالبًا ما يكون المجال المغناطيسي للأرض .
  • الفن : يمكن تثبيت ألواح الفينيل المغناطيسية على اللوحات والصور الفوتوغرافية وغيرها من القطع الزخرفية، مما يسمح بتثبيتها على الثلاجات والأسطح المعدنية الأخرى. يمكن وضع الأشياء والطلاء مباشرة على سطح المغناطيس لإنشاء أعمال فنية مركبة. يمكن استخدام ألواح الفينيل المغناطيسية، والشرائح، والأبواب، وأفران الميكروويف، وغسالات الأطباق، والسيارات، وعوارض الصلب المعدنية، وأي سطح معدني آخر.
  • المشاريع العلمية : تستند العديد من أسئلة المواضيع إلى المغناطيس، بما في ذلك تنافر الأسلاك التي تحمل تيارًا كهربائيًا، وتأثير درجة الحرارة، والمحركات التي تتضمن المغناطيس. [ 31 ]
للمغناطيس استخدامات عديدة في الألعاب . تستخدم شركة M-tic قضبانًا مغناطيسية متصلة بكرات معدنية في عملية البناء .
  • الألعاب : نظرًا لقدرتها على مواجهة قوة الجاذبية على مسافة قريبة، غالبًا ما يتم استخدام المغناطيس في ألعاب الأطفال، مثل عجلة الفضاء المغناطيسية وليفيترون ، لتحقيق تأثير مسلي.
  • تُستخدم مغناطيسات الثلاجة لتزيين المطابخ، أو كتذكار ، أو ببساطة لحمل ملاحظة أو صورة على باب الثلاجة.
  • يمكن استخدام المغناطيس لصنع المجوهرات. يمكن أن تحتوي القلائد والأساور على مشبك مغناطيسي، أو قد تُصنع بالكامل من سلسلة متصلة من المغناطيسات والخرز الحديدي.
  • تستطيع المغناطيسات التقاط الأشياء المغناطيسية (كالمسامير الحديدية، والدبابيس، ومسامير التثبيت، ومشابك الورق) التي تكون إما صغيرة جدًا، أو يصعب الوصول إليها، أو رقيقة جدًا بحيث لا يمكن للأصابع الإمساك بها. بعض المفكات ممغنطة لهذا الغرض.
  • يمكن استخدام المغناطيس في عمليات الخردة وإعادة التدوير لفصل المعادن المغناطيسية (كالحديد والكوبالت والنيكل) عن المعادن غير المغناطيسية (كالألومنيوم والسبائك غير الحديدية، إلخ). ويمكن تطبيق الفكرة نفسها في ما يُسمى "اختبار المغناطيس"، حيث يُفحص هيكل السيارة باستخدام مغناطيس للكشف عن المناطق التي تم إصلاحها باستخدام الألياف الزجاجية أو معجون البلاستيك.
  • تُستخدم المغناطيسات في الصناعات التحويلية، وخاصةً صناعة الأغذية، لإزالة الأجسام المعدنية الغريبة من المواد الداخلة في العملية (المواد الخام) أو للكشف عن أي تلوث محتمل في نهاية العملية وقبل التعبئة. وهي تُشكل طبقة حماية مهمة لمعدات التصنيع وللمستهلك النهائي. [ 32 ]
  • النقل بالرفع المغناطيسي، أو ما يُعرف بالقطارات المغناطيسية المعلقة ، هو شكل من أشكال النقل يعتمد على تعليق وتوجيه ودفع المركبات (وخاصة القطارات) باستخدام القوة الكهرومغناطيسية. ويؤدي التخلص من مقاومة التدحرج إلى زيادة الكفاءة. وقد سُجلت أعلى سرعة لقطار مغناطيسي معلق تبلغ 581 كيلومترًا في الساعة (361 ميلًا في الساعة) . 
  • قد تُستخدم المغناطيسات كآلية أمان لبعض توصيلات الكابلات. على سبيل المثال، أسلاك الطاقة في بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة مغناطيسية لمنع تلف المنفذ عند التعثر به. يُعدّ منفذ MagSafe لتوصيل الطاقة بجهاز Apple MacBook مثالًا على ذلك.

المسائل الطبية والسلامة

نظراً لانخفاض حساسية أنسجة الجسم البشري للمجالات المغناطيسية الثابتة، فإن الأدلة العلمية السائدة التي تُشير إلى وجود تأثير صحي مرتبط بالتعرض لهذه المجالات قليلة. أما المجالات المغناطيسية الديناميكية فقد تُمثل مسألة مختلفة؛ إذ تم افتراض وجود علاقة بين الإشعاع الكهرومغناطيسي ومعدلات الإصابة بالسرطان استناداً إلى ارتباطات ديموغرافية.

إذا وُجد جسم غريب مغناطيسي حديدي في أنسجة الإنسان، فإن المجال المغناطيسي الخارجي المتفاعل معه قد يشكل خطراً جسيماً على السلامة. [ 33 ]

يوجد نوع آخر من المخاطر الصحية غير المباشرة المرتبطة بالمجالات المغناطيسية، ويتعلق بأجهزة تنظيم ضربات القلب. فإذا زُرع جهاز تنظيم ضربات القلب في صدر المريض (عادةً لغرض مراقبة القلب وتنظيم نبضاته الكهربائية المنتظمة )، يجب الحرص على إبقائه بعيدًا عن المجالات المغناطيسية. ولهذا السبب، لا يمكن فحص المريض الذي زُرع له هذا الجهاز باستخدام جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي.

قد يبتلع الأطفال أحيانًا مغناطيسات صغيرة من الألعاب، وقد يكون هذا الأمر خطيرًا إذا تم ابتلاع مغناطيسين أو أكثر، حيث يمكن أن تضغط المغناطيسات على الأنسجة الداخلية أو تثقبها. [ 34 ]

تُولّد أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ) مجالات مغناطيسية هائلة، ولذلك تُمنع المعادن الحديدية من دخول الغرف المُخصصة لها. ويُشكّل إدخال أجسام مصنوعة من المعادن الحديدية (مثل أسطوانات الأكسجين) إلى هذه الغرف خطراً جسيماً على السلامة، إذ قد تُقذف هذه الأجسام بقوة بفعل المجالات المغناطيسية الشديدة.

