سوف نتحدث اليوم عن الطاقة الكهرومغناطيسية وتطبيقاتها المختلفة حيث أنه لا يوجد
جهاز كهربائي في حياتنا اليومية إلا ويعتمد على الطاقة الكهرومغناطيسية.
 |
| الطاقة الكهرومغناطيسية واستخداماتها |
تاريخ الطاقة الكهرومغناطيسية
اكتشف العالم الدنماركي هانز كريستيان أورستد في عام 1820 أن التيارات الكهربائية تخلق مجالات مغناطيسية.
في عام 1821 قام العالم الإنجليزي مايكل فارادي (Michael Faraday) ببناء جهازين أسماه "الدوران الكهرومغناطيسي" وهو أحد المحركات المعروف الآن باسم المحرك أحادي القطب ، تسبب في حركة دائرية مستمرة ناتجة عن القوة المغناطيسية الدائرية حول سلك يمتد إلى تجمع من الزئبق حيث تم وضع المغناطيس، ثم يدور السلك حول المغناطيس إذا تم تزويده بالتيار من بطارية كيميائية، شكلت هذه التجارب والاختراعات أساس التكنولوجيا الكهرومغناطيسية الحديثة.
في عام 1824 اخترع العالم البريطاني ويليام ستورجون المغناطيس الكهربائي وكان أول مغناطيس كهربائي.
في عام 1827 قدم أندريه ماري أمبير التفسير المادي للحركة الكهرومغناطيسية حيث طور أمبير حسابا فيزيائيا للظواهر الكهرومغناطيسية التي يمكن إثباتها تجريبيا والتنبؤية رياضيا حيث أسس علم الديناميكا الكهربائية، والمعروف الآن باسم الكهرومغناطيسية، والذي تكريما له تم إطلاق اسمه على وحدة قياس التيار الكهربائي الأمبير شرع أمبير في العمل على تطوير نظرية رياضية وفيزيائية لفهم العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية، وأظهر في تجاربه أنه إذا كان هناك سلكان متوازيان يحملان تيارات كهربائية فإنهما يتنافران أو ينجذبان إلى بعضهما البعض، اعتمادا على ما إذا كانت هذه التيارات تسير في نفس الاتجاه أو في اتجاهين متعاكسين، وقد وجد أمبير صيغا رياضية لتوضيح الظواهر الفيزيائية الناتجة عن هذه التجارب التي قام بها، وأهم هذه التفسيرات هو ما يعرف اليوم بقانون أمبير والذي ينص على أن: "التأثير المتبادل بين سلكين يحملان تيارًا كهربائيًا يتناسب مع أطوال هذين السلكين وشدَة التيار الكهربائي في السلكين".
في عام 1830 قام العالم الأمريكي جوزيف هنري بتحسين ونشر المغناطيس الكهربائي بشكل منهجي باستخدام الأسلاك المعزولة بخيوط الحرير.
في عام 1831 بدأ العالم مايكل فارادي سلسلة تجاربه العظيمة التي اكتشف فيها الحث الكهرومغناطيسي.
في الأصل تم اعتبار الكهرباء والمغناطيسية قوتين منفصلتين إلى أن تغيرت وجهة النظر هذه مع نشر أطروحة العالم الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل في عام 1873 حول الكهرباء والمغناطيسية ، حيث نشأ مفهوم الإشعاع الكهرومغناطيسي مع ماكسويل ومعادلات المجال الخاصة به، والتي صاغها بناء على ملاحظات مايكل فاراداي لخطوط القوة الكهربائية والمغناطيسية والتي مهدت الطريق فيما بعد للنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين ومعادلة تكافؤ الكتلة والطاقة.
تعريف الطاقة الكهرومغناطيسية
الكهرومغناطيسية Electromagnetism هي كلمة مركبة من الكهرباء والمغناطيسية، وهي العملية التي يتم فيها إنشاء مجال مغناطيسي عن طريق إدخال التيار في الموصل وعندما يتم شحن موصل كهربائيا فإنه يولد خطوطًا مغناطيسية لقوة الموصل، على سبيل المثال إذا كان التيار أي شحنات موجبة تتحرك في سلك فإنه ينتج مجالا مغناطيسيا على طول السلك .
