اقرأ في هذا المقال
- ما هي المقاومة المغناطيسية؟
- شرح المقاومة المغناطيسية
- قياس قوة المقاومة المغناطيسية
- تطبيقات المقاومة المغناطيسية
ما هي المقاومة المغناطيسية؟
عندما تتعرض مادة مغناطيسية إلى مجال مغناطيسي خارجي، فإنّها تضطر إلى أن تصبح ممغنطة. يمكن أيضاً إزالة المغناطيسية بواسطة حقل مطبق. تشير الممانعة أو المقاومة المغناطيسية إلى مدى القوة التي يجب أن يكون عليها المجال لمغنطة أو إزالة مغناطيسية مادة. بمعنى آخر، المقاومة المغناطيسية هي مقاومة مادة للمغنطة أو إزالة المغناطيسية.
ومع ذلك، غالباً ما يُشار إلى الممانعة أو المقاومة المغناطيسية على أنّها مقاومة مادة لإزالة المغنطة لأنّ ذلك يعطينا نظرة ثاقبة على الخصائص المغناطيسية للمادة أكثر من مقاومتها للمغناطيسية. يتم قياس القوة المغناطيسية عن طريق قياس قوة المجال المغناطيسي المطبق (H) اللازم لجلب المجال المغناطيسي للمادة (B) إلى الصفر.
يتم قياسه بوحدة (Oersteds – Oe)، حيث تعادل (Oe 1= 79.57747 A / m). ترتبط المقاومة المغناطيسية ارتباطاً وثيقاً بالنفاذية، ويمكن أن يؤدي فهم خاصية واحدة إلى تسهيل فهم الأخرى. النفاذية هي خاصية مادية تشير إلى مدى سهولة دعم المادة لتطور المجال المغناطيسي.
شرح المقاومة المغناطيسية:
يمكن تصنيف المواد على نطاق واسع إلى مواد مغناطيسية ناعمة ومواد مغناطيسية صلبة. يمكن مغنطة المواد المغناطيسية اللينة وإزالتها بسهولة. يصعب إزالة مغناطيسية المواد الصلبة المغناطيسية بمجرد أن تكون ممغنطة.
بمجرد إزالة المجال المغنطيسي، ستبدأ المادة المغناطيسية اللينة بشكل طبيعي في فقد مغناطيسيتها دون أي عمل إضافي. ضع في اعتبارك حلقة التخلفية النموذجية (hysteresis loop). على سبيل المثال يمكن تصور العديد من الخصائص منها:
القوة المغناطيسية (C) هي القوة الممغنطة (-H) المطلوبة لإعادة مغنطة المادة إلى الصفر بعد أن كانت ممغنطة مسبقاً إلى التشبع. (Remanence – B) هي المغناطيسية المتبقية في المادة بعد إزالة مجال المغناطيس. يحدث التشبع عندما تصل المغناطيسية إلى الحد الأقصى ولا يمكن أن تزيد أكثر حتى إذا زاد المجال الممغنط إلى أجل غير مسمّى.
قياس قوة المقاومة المغناطيسية:
يمكن قياس المقاومة المغناطيسية بعدة طرق، بما في ذلك القياسات التجريبية والتحليل العددي. يمكن قياس الخواص المغناطيسية، بما في ذلك المقاومة المغناطيسي، من خلال استخدام مقياس النفاذية الرقمي.
يمكن أيضاً قياسها من خلال تحليل حلقة التخلفية للمادة. يتم اشتقاق المعلومات لرسم الحلقة من تفسير البرامج للبيانات التي تم الحصول عليها من جهاز مثل راسم الذبذبات. هناك أيضاً تقنية قياس تتضمن تسجيل القوة الدافعة الكهربائية المتولدة عن طريق اهتزاز عينة اختبار في ملف البحث والبيانات المحسوبة من خلال التحليل العددي.
يُطلق على الجهاز المستخدم في هذا القياس مقياس مغناطيسي عينة الاهتزاز. علاوةً على ذلك، تؤثر درجة الحرارة على الخصائص المغناطيسية للمادة. لذلك، من المهم تحديد درجة الحرارة التي يتم فيها تقييم المادة لأنّها قد تختلف بدرجة أكبر عند درجات حرارة مختلفة.
تطبيقات المقاومة المغناطيسية:
عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات، يجب مراعاة عدد من الخصائص المغناطيسية في وقت واحد جنباً إلى جنب مع المقاومة. من أهم هذه الخصائص النفاذية، وهي قدرة المادة المغناطيسية على تكوين مجال مغناطيسي داخلي أو أن تصبح ممغنطة عند تعرضها لمجال مغناطيسي مطبق.
يمكن مغناطيس المادة عالية النفاذية بسهولة عند تعرضها لمجال مغناطيسي، والعكس ينطبق على مادة منخفضة النفاذية. لا يجب الخلط بينه وبين الدرجة التي يتم بها جذب المادة. إنّها بالأحرى السهولة التي يتم بها جذب المادة.
المقاومة أقل بكثير للمواد المغناطيسية اللينة. وبالتالي، فهي مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات التي يكون فيها انعكاس سريع في القطبية. وتشمل هذه النوى المحولات والمحركات الكهربائية، حيث يوجد مغنطة ثابتة وإزالة المغناطيسية. تقلل المقاومة المنخفضة لهذه المواد من الخسائر أثناء تشغيلها بشكل كبير.
من ناحية أخرى، فإنّ المواد ذات المقاومة العالية مطلوبة في المواقف التي تحتاج فيها إلى الاحتفاظ بمغناطيسيتها حتى عند تعرضها لمجال مغناطيسي، طالما أنّها ليست قوية بما يكفي للتسبب في إزالة المغناطيسية.
سيشار إلى هذه المواد بالمواد المغناطيسية الصلبة أو المغناطيس الدائم. يتم استخدامها لقدرتها على المغنطة ومقاومتها لإزالة المغناطيسية. تشمل الأمثلة الشائعة لتطبيقها مكبرات الصوت ومحركات الأقراص الثابتة والمولدات الكهربائية.
المواد والتطبيقات المستقبلية:
لا يمكن فصل تطبيقات المقاومة المغناطيسية عن تطبيقات المغناطيسية بشكل عام. إنّ فهم المقاومة والقدرة على التلاعب به هو في جوهره، معرفة حدود ظروف العمل للمادة والقدرة على زيادتها أو تقليلها لتناسب تطبيقات محددة. يقود الفهم الشامل للمقاومة والخصائص المغناطيسية الأخرى إلى تطورات في المجالات التالية:
- تخزين البيانات حيث تتطلب سعات تخزين أعلى في أجهزة التخزين الأصغر.
- السوائل الحديدية.
- التبريد المغناطيسي.
- الطب في تطبيقات مثل انخفاض حرارة الجسم وعلاج السرطان وما إلى ذلك.