مغنطة المواد المغناطيسية الحديدية

يمكن مغنطة المواد المغناطيسية الحديدية بالطرق التالية:

  • تسخين الجسم إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة كوري ، ثم تركه ليبرد في مجال مغناطيسي، ثم طرقه أثناء التبريد. هذه هي الطريقة الأكثر فعالية، وهي مشابهة للعمليات الصناعية المستخدمة في صناعة المغناطيس الدائم.
  • وضع الجسم في مجال مغناطيسي خارجي سيؤدي إلى احتفاظه ببعض المغناطيسية عند إزالته. وقد ثبت أن الاهتزاز يزيد من هذا التأثير. كما تبين أن المواد الحديدية المتراصفة مع المجال المغناطيسي للأرض والمعرضة للاهتزاز (مثل هيكل ناقل) تكتسب مغناطيسية متبقية كبيرة. وبالمثل، فإن ضرب مسمار فولاذي ممسك بالأصابع بمطرقة في اتجاه الشمال والجنوب سيؤدي إلى مغنطة المسمار مؤقتًا.
  • التلامس: يتم تحريك مغناطيس موجود من أحد طرفي الجسم إلى الطرف الآخر بشكل متكرر في نفس الاتجاه ( طريقة اللمسة الواحدة ) أو يتم تحريك مغناطيسين للخارج من مركز مغناطيس ثالث ( طريقة اللمسة المزدوجة ). [ 35 ]
  • التيار الكهربائي: يمكن للمجال المغناطيسي الناتج عن تمرير تيار كهربائي عبر ملف أن يُرتب المجالات المغناطيسية. وبمجرد ترتيب جميع المجالات، لن تؤدي زيادة التيار إلى زيادة المغنطة. [ 36 ]

إزالة مغناطيسية المواد المغناطيسية الحديدية

يمكن إزالة مغناطيسية المواد المغناطيسية الحديدية الممغنطة (أو إزالة مغناطيسيتها) بالطرق التالية:

  • تسخين المغناطيس إلى ما بعد درجة حرارة كوري الخاصة به ؛ الحركة الجزيئية تدمر اصطفاف المجالات المغناطيسية، مما يؤدي إلى إزالة مغناطيسيته تمامًا. [ 37 ]
  • يتم وضع المغناطيس في مجال مغناطيسي متناوب ذي شدة أعلى من قوة الإكراه المغناطيسي للمادة ، ثم إما سحب المغناطيس ببطء أو تقليل المجال المغناطيسي تدريجيًا حتى ينعدم. هذا هو المبدأ المستخدم في أجهزة إزالة المغناطيسية التجارية لإزالة مغناطيسية الأدوات، ومسح بطاقات الائتمان، والأقراص الصلبة ، وملفات إزالة المغناطيسية المستخدمة لإزالة مغناطيسية شاشات CRT . [ 38 ]
  • سيحدث بعض التمغنط العكسي أو إزالة المغناطيسية إذا تعرض أي جزء من المغناطيس لمجال عكسي أعلى من قوة الإكراه للمادة المغناطيسية . [ 39 ]
  • يحدث فقدان المغناطيسية تدريجياً إذا تعرض المغناطيس لحقول دورية كافية لتحريكه بعيداً عن الجزء الخطي في الربع الثاني من منحنى B-H للمادة المغناطيسية (منحنى فقدان المغناطيسية). [ 40 ]
  • الطرق أو الصدم: يميل الاضطراب الميكانيكي إلى عشوائية المجالات المغناطيسية وتقليل مغنطة الجسم، ولكنه قد يتسبب في أضرار غير مقبولة. [ 41 ]

أنواع المغناطيس الدائم

عناصر معدنية مغناطيسية

تحتوي العديد من المواد على إلكترونات غير مزدوجة ذات دوران مغزلي، ومعظم هذه المواد بارامغناطيسية . عندما تتفاعل هذه الدورانات المغزلية مع بعضها البعض بطريقة تؤدي إلى اصطفافها تلقائيًا، تُسمى هذه المواد مغناطيسية حديدية (وهو ما يُعرف غالبًا بالمغناطيسية). نظرًا لطريقة تفاعل دوراناتها المغزلية في بنيتها الذرية البلورية المنتظمة، فإن بعض المعادن تكون مغناطيسية حديدية عند وجودها في حالتها الطبيعية، كخامات . تشمل هذه المعادن خام الحديد ( المغنيتيت أو حجر المغناطيس )، والكوبالت ، والنيكل ، بالإضافة إلى المعادن الأرضية النادرة مثل الغادولينيوم والديسبروسيوم (عند درجات حرارة منخفضة جدًا). ​​استُخدمت هذه المواد المغناطيسية الحديدية الطبيعية في التجارب الأولى لدراسة المغناطيسية. ومنذ ذلك الحين ، وسّعت التكنولوجيا نطاق استخدام المواد المغناطيسية ليشمل منتجات متنوعة من صنع الإنسان، جميعها تعتمد على عناصر مغناطيسية طبيعية.

المواد المركبة

مجموعة من مغناطيسات الفريت

تُصنع المغناطيسات الخزفية، أو الفريتية ، من مركب مُلبّد من مسحوق أكسيد الحديد وكربونات الباريوم / السترونتيوم الخزفية . ونظرًا لانخفاض تكلفة المواد وطرق التصنيع، يُمكن إنتاج مغناطيسات رخيصة الثمن (أو نوى مغناطيسية حديدية غير ممغنطة، تُستخدم في المكونات الإلكترونية مثل هوائيات راديو AM المحمولة ) بأشكال متنوعة بكميات كبيرة وبسهولة. وتتميز هذه المغناطيسات بأنها غير قابلة للتآكل، ولكنها هشة، ويجب التعامل معها كغيرها من المواد الخزفية.

تُصنع مغناطيسات الألنيكو عن طريق صب أو تلبيد مزيج من الألومنيوم والنيكل والكوبالت مع الحديد وكميات ضئيلة من عناصر أخرى تُضاف لتحسين خصائص المغناطيس. يوفر التلبيد خصائص ميكانيكية فائقة ، بينما يُنتج الصب مجالات مغناطيسية أعلى ويسمح بتصميم أشكال معقدة. تقاوم مغناطيسات الألنيكو التآكل وتتمتع بخصائص فيزيائية أكثر مرونة من الفريت، ولكنها ليست مرغوبة تمامًا كالمعادن. تشمل الأسماء التجارية للسبائك في هذه العائلة: Alni وAlcomax وHycomax وColumax و Ticonal . [ 42 ]

تُصنع المغناطيسات المصبوبة بالحقن من مزيج من أنواع مختلفة من الراتنجات والمساحيق المغناطيسية، مما يسمح بتصنيع أجزاء ذات أشكال معقدة باستخدام هذه التقنية. وتعتمد الخصائص الفيزيائية والمغناطيسية للمنتج على المواد الخام، ولكنها عمومًا أقل قوة مغناطيسية وتشبه البلاستيك في خصائصها الفيزيائية.