تطبيقات (استخدامات) الطاقة الكهرومغناطيسية
يمكننا أن نجد تطبيقات عملية هائلة للكهرومغناطيسية في الحياة اليومية من الأجهزة المنزلية إلى تطبيقات البحث، كما أن الكهرومغناطيسية أحدثت ثورة كبيرة في مجال التطبيقات الهندسية بالإضافة إلى ذلك كان لهذا تأثير كبير في مختلف المجالات مثل المجالات الطبية والصناعية والفضائية وما إلى ذلك.
تطبيقات الكهرومغناطيسية في الأجهزة المنزلية
تعمل الكهرومغناطيسية كمبدأ أساسي للعمل في العديد من الأجهزة المنزلية مثل الإضاءة والمراوح وأنظمة تكييف الهواء وأدوات المطبخ وجرس الإنذار وأنظمة الأمان والأبواب الاتوماتيكية وفي التلفزيون والراديو ...الخ من الأجهزة المنزلية.
في الإضاءة تستخدم الكوابح المستخدمة في مصابيح الفلورسنت مبدأ الكهرومغناطيسية بحيث تنتج جهدا عاليا في وقت تشغيل الضوء.
تستخدم المراوح الكهربائية والمنافخ وأنظمة التبريد الأخرى محركات كهربائية تعمل هذه المحركات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي وهو فرع الكهرومغناطيسية ففي أي جهاز كهربائي يتم تحريك المحرك الكهربائي بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكهربائي وفقا لمبدأ قوة لورنز.
تستخدم أجهزة المطبخ مثل المواقد الحثية وأفران الميكروويف والخلاطات والمطاحن الكهربائية ومحمصات الخبز وما إلى ذلك الكهرومغناطيسية لتشغيلها.
تستخدم أنظمة الإنذار أجراسا كهربائية تعمل على أساس المبدأ الكهرومغناطيسي في هذه الأجراس يتم إنتاج الصوت بواسطة ملفات كهرومغناطيسية عند الضغط على الزر نظرا للقوى الكهرومغناطيسية ، يتم تنشيط الملف ويصدر صوت الجرس.
في أنظمة الأمان وأنظمة قفل للأبواب والتي تكون عموما أنظمة قفل مغناطيسي يتم إلغاء قفل هذه الأنظمة إما عن طريق تمرير البطاقة الممغنطة أو وجود رمز أمان.
تطبيقات الكهرومغناطيسية في المجال الصناعي
تعتمد جميع الأدوات أو الأجهزة المستخدمة في الصناعات (مثل المولدات والمحركات والمرحلات وأجهزة الاستشعار وأجهزة التشغيل المختلفة) تقريبا على الكهرومغناطيسية المواد المستخدمة في بناء مثل هذه الأجهزة تشمل الحديد والكوبالت والنيكل وغيرها والتي تستجيب بشكل طبيعي للمجالات المغناطيسية.
تطبيقات الكهرومغناطيسية في أجهزة تخزين الذاكرة وأجهزة الكمبيوتر
يتم تخزين البيانات الموجودة في أدوات الكتب الإلكترونية والهواتف بالتنسيق الكهرومغناطيسي في شكل بايت وبتات، تحتوي أجهزة الكمبيوتر أيضا على شريط مغناطيسي يعمل على مبدأ الكهرومغناطيسية .
تطبيقات الكهرومغناطيسية في القطارات المغناطيسية
هذه هي التقنية الحديثة لأنظمة النقل التي تستخدم مفهوم الكهرومغناطيسية وتسمى هذه القطارات عالية السرعة التي تستخدم مغناطيسات كهربائية قوية لتطوير السرعة.
تطبيقات الكهرومغناطيسية في أجهزة الاتصال ودوائر الطاقة
بدون المغناطيسات الكهربائية لا يمكن أن تتشكل الهواتف المحمولة والهواتف التي استخدمناها لإجراء مكالمات هاتفية عبر مسافة طويلة، حيث أن النبضات الكهرومغناطيسية وتفاعل الإشارات تجعل الهواتف المحمولة والهواتف سهلة الاستخدام للغاية.
تطبيقات الطاقة الكهرومغناطيسية في المجال العسكري
يتم استخدام الطاقة الكهرومغناطيسية بشكل أساسي في المجال العسكري، وذلك من خلال الرادارات كما يتم استخدامها في الصواريخ التي يتم إطلاقها عن بعد، وهذه الأجهزة تعمل من خلال الموجات الكهرومغناