التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي

التأثير المغناطيسي للتيار الكهربائي

حتى يوجد تيار كهربائي لا بد من وجود المجال المغناطيسي، لأن المجال المغناطيسي يحدث لوجود شحنات كهربائية متحركة أو بسبب مجال كهربائي متغير مع الزمن أو كما يطلق لقب مجال كهربائي متناوب عليه، ويجب التنويه أنه يؤثر فقط على الشحنات الكهربائية المتحركة.

• من الجدير بالذكر أن المجال المغناطيسي يتميز بوجود خطوط وهمية يطلق لقب خطوط المجال المغناطيسي عليها، حيث يدل اتجاه أي خط خارج منها عند أي نقطة على اتجاه الخاص بالمجال المغناطيسي.
• ولمن لا يعلم عن اتجاه المجال المغناطيسي، هو عبارة عن المسار الذي يسير به قطب شمال مفرد افتراضي يمتلك حرية الحركة في المجال المغناطيسي.
• لأن الأقطاب المغناطيسية تظهر بصورة دائمة على شكل أزواج، فلا يوجد قطب مغناطيسي مفرد.
• أما بالنسبة إلى الأقطاب المغناطيسية المختلفة يحدث فيها بصورة دائمة تجاذب مثل ما يحدث بين قطب شمالي وجنوبي، أما بالنسبة إلى الأقطاب المتشابهة يحدث بينها تنافر مثل شمالي وشمالي، ونفس الأمر يطبق على الشحنات الكهربائية، فالمختلفة يحدث بينها تجاذب مثل شحنة سالبة وموجبة أما المتشابهة يحدث بينها تنافر مثل شحنة موجبة وموجبة.

المقصود بالتيار الكهربائي

عبارة عن شحنة كهربائية تستمر بشكل دائم في الحركة، ويمتلك إمكانية أن يأخذ شكل تفريغ مفاجئ للكهرباء الساكنة مثل شرارة تحدث بين الأصابع أو صاعقة برق، ولكن عندما نتحدث عن التيار الكهربائي، فأكثر الأشكال انتشار هي البطاريات أو الخلايا الشمسية أو خلايا الوقود أو الكهرباء التي تنتج من المولدات، فمن الجدير بالذكر أن الشحنة الكهربائية يتم شحنها من خلال البروتونات والإلكترونات داخل الذرة، فالبروتونات تمتلك شحنة موجبة أما بالنسبة إلى الإلكترونات تمتلك شحنة سالبة، ولهذا السبب يعتبر الإلكترون هو المسؤول عن نقل الشحنة من مكان إلى آخر.

المغناطيس والكهرباء

تمتلك جميع المغانط الطبيعية مجال مغناطيسي يمتلك تأثير قوي على مواد معينة مثل الحديد ويعمل على جذبه نحوه، كما تمتلك الشحنات الكهربائية مجال كهربائي خاص لها ويؤثر بصورة كبيرة على الشحنات الكهربائية الأخرى بقوة كهربائية، ولهذا السبب عند حدوث حركة في الشحنات الكهربائية فإنه يتم إنتاج تيار كهربائي.

من الجدير بالذكر أنه تم ملاحظة وجود علاقة بين الكهرباء والمغناطيسية خلال عام 1820، على يد العالم الدنماركي هانز أورستد وذلك خلال قيامه بتجربة مهمة وهي ملاحظته أن الإبرة المغناطيسية انحرفت بشكل واضح عندما اقتربت من سلك يمر به تيار كهربائي، فحصل على استنتاج مهم أن جميع المجالات المغناطيسية تحدث كنتيجة طبيعة بسبب وجود تيارات صغيرة تم إنشائها بسبب وجود حركة داخل ذرات المادة.

قانون أورستد

بناء على قانون أورستد فان التيارات الكهربائية تولد حولها حقول مغناطيسية، فان مرور تيار كهربائي داخل سلك يؤدي إلى وجود مجال مغناطيسي، كما اكتشف العالم فاراداي خلال عام 1831 إن المجالات المغناطيسية تولد هي أيضا تيارات كهربائية وأطلق لقب الحث الكهرومغناطيسي عليها.

• تم اكتشاف أنه عند تحريك مغناطيس فإنه يؤدي إلى حدوث تغيير في التدفق المغناطيسي ، ولمن لا يعلم عنه هو عبارة عن العدد الكلي لخطوط المجال المغناطيسي التي تعمل على اختراق مساحة معينة ويتم قياسها بوحدة الويبر، مما يعمل على توليد تيار حثي ويطلق عليه لقب تيار متولد بفعل حدوث حركة موصل في مجال مغناطيسي، من الجدير بالذكر أنه أحيانا يتولد اليتار الحثي من خلال تحريك ملف كهربائي حول مغناطيس او عن طريق تحريك مغناطيس داخل ملف.

قانون لابلاس

يعتمد قانون لابلاس على وجود تأثير متبادل بين كل من التيارات الكهربائية والمجالات المغناطيسية، ويعمل هذا التأثير على توضيح أثر قانون لابلاس على القوى الكهرومغناطيسية، فعندما يقوم تيار كهربائي ناقل أوميا معينا والمقصود به سلك كهربائي، ويكون هذا السلك الكهربائي مغمورا في مجال مغناطيسي فإنه يدور ويترك بناء على القوة كهرومغناطيسية التي تنتج عن كل من التيار الكهربائي والمجال المغناطيسي معا.