مغناطيس مرن

تتكون المغناطيسات المرنة من مركب مغناطيسي حديدي عالي الإكراه (عادةً أكسيد الحديديك ) ممزوج بمادة رابطة بوليمرية راتنجية. [ 43 ] يُبثق هذا المركب على شكل صفيحة ويُمرر فوق صف من المغناطيسات الدائمة الأسطوانية القوية. تُرتب هذه المغناطيسات في طبقات بحيث تكون الأقطاب المغناطيسية متناوبة ومتجهة للأعلى (شمال، جنوب، شمال، جنوب...) على عمود دوار. يؤدي ذلك إلى ضغط الصفيحة البلاستيكية بالأقطاب المغناطيسية في شكل خط متناوب. لا يُستخدم أي مجال كهرومغناطيسي لتوليد المغناطيسات. تبلغ المسافة بين القطبين حوالي 5 مم، ولكنها تختلف باختلاف الشركة المصنعة. تتميز هذه المغناطيسات بقوة مغناطيسية أقل، ولكنها تتمتع بمرونة عالية، وذلك حسب المادة الرابطة المستخدمة. [ 44 ] 

بالنسبة للمركبات المغناطيسية (مثل Nd2Fe14B ) المعرضة لمشكلة تآكل حدود الحبيبات، فإنها توفر حماية إضافية. [ 43 ]

مغناطيسات الأرض النادرة

مغناطيسات بيضاوية الشكل (ربما من الهيماتين )، معلقة من بعضها البعض

تحتوي عناصر الأرض النادرة ( اللانثانيدات ) على غلاف إلكتروني f غير مكتمل (يستوعب حتى 14 إلكترونًا). يمكن توجيه دوران هذه الإلكترونات، مما ينتج عنه مجالات مغناطيسية قوية جدًا، ولذلك تُستخدم هذه العناصر في المغناطيسات المدمجة عالية القوة حيث لا يُشكل سعرها المرتفع عائقًا. من أكثر أنواع مغناطيسات الأرض النادرة شيوعًا مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت ومغناطيسات النيوديميوم-الحديد-البورون (NIB) .

المغناطيسات أحادية الجزيء (SMMs) والمغناطيسات أحادية السلسلة (SCMs)

في تسعينيات القرن الماضي، اكتُشف أن بعض الجزيئات التي تحتوي على أيونات معدنية بارامغناطيسية قادرة على تخزين عزم مغناطيسي في درجات حرارة منخفضة للغاية. تختلف هذه الجزيئات اختلافًا كبيرًا عن المغناطيسات التقليدية التي تخزن المعلومات على مستوى المجال المغناطيسي، ويمكنها نظريًا أن توفر وسط تخزين أكثر كثافة بكثير من المغناطيسات التقليدية. وفي هذا السياق، تُجرى حاليًا أبحاث على طبقات أحادية من جزيئات المغناطيس الجزيئي الأحادي (SMMs). باختصار شديد، السمتان الرئيسيتان لجزيئات المغناطيس الجزيئي الأحادي هما:

  1. قيمة دوران كبيرة في الحالة الأرضية ( S )، والتي يتم توفيرها عن طريق الاقتران المغناطيسي الحديدي أو المغناطيسي الحديدي المضاد بين المراكز المعدنية البارامغناطيسية
  2. قيمة سالبة لتباين انقسام المجال الصفري ( D )

تحتوي معظم المغناطيسات أحادية السلسلة على المنغنيز، ولكن يمكن العثور عليها أيضًا مع تجمعات من الفاناديوم والحديد والنيكل والكوبالت. ومؤخرًا، اكتُشف أن بعض أنظمة السلاسل يمكن أن تُظهر مغنطة تستمر لفترات طويلة عند درجات حرارة عالية. تُسمى هذه الأنظمة بالمغناطيسات أحادية السلسلة.

مغناطيسات نانوية التركيب

تُظهر بعض المواد النانوية موجات طاقة ، تُسمى الماغنونات ، تتحد في حالة أساسية مشتركة على غرار مكثف بوز-أينشتاين . [ 45 ] [ 46 ]

مغناطيس دائم خالٍ من العناصر الأرضية النادرة

رعت وكالة مشاريع البحوث المتقدمة للطاقة (ARPA-E) برنامجًا لتطوير مواد بديلة للعناصر الأرضية النادرة في التقنيات الحيوية (REACT). وفي عام 2011، منحت الوكالة 31.6 مليون دولار لتمويل مشاريع بدائل العناصر الأرضية النادرة. [ 47 ] وتُعدّ نتريدات الحديد مواد واعدة لصناعة مغناطيسات خالية من العناصر الأرضية النادرة. [ 48 ]

في عام 2026، أعلن باحثون عن مغناطيسات بوريد دائمة عالية الإنتروبيا (سبائك من 5 عناصر أو أكثر) باستخدام معادن انتقالية ثلاثية الأبعاد وفيرة وبورون بدلاً من عناصر الأرض النادرة . تعمل هذه المغناطيسات في درجات حرارة وضغوط محيطة. وتتخذ بنية بلورية ذات تناظر رباعي C16 . وقد تم تشكيلها بتقنية الترسيب بالرش التجميعي. [ 49 ]

التكاليف

التيار​أرخص أنواع المغناطيس الدائم، مع مراعاة قوة المجال المغناطيسي، هي المغناطيسات المرنة والخزفية، ولكنها أيضاً من أضعف الأنواع. أما مغناطيسات الفريت فهي في الأساس منخفضة التكلفة لأنها تُصنع من مواد خام رخيصة: أكسيد الحديد وكربونات الباريوم أو السترونتيوم. مع ذلك، تم تطوير مغناطيس جديد منخفض التكلفة، وهو سبيكة المنغنيز والألومنيوم [ 43 ] [ 50 ] [ 51 ] ، ويُعتبر مرشحاً واعداً للمغناطيس الدائم منخفض التكلفة. [ 50 ] يتميز هذا المغناطيس بتشبع مغناطيسي أعلى من مغناطيسات الفريت. [ 50 ] كما يتميز بمعاملات حرارية أفضل، على الرغم من أنه قد يكون غير مستقر حرارياً. [ 51 ]

تُعدّ مغناطيسات النيوديميوم-الحديد-البورون (NIB) من بين أقوى المغناطيسات. وهي أغلى ثمناً للكيلوغرام الواحد من معظم المواد المغناطيسية الأخرى، ولكن نظراً لمجالها المغناطيسي الشديد، فهي أصغر حجماً وأقل تكلفة في العديد من التطبيقات. [ 52 ]

درجة حرارة

تختلف حساسية المغناطيس لدرجة الحرارة، ولكن عندما يُسخّن إلى درجة حرارة تُعرف بنقطة كوري ، فإنه يفقد مغناطيسيته بالكامل، حتى بعد تبريده إلى ما دون تلك الدرجة. [ 37 ] ومع ذلك، يمكن في كثير من الأحيان إعادة مغنطة هذه المغناطيسات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المغناطيسات هشة ويمكن أن تنكسر عند درجات الحرارة العالية. [ 53 ]

