قوة السحب المغناطيسي

إن الحصول على قياسات دقيقة لقوة سحب المغناطيس الخاص بك مفيد في محاولاتك للاستفادة من المغناطيس على النحو الأمثل. يمكنك استغلال طرق مختلفة لتحديد ذلك.

- تقنية مقياس الربيع

هذه إحدى الطرق الأكثر استخدامًا وتستخدم مقياسًا لتقدير قوة السحب المغناطيسي. لاستخدام هذه الطريقة، ستحتاج إلى مقياس زنبركي حيث ستركب أحد طرفي المغناطيس وأحد طرفي جسم الاختبار. سيقرأ المقياس المعاير بعد ذلك القوة المبذولة أثناء سحب المغناطيس بعيدًا عن جسم الاختبار.

- طريقة تأثير القاعة

وللاستفادة من هذه التقنية، ستحتاج إلى مستشعر تأثير القاعة الذي ستركبه ببساطة بين مغناطيسين. تقيس هذه الأداة شبه الموصلة التغير في الجهد بالنسبة للمجال المغناطيسي. وهذا يمنحك في النهاية تقديراً دقيقاً لقوة سحب المغناطيس.

- الرفع بالبزموت

بالنسبة لهذه الطريقة، ستحتاج إلى صفيحة بزموت قادرة على صد المجالات المغناطيسية بشكل خافت. لتحديد قوة السحب، ما عليك سوى وضع مغناطيسك فوق صفيحة البزموت. وسيقوم مستشعر رفع البزموت بمعايرة قوة سحب المغناطيس من خلال تقدير المسافة التي يحدث عندها الرفع.

- طريقة قياس القوة

هذه واحدة من أكثر طرق قياس قوة السحب دقة وتقدر القوة اللازمة لتنفير مغناطيسين. لاستغلال هذه التقنية، ستحتاج ببساطة إلى مقياس قوة، وهو أداة بسيطة يمكن أن تكون هيدروليكية أو ميكانيكية.

على الرغم من أن هناك العديد من الأدوات التي يمكنك استخدامها لتحديد قوة جذب المغناطيس، يمكنك أيضًا استخدام صيغ نظرية مختلفة. إحدى المعادلات الشائعة هي معادلة قانون كولوم التي تنص على ما يلي;

F = (μ * m1 * m2) / (4π * d²)

• في هذه الصيغة، F يرمز إلى قوة السحب.
• μ ترمز إلى النفاذية المغناطيسية.
• يرمز m1 و m2 إلى العزوم ثنائية القطب المغناطيسية.
• يرمز d² إلى المسافة التي تفصل جسمك عن جسم الاختبار.

لاستخدام هذه الصيغة، عليك أولًا تحديد عزم ثنائي القطب المغناطيسي. لتحديد هذه القيمة، ما عليك سوى الرجوع إلى الصيغة التالية;

m=ms​⋅V,

• يرمز Ms إلى المغنطة.
• يرمز V إلى حجم المغناطيس الخاص بك.

ثانيًا، ستحتاج إلى تحديد المسافة الفاصلة، وهي في الأساس المسافة بين المغناطيسين. باستخدام هذه القيم، يمكنك المتابعة لحساب قوة السحب المغناطيسي للمغناطيس باستخدام المعادلة المذكورة أعلاه.

قوة السحب المغناطيسية هي معلمة أساسية تلعب دوراً أساسياً في تحديد كيفية استخدامك للمغناطيس. يمكن أن تؤدي التغييرات في عوامل معينة إلى زيادة قوة سحب المغناطيس أو تقليلها. هذه العوامل هي:

- درجة الحرارة

تؤثر التغيرات في درجة الحرارة، سواءً كانت ارتفاعًا أو انخفاضًا شديدًا على قوة سحب المغناطيس الخاص بك. من المرجح أن يؤدي الارتفاع الشديد في درجات الحرارة إلى تدهور قوة سحب المغناطيس الخاص بك. على سبيل المثال، إذا تجاوزت نقطة كوري للمغناطيس الخاص بك، سيفقد المغناطيس قدراته المغناطيسية مما يعني أن قوة سحبه ستصبح غير موجودة.

- مادة المغناطيس

يتم تصنيع عدد كبير من المغناطيسات المتميزة المتوفرة اليوم من مواد متميزة. وتتميز مواد معينة بخصائص مغناطيسية فائقة، وهو ما يترجم إلى قوى سحب مغناطيسية أعلى. وتشمل هذه المواد النيوديميوم والنيكو.

- الحجم المغناطيسي

سيُظهر المغناطيس الصغير نسبيًا قوى سحب أقل نسبيًا. وعلى العكس من ذلك، فإن المغناطيس الأكبر نسبيًا سيمنحك قوة سحب أعلى نسبيًا. على سبيل المثال، مغناطيس النيوديميوم الذي يبلغ سمكه 30 مم وقطره 50 مم سيكون له قوة سحب تقدر ب 100 كجم. أما المغناطيس الأصغر الذي يبلغ سمكه 3 مم وقطره 10 مم فستكون قوة سحبه تقديرية 2 كجم.

- شكل المغناطيس

يحدد شكل المغناطيس تركيز خطوط مجاله المغناطيسي ومحاذاة خطوط مجاله المغناطيسي. ينتج عن الأشكال مثل الأقراص والحلقات قوى جذب مغناطيسي أعلى نسبيًا بسبب تركيز خطوط المجال المغناطيسي وتوزعها بالتساوي.

- المجالات المغناطيسية الأجنبية

بمجرد نشر المغناطيس الخاص بك في محيط مجالات مغناطيسية خارجية متفوقة نسبيًا، ستتأثر قوة سحبه سلبًا. ويرجع ذلك إلى التشويه الذي تسببه هذه المجالات الخارجية. فهي تشوِّه بشكل أساسي محاذاة المجالات المغناطيسية لمغناطيسك.

- المغنطة

يتم تجهيز المغناطيسات بقدرات مغناطيسية باستخدام طرق مختلفة. تحقق هذه الطرق نتائج مختلفة. إذا كان المغناطيس ممغنطًا بدرجة مغنطة عالية، فمن المرجح أن يُظهر قوة سحب أعلى. أما إذا كانت درجة المغنطة أقل نسبياً، فمن المرجح أن تكون قوة سحبه أقل.

- الكائن المعني

لنوع الجسم الذي تنوي جذبه أو صده وتكوينه تأثير كبير على قوة جذب المغناطيس. فإذا كانت المادة شديدة المغناطيسية، ولنقل جسمًا حديديًّا، فمن المرجح أن تكون قوة السحب أعلى.

- المسافة

تؤثر المسافة بين المغناطيس والجسم المعني أيضًا على قوة السحب بشكل كبير. فإذا وضعت مغناطيسك على مسافة أبعد من الجسم، فمن المرجح أن تقل قوة سحبه المغناطيسية. وهذا نتيجة لقانون التربيع العكسي.

- الفجوة الهوائية

الفجوة الهوائية هي المسافة بين المغناطيس وجسم الاختبار. تملأ هذه الفجوة بالهواء ويحدد حجمها قوة سحب المغناطيس. تقلل فجوة الهواء الأكبر من قوة سحب المغناطيس بينما تزيدها الفجوة الأصغر.