تكون درجة الحرارة القصوى القابلة للاستخدام أعلى ما يمكن بالنسبة لمغناطيسات الألنيكو عند أكثر من 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) ، وحوالي 300 درجة مئوية (570 درجة فهرنهايت) بالنسبة للفريت وSmCo، وحوالي 140 درجة مئوية (280 درجة فهرنهايت) بالنسبة لـ NIB وأقل بالنسبة للسيراميك المرن، ولكن الأرقام الدقيقة تعتمد على نوع المادة. [ 54 ]      

المغناطيسات الكهربائية

المغناطيس الكهربائي، في أبسط صوره، عبارة عن سلك ملفوف في حلقة واحدة أو أكثر، يُعرف باسم الملف اللولبي . عند مرور التيار الكهربائي في السلك، يتولد مجال مغناطيسي. يتركز هذا المجال بالقرب من الملف (وخاصة داخله)، وتكون خطوطه مشابهة جدًا لخطوط المغناطيس. يُحدد اتجاه هذا المغناطيس الفعال بقاعدة اليد اليمنى . يتناسب كل من العزم المغناطيسي والمجال المغناطيسي للمغناطيس الكهربائي طرديًا مع عدد حلقات السلك، ومساحة مقطع كل حلقة، وشدة التيار المار في السلك. [ 55 ]

إذا لُفّ سلك ملفوف حول مادة لا تمتلك خصائص مغناطيسية مميزة (مثل الورق المقوى)، فإنه سيولد مجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا جدًا. أما إذا لُفّ حول مادة مغناطيسية حديدية لينة، مثل مسمار حديدي، فإن المجال الناتج قد يؤدي إلى زيادة في شدة المجال تتراوح بين مئات وآلاف المرات.

تشمل استخدامات المغناطيسات الكهربائية مسرعات الجسيمات ، والمحركات الكهربائية ، ورافعات ساحات الخردة، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي . تتضمن بعض التطبيقات تكوينات أكثر تعقيدًا من مجرد ثنائي قطب مغناطيسي بسيط؛ على سبيل المثال، تُستخدم المغناطيسات رباعية الأقطاب وسداسية الأقطاب لتركيز حزم الجسيمات .

التركيبة

الوحدات

في العديد من التخصصات، تُستخدم وحدات النظام المتري (MKS) أو النظام الدولي للوحدات ( SI ) بشكل شائع. كما تُستخدم أحيانًا مجموعتان أخريان من الوحدات، وهما غاوس و CGS-EMU . [ 56 ]

في جميع الوحدات، من الملائم استخدام نوعين من المجال المغناطيسي، B و H ، بالإضافة إلى المغنطة M ، والتي تُعرف بأنها العزم المغناطيسي لكل وحدة حجم.

  1. يُقاس المجال المغناطيسي B بوحدة التسلا (T) في النظام الدولي للوحدات. B هو المجال المغناطيسي الذي يُنتج تغيره مع الزمن، وفقًا لقانون فاراداي، مجالات كهربائية دائرية (تبيعها شركات الطاقة). كما يُنتج B قوة انحراف على الجسيمات المشحونة المتحركة (كما في أنابيب التلفزيون). التسلا تُعادل التدفق المغناطيسي (بالويبر) لكل وحدة مساحة (بالمتر المربع)، مما يجعل B وحدة كثافة التدفق. في نظام الوحدات CGS، وحدة B هي الغاوس (G). التسلا الواحد يساوي 10⁴ غاوس  . [ 57 ]
  2. يُقاس المجال المغناطيسي H بوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) وهي أمبير-لفة لكل متر (A-turn/m). وتُستخدم اللفات لأن قيمة H، عند توليدها بواسطة سلك يحمل تيارًا كهربائيًا، تتناسب طرديًا مع عدد لفات ذلك السلك. في نظام الوحدات السنتيمتر-غرام-ثانية (CGS)، تُقاس H بوحدة أورستد (Oe). ويُعادل 1 أمبير-لفة لكل متر 4π × 10⁻³ أورستد . [ 57 ]
  3. تُقاس المغنطة M بوحدات النظام الدولي للوحدات (SI) وهي أمبير لكل متر (A/m). أما في نظام الوحدات السنتيمترية-الجرامية-الثانية (CGS)، فوحدة M هي أورستد (Oe). يساوي 1 أمبير/متر 10⁻³  وحدة كهرومغناطيسية/سم³ . ويمكن أن تصل مغنطة المغناطيس الدائم الجيد إلى مليون أمبير لكل متر. [ 58 ]
  4. في نظام الوحدات الدولي (SI ) ، تُكتب العلاقة B  = μ₀ ( H + M )، حيث μ₀ هي نفاذية الفضاء، وتساوي 4π × 10⁻⁷ تسلا.متر /أمبير. أما في نظام الوحدات السنتيمترية- الجرامية - الجرامية (CGS)، فتُكتب على النحو التالي: B = H + 4πM . [ 56 ] (يُعطي أسلوب القطب قيمة μ₀H في نظام الوحدات الدولي. ولذلك ، يجب إضافة حد μ₀M في نظام الوحدات الدولي إلى قيمة μ₀H للحصول على المجال الصحيح داخل المغناطيس B. وسيتوافق هذا مع المجال B المحسوب باستخدام التيارات الأمبيرية).      

عادةً ما تخضع المواد غير المغناطيسية الدائمة للعلاقة M  = χH في النظام الدولي للوحدات، حيث χ هي القابلية المغناطيسية (بدون وحدة). تتميز معظم المواد غير المغناطيسية بقيمة χ صغيرة نسبيًا (في حدود جزء من مليون)، بينما قد تصل قيمة χ في المغناطيسات اللينة إلى مئات أو آلاف. بالنسبة للمواد التي تحقق العلاقة M = χH، يمكننا أيضًا كتابة B = μ₀(1 + χ)H = μ₀μrH = μH، حيث μr = 1 + χ هي النفاذية النسبية ( بدون  وحدة ) ، و μ  = μ₀μr هي النفاذية المغناطيسية . [ 59 ] يتميز كل من المغناطيسات الصلبة واللينة بسلوك أكثر تعقيدًا يعتمد على التاريخ ، ويُوصف بما يُسمى حلقات التخلف المغناطيسي ، والتي تُعطي إما B مقابل H أو M مقابل H. في CGS، M = χ H ولكن χ SI = 4 πχ CGS و μ = μ r . [ 56 ]            

تنبيه: نظرًا لقلة الرموز الرومانية واليونانية، لا يوجد رمز متفق عليه عالميًا لقوة القطب المغناطيسي والعزم المغناطيسي. يُستخدم الرمز m لكل من قوة القطب (وحدتها أمبير متر، حيث يشير m هنا إلى المتر) والعزم المغناطيسي (وحدته أمبير متر مربع ). يُستخدم الرمز μ في بعض المراجع للنفاذية المغناطيسية وفي مراجع أخرى للعزم المغناطيسي. سنستخدم μ للنفاذية المغناطيسية و m للعزم المغناطيسي. بالنسبة لقوة القطب، سنستخدم q<sub> m </sub>. بالنسبة لمغناطيس قضيب ذي مقطع عرضي A ومغنطة منتظمة M على طول محوره، تُعطى قوة القطب بالعلاقة q <sub>m</sub>  = MA ، بحيث يمكن اعتبار M قوة قطب لكل وحدة مساحة. [ 60 ]

مجالات المغناطيس

خطوط المجال المغناطيسي للمغناطيسات الأسطوانية ذات نسب الأبعاد المختلفة

بعيدًا عن المغناطيس، يُمكن وصف المجال المغناطيسي الناتج عنه (تقريبًا) بمجال ثنائي القطب يتميز بعزمه المغناطيسي الكلي. وينطبق هذا بغض النظر عن شكل المغناطيس، طالما أن العزم المغناطيسي غير صفري. ومن خصائص مجال ثنائي القطب أن شدة المجال تتناسب عكسيًا مع مكعب المسافة من مركز المغناطيس. [ 56 ]

كلما اقتربنا من المغناطيس، أصبح المجال المغناطيسي أكثر تعقيدًا وأكثر اعتمادًا على الشكل الدقيق للمغناطيس ومغنطته. ويمكن التعبير عن المجال رسميًا بتوسيع متعدد الأقطاب : مجال ثنائي القطب، بالإضافة إلى مجال رباعي الأقطاب ، بالإضافة إلى مجال ثماني الأقطاب، وهكذا. [ 61 ]

عند المسافات القريبة، يمكن أن تتشكل مجالات مغناطيسية مختلفة. على سبيل المثال، بالنسبة لمغناطيس قضيب طويل ورفيع، قطبه الشمالي في أحد طرفيه وقطبه الجنوبي في الطرف الآخر، فإن المجال المغناطيسي بالقرب من أي من الطرفين يتناقص عكسياً مع مربع المسافة من ذلك القطب. [ 62 ]

حساب القوة المغناطيسية

قوة جذب مغناطيس واحد

تُقاس قوة المغناطيس أحيانًا بقوة جذبه ، أي قدرته على جذب الأجسام المغناطيسية الحديدية . [ 63 ] تُعطى قوة الجذب التي يمارسها المغناطيس الكهربائي أو المغناطيس الدائم بدون فجوة هوائية (أي أن الجسم المغناطيسي الحديدي يكون على اتصال مباشر بقطب المغناطيس [ 64 ] ) بمعادلة ماكسويل : [ 65 ]

F=ب2أ2μ0{\displaystyle F={{B^{2}A} \over {2\mu _{0}}}}،

أين:

  • F هي القوة (وحدة القياس الدولية: نيوتن )
  • A هو المقطع العرضي لمساحة العمود (بالمتر المربع)
  • B هو الحث المغناطيسي الذي يمارسه المغناطيس.

يمكن استنتاج هذه النتيجة بسهولة باستخدام نموذج جيلبرت ، الذي يفترض أن قطب المغناطيس مشحون بأقطاب مغناطيسية أحادية تحث نفس الشيء في الجسم المغناطيسي الحديدي.

إذا كان المغناطيس يعمل عموديًا، فإنه يستطيع رفع كتلة مقدارها m بالكيلوغرامات، وفقًا للمعادلة البسيطة التالية:

م=ب2أ2μ0ز،{\displaystyle m={{B^{2}A} \over {2\mu _{0}g}},}

حيث g هو تسارع الجاذبية الأرضية .

القوة بين قطبين مغناطيسيين

كلاسيكيًا ، تُعطى القوة بين قطبين مغناطيسيين بالعلاقة التالية: [ 66 ]

F=μqم1qم24πر2{\displaystyle F={{\mu q_{m1}q_{m2}} \over {4\pi r^{2}}}}

أين

F هي القوة (وحدة القياس الدولية: نيوتن )
q m 1 و q m 2 هما مقدارا الأقطاب المغناطيسية (وحدة النظام الدولي للوحدات: أمبير متر ).
μ هي نفاذية الوسط الوسيط (وحدة النظام الدولي للوحدات: تسلا متر لكل أمبير ، هنري لكل متر أو نيوتن لكل أمبير مربع)
r هي المسافة الفاصلة (وحدة النظام الدولي للوحدات: المتر).

يُعدّ وصف الأقطاب مفيدًا للمهندسين الذين يصممون مغناطيسات حقيقية، لكن توزيع الأقطاب في المغناطيسات الحقيقية أكثر تعقيدًا من مجرد قطبين شمالي وجنوبي. لذا، فإن تطبيق فكرة الأقطاب ليس بالأمر البسيط. في بعض الحالات، قد تكون إحدى الصيغ الأكثر تعقيدًا المذكورة أدناه أكثر فائدة.

القوة بين سطحين ممغنطين متجاورين مساحتهما A

يمكن حساب القوة الميكانيكية بين سطحين ممغنطين متجاورين باستخدام المعادلة التالية. وتكون هذه المعادلة صالحة فقط في الحالات التي يكون فيها تأثير التداخل ضئيلاً ويكون حجم الفجوة الهوائية أصغر بكثير من حجم المادة الممغنطة: [ 67 ] [ 68 ]

F=μ0ح2أ2=ب2أ2μ0{\displaystyle F={\frac {\mu _{0}H^{2}A}{2}}={\frac {B^{2}A}{2\mu _{0}}}}

أين:

A هي مساحة كل سطح، بوحدة متر مربع
H هو مجال التمغنط الخاص بهم، بوحدة أمبير/متر
μ₀ هي نفاذية الفضاء، والتي تساوي 4π×10⁻⁷ تسلا.متر /  أمبير
B هي كثافة التدفق، بوحدة T.

القوة بين مغناطيسين قضيبين

القوة بين مغناطيسين أسطوانيين متطابقين موضوعين طرفًا لطرف على مسافة كبيرةz≫R{\displaystyle z\gg R}وهو تقريبًا: [ 67 ]

F≃[ب02أ2(ل2+R2)πμ0ل2][1z2+1(z+2ل)2-2(z+ل)2]{\displaystyle F\simeq \left[{\frac {B_{0}^{2}A^{2}\left(L^{2}+R^{2}\right)}{\pi \mu _{0}L^{2}}}\right]\left[{\frac {1}{z^{2}}}+{\frac {1}{(z+2L)^{2}}}-{\frac {2}{(z+L)^{2}}}\right]}

أين:

B 0 هي كثافة التدفق المغناطيسي بالقرب من كل قطب، بوحدة T،
A هي مساحة كل عمود، بوحدة متر مربع (م² ) .
L هو طول كل مغناطيس، بوحدة المتر.
R هو نصف قطر كل مغناطيس، بوحدة المتر، و
يمثل z المسافة الفاصلة بين المغناطيسين، بوحدة المتر.
ب0=μ02م{\displaystyle B_{0}\,=\,{\frac {\mu _{0}}{2}}M}يربط كثافة التدفق عند القطب بتمغنط المغناطيس.

تجدر الإشارة إلى أن جميع هذه الصيغ تستند إلى نموذج جيلبرت، وهو نموذج قابل للاستخدام في مسافات كبيرة نسبيًا. أما في النماذج الأخرى (مثل نموذج أمبير)، فتُستخدم صيغة أكثر تعقيدًا قد يتعذر حلها تحليليًا في بعض الأحيان. في هذه الحالات، يجب استخدام الطرق العددية .

القوة بين مغناطيسين أسطوانيين

لمغناطيسين أسطوانيين بنصف قطرR{\displaystyle R}والطولل{\displaystyle L}مع محاذاة ثنائيات أقطابها المغناطيسية، يمكن تقريب القوة بشكل مقارب عند المسافات الكبيرةz≫R{\displaystyle z\gg R}بواسطة، [ 69 ]

F(z)≃πμ04م2R4[1z2+1(z+2ل)2-2(z+ل)2]{\displaystyle F(z)\simeq {\frac {\pi \mu _{0}}{4}}M^{2}R^{4}\left[{\frac {1}{z^{2}}}+{\frac {1}{(z+2L)^{2}}}-{\frac {2}{(z+L)^{2}}}\right]}

أينم{\displaystyle M}هي مغنطة المغناطيسات وz{\displaystyle z}هي المسافة بين المغناطيسين. قياس لكثافة التدفق المغناطيسي بالقرب من المغناطيسب0{\displaystyle B_{0}}يرتبط بـم{\displaystyle M}تقريبًا حسب الصيغة

ب0=μ02م{\displaystyle B_{0}={\frac {\mu _{0}}{2}}M}

يمكن كتابة ثنائي القطب المغناطيسي الفعال على النحو التالي:

م=مV{\displaystyle m=MV}

أينV{\displaystyle V}حجم المغناطيس. بالنسبة للأسطوانة، يكون هذا الحجم هوV=πR2ل{\displaystyle V=\pi R^{2}L}.

متىz≫ل{\displaystyle z\gg L}وبذلك نحصل على تقريب ثنائي القطب النقطي.

F(x)=3πμ02م2R4ل21z4=3μ02πم2V21z4=3μ02πم1م21z4{\displaystyle F(x)={\frac {3\pi \mu _{0}}{2}}M^{2}R^{4}L^{2}{\frac {1}{z^{4}}}={\frac {3\mu _{0}}{2\pi }}M^{2}V^{2}{\frac {1}{z^{4}}}={\frac {3\mu _{0}}{2\pi }}m_{1}m_{2}{\frac {1}{z^{4}}}}

وهو ما يتطابق مع تعبير القوة بين قطبين مغناطيسيين.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ أوبرا بلاتونيس مؤرشفة في 2018-01-14 في Wayback Machine ، ماير وزيلر، 1839، ص 989.
  2. ↑ يُثار جدلٌ حول موقع ماغنيسيا؛ فقد تكون المنطقة الواقعة في البر الرئيسي لليونان أو ماغنيسيا أد سيبيلوم . انظر، على سبيل المثال، "مغناطيس" . مدونة لانغويج هات . 28 مايو 2005. مؤرشف من الأصل في 19 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 22 مارس 2013 .
  3. ↑ فاولر، مايكل (1997). "البدايات التاريخية لنظريات الكهرباء والمغناطيسية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مارس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 أبريل 2008 .
  4. ↑ فولز، هيو ب. (1932). "التطور المبكر لهندسة الطاقة". مجلة إيزيس . 17 (2): 412-420 [419-20]. doi : 10.1086/346662 . S2CID 143949193 . 
  5. ^ لي شو هوا (1954). “Origine de la Boussole II. Aimant et Boussole”. إيزيس . 45 (2): 175– 196. دوى : 10.1086/348315 . جستور 227361 . S2CID 143585290 .  
  6. ↑ بليني الأكبر، التاريخ الطبيعي، الكتاب الرابع والثلاثون: التاريخ الطبيعي للمعادن، الفصل 42: المعدن المسمى الحديد الحي. مؤرشف بتاريخ 29 يونيو 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ). Perseus.tufts.edu. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2011.
  7. 1 2 3 كوي، جيه إم دي (2009). المغناطيسية والمواد المغناطيسية . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1-3 . ISBN  978-0-511-68515-6. OCLC 664016090 . 
  8. ↑ "أربعة اختراعات عظيمة من الصين القديمة" . سفارة جمهورية الصين الشعبية في جمهورية جنوب أفريقيا . 13 ديسمبر 2004. تاريخ الاطلاع: 8 يناير 2023 .
  9. ↑ شميدل، بيترا ج. (1996-1997). "مصدران عربيان مبكران حول البوصلة المغناطيسية" (ملف PDF) . مجلة الدراسات العربية والإسلامية . 1 : 81-132 . doi : 10.5617/jais.4547 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 24-05-2012.
  10. ↑ "اللحظات المغناطيسية السبع - المغناطيس الحديث" . كلية ترينيتي دبلن . تم الاطلاع عليه في 8 يناير 2023 .
  11. ^ مولر، كارل هارتموت. سواتزكي، سيمون؛ غاوس، رولاند. جوتفليش، أوليفر (2021)، "مواد وتطبيقات المغناطيس الدائم"، في كوي، JMD؛ باركين، ستيوارت إس بي (محرران)، دليل المغناطيسية والمواد المغناطيسية ، شام: دار نشر سبرينغر الدولية، ص. 1391، دوى : 10.1007/978-3-030-63210-6_29 ، ISBN  978-3-030-63210-6، S2CID 244736617 
  12. ^ ديلوناي ، جين (2008). أمبير، أندريه ماري . المجلد. 1. أبناء تشارلز سكريبنر. ص 142 – 149.  {{cite book}}تم |work=تجاهله ( مساعدة )
  13. ↑ "جوزيف هنري - قاعة مشاهير الهندسة" . مركز إديسون التقني . تم الاطلاع عليه في 8 يناير 2023 .
  14. ↑ غريفيث، ديفيد ج. (1999). مقدمة في الديناميكا الكهربائية ( الطبعة الثالثة). برنتيس هول . الصفحات 255-258 . ISBN   0-13-805326-X. OCLC 40251748 . 
  15. ↑ نايت، جونز، وفيلد، "فيزياء الكلية" (2007) ص. 815.
  16. 1 2 كوليتي، بي دي وغراهام، سي دي (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE . ص 103. ISBN   978-0-471-47741-9.
  17. ↑ بوير، تيموثي هـ. (1988). "القوة المؤثرة على ثنائي قطب مغناطيسي". المجلة الأمريكية للفيزياء . 56 (8): 688-692 . Bibcode : 1988AmJPh..56..688B . doi : 10.1119/1.15501 .
  18. ↑ "وحدات قياس الخصائص المغناطيسية" (ملف PDF) . شركة ليك شور كرايوترونيكس. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 14 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2012 .
  19. ↑ ألين، زكريا (1852). فلسفة ميكانيكا الطبيعة، ومصدر وأنماط عمل القوة الدافعة الطبيعية . دي. أبليتون وشركاه. ص 252 . 
  20. ↑ ساسلو، واين م. (2002). الكهرباء والمغناطيسية والضوء ( الطبعة الثالثة). دار النشر الأكاديمية. ص 426. ISBN   978-0-12-619455-5تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 27-06-2014 .
  21. ↑ "قاعدة اليد اليمنى" . باسكو ساينتيفيك . 2024-08-01.
  22. ↑ سيرواي، ريموند أ.؛ كريس فويل (2006). أساسيات الفيزياء الجامعية . الولايات المتحدة الأمريكية: سينجايج ليرنينج. ص 493. ISBN  0-495-10619-4تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 2013-06-04 .
  23. ↑ إميلياني، سيزار (1992). كوكب الأرض: علم الكونيات، والجيولوجيا، وتطور الحياة والبيئة . المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 228. ISBN  0-521-40949-7تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 24-12-2016 .
  24. ↑ مانرز، جوي (2000). الحقول والجهود الساكنة . الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة سي آر سي. ص 148. ISBN  0-7503-0718-8تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 24-12-2016 .
  25. 1 2 نيف، كارل ر. (2010). "المغناطيس القضيب" . هايبرفيزيكس . قسم الفيزياء وعلم الفلك، جامعة ولاية جورجيا. مؤرشف من الأصل في 2011-04-08 . تم الاسترجاع في 2011-04-10 .
  26. ↑ فئران تحلق في الهواء في مختبر ناسا . مؤرشف بتاريخ 9 فبراير 2011 في أرشيف الإنترنت . موقع Livescience.com (9 سبتمبر 2009). تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أكتوبر 2011.
  27. ↑ مالينسون، جون سي. (1987). أسس التسجيل المغناطيسي ( الطبعة الثانية). دار النشر الأكاديمية . رقم ISBN  0-12-466626-4.
  28. ↑ "الشريط الموجود على بطاقة الائتمان" . كيف تعمل الأشياء . 27 نوفمبر 2006. مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2011 .
  29. ↑ "الانحراف الكهرومغناطيسي في أنبوب أشعة الكاثود، الجزء الأول" . المختبر الوطني للمجالات المغناطيسية العالية . مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 20 يوليو 2011 .
  30. ↑ فرادن، جاكوب (2004). دليل أجهزة الاستشعار الحديثة (الطبعة الثالثة). نيويورك: سبرينغر. ص 55. ISBN 0-387-00750-4.
  31. ↑ "وجبات خفيفة عن المغناطيسية" . وجبات إكسبلوراتوريوم العلمية الخفيفة . إكسبلوراتوريوم. مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه في 17 أبريل 2013 .
  32. ↑ "مغناطيس النيوديميوم: القوة والتصميم لإزالة المعادن العالقة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 ديسمبر 2016 .مصدر حول المغناطيس في الصناعات التحويلية
  33. ↑ شينك، جيه إف (2000). "سلامة المجالات المغناطيسية القوية والثابتة" . مجلة التصوير بالرنين المغناطيسي . 12 (1): 2-19 . doi : 10.1002/1522-2586(200007)12:1 < 2::AID-JMRI2 > 3.0.CO ; 2 -V . PMID 10931560. S2CID 19976829 .  
  34. ↑ أوسترايش، أ. إي. (2008). "دراسة عالمية حول الأضرار الناجمة عن ابتلاع مغناطيسات متعددة". مجلة طب الأشعة للأطفال . 39 (2): 142-147 . doi : 10.1007/s00247-008-1059-7 . PMID 19020871. S2CID 21306900 .  
  35. ↑ ماكنزي، AEE (1961). المغناطيسية والكهرباء . كامبريدج. ص 3-4 . 
  36. ↑ "المواد المغناطيسية الحديدية" . شركة فاريس للإلكترونيات . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27 يونيو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يونيو 2015 .
  37. 1 2 كوليتي، بي دي؛ غراهام، سي دي (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE. الصفحات 103-105 .  
  38. ↑ ساسلو، واين م. (2002). الكهرباء والمغناطيسية والضوء ( الطبعة الثالثة). دار النشر الأكاديمية. الصفحات 426-427 .  
  39. ↑ كوليتي، ب.د.؛ غراهام، س.د. (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE. الصفحات 267-270 .  
  40. ↑ كوليتي، ب.د.؛ غراهام، س.د. (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE. الصفحات 260-265 .  
  41. ↑ ماكنزي، إيه إي إي (1961). المغناطيسية والكهرباء . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 12-13 . 
  42. ↑ برادي، جورج ستيوارت؛ هنري ر. كلاوزر؛ جون أ. فاكاري (2002). دليل المواد: موسوعة للمديرين . ماكجرو هيل بروفيشنال. ص 577. ISBN  0-07-136076-Xتمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 24-12-2016 .
  43. 1 2 3 "مغناطيسات دائمة منغنيز-ألومنيوم ذات بنية نانوية (براءة اختراع)" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 فبراير 2017 .
  44. ↑ "بيان صحفي: مغناطيس الثلاجة يتحول" . ريكين. 11 مارس 2011. مؤرشف من الأصل في 7 أغسطس 2017.
  45. ↑ "المغناطيسات النانوية تتحدى القواعد" . مؤرشف من الأصل في 7 ديسمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 14 نوفمبر 2005 .
  46. ↑ ديلا توري، إي.؛ بينيت، إل.؛ واتسون، آر. (2005). "توسيع قانون بلوخ T 3/2 ليشمل البنى النانوية المغناطيسية: تكثيف بوز-أينشتاين". رسائل المراجعة الفيزيائية . 94 (14) 147210. رمز Bibcode : 2005PhRvL..94n7210D . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.147210 . PMID 15904108 . 
  47. ↑ "تمويل الأبحاث للمغناطيس الدائم الخالي من العناصر الأرضية النادرة" . وكالة مشاريع البحوث المتقدمة في مجال الطاقة (ARPA-E). مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2013 .
  48. ↑ بواسطة (2022-09-01). "نتريدات الحديد: مغناطيسات قوية بدون عناصر الأرض النادرة" . هاكاداي . تم الاسترجاع في 2023-11-08 .
  49. ↑ بيسون، ويلي ب.؛ بهاتاشاريا، دريتيمان؛ بيستا، دينش؛ فوجيتا، برادلي ج.؛ ين، جين؛ ليو، كاي (23-12-2025). "بوريدات عالية الإنتروبيا من الطور C16 ذات تباين مغناطيسي عالٍ" . مواد متقدمة . doi : 10.1002/adma.202516135 . ISSN 0935-9648 . 
  50. 1 2 3 كيلر، توماس؛ بيكر، إيان (2022-02-01). "مواد مغناطيسية دائمة أساسها المنغنيز". التقدم في علوم المواد . 124 100872. doi : 10.1016/j.pmatsci.2021.100872 . ISSN 0079-6425 . 
  51. 1 2 " نظرة عامة على المغناطيس الدائم MnAl مع دراسة حول إمكاناته في الآلات الكهربائية " .
  52. ↑ الأسئلة الشائعة ( مؤرشفة بتاريخ 12 مارس 2008 في أرشيف الإنترنت ). شركة ماجنت سيلز آند إم إف سي تي المحدودة. تم الاطلاع عليها بتاريخ 8 أكتوبر 2011.
  53. ↑ كوليتي، ب.د.؛ غراهام، س.د. (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE. الصفحات 120-122 .  
  54. ↑ برادي، جورج ستيوارت؛ كلاوزر، هنري ر.؛ فاكاري، جون أ. (2002). دليل المواد: موسوعة للمديرين . ماكجرو هيل بروفيشنال. ص 577. 
  55. ↑ راسكل، تود؛ تيبلر، بول أ.؛ موسكا، جين (2007). الفيزياء للعلماء والمهندسين ( الطبعة السادسة). بالغراف ماكميلان . ISBN  978-1-4292-0410-1.
  56. 1 2 3 4 غريفيث، ديفيد ج. (1999). مقدمة في الديناميكا الكهربائية ( الطبعة الثالثة). برنتيس هول. الصفحات 255-258 .  
  57. 1 2 "وحدات الخصائص المغناطيسية" (ملف PDF) . شركة ليك شور كرايوترونيكس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2026 .
  58. ↑ كوليتي، ب.د.؛ غراهام، س.د. (2008). مقدمة في المواد المغناطيسية ( الطبعة الثانية). مطبعة وايلي-IEEE. ص 103.  
  59. ↑ ساسلو، واين م. (2002). الكهرباء والمغناطيسية والضوء ( الطبعة الثالثة). دار النشر الأكاديمية. ص 426.  
  60. ↑ ماكنزي، إيه إي إي (1961). المغناطيسية والكهرباء . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 3-4 . 
  61. ↑ غريفيث، ديفيد ج. (1999). مقدمة في الديناميكا الكهربائية ( الطبعة الثالثة). برنتيس هول. الصفحات 258-262 .  
  62. ↑ نيف، كارل ر. "المغناطيس القضيب" . هايبرفيزيكس . جامعة ولاية جورجيا . تم الاسترجاع في 23-05-2026 .
  63. ↑ "ما مقدار قوة جذب المغناطيس؟" . www.kjmagnetics.com . تاريخ الاسترجاع: 20 يناير 2020 .
  64. ↑ "شرح قوة الجذب المغناطيسي - ما هي قوة الجذب المغناطيسي؟ | دورا ماجنيتكس الولايات المتحدة الأمريكية" . ١٩ أكتوبر ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠ يناير ٢٠٢٠ .
  65. ↑ كارداريلي، فرانسوا (2008). دليل المواد: مرجع مكتبي موجز ( الطبعة الثانية). سبرينغر. ص 493. ISBN   978-1-84628-668-1تمت أرشفة النسخة الأصلية بتاريخ 24-12-2016 .
  66. ↑ "العلاقات الأساسية" . Geophysics.ou.edu. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2010-07-09 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-10-19 .
  67. 1 2 "المجالات والقوى المغناطيسية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 فبراير 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 ديسمبر 2009 .
  68. ↑ "القوة الناتجة عن المجال المغناطيسي" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-03-2010 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 09-03-2010 .
  69. ↑ ديفيد فوكون؛ ماركو بيليجيا؛ لوديك هيلر؛ بيتر سيتنر (2009). "التفاعلات والقوى المغناطيسية الساكنة بين المغناطيسات الدائمة الأسطوانية" . مجلة المغناطيسية والمواد المغناطيسية . 321 (22): 3758-3763 . Bibcode : 2009JMMM..321.3758V . doi : 10.1016/j.jmmm.2009.07.030 . hdl : 11380/1255408 .

مراجع

  • "التاريخ المبكر للمغناطيس الدائم". إدوارد نيفيل دا كوستا أندرادي، مجلة إنديفور، المجلد 17، العدد 65، يناير 1958. يحتوي على وصف ممتاز للطرق المبكرة لإنتاج المغناطيس الدائم.
  • "القطب الموجب ن". قاموس أكسفورد الإنجليزي المختصر . كاثرين سوانز وأنجوس ستيفنسون. مطبعة جامعة أكسفورد ، 2004. مرجع أكسفورد على الإنترنت. مطبعة جامعة أكسفورد.
  • واين م. ساسلو، الكهرباء والمغناطيسية والضوء ، أكاديميك (2002). رقم ISBN 0-12-619455-6يتناول الفصل التاسع المغناطيس ومجالاته المغناطيسية باستخدام مفهوم الأقطاب المغناطيسية، ولكنه يقدم أيضًا أدلة على أن الأقطاب المغناطيسية لا وجود لها في المادة العادية. أما الفصلان العاشر والحادي عشر، فيتبعان ما يبدو أنه منهجٌ من القرن التاسع عشر، ويستخدمان مفهوم القطب لاستنباط القوانين التي تصف مغناطيسية التيارات الكهربائية.
  • إدوارد ب. فورلاني، المغناطيس الدائم والأجهزة الكهروميكانيكية: المواد والتحليل والتطبيقات، سلسلة أكاديميك برس في الكهرومغناطيسية (2001). ISBN 0-12-269951-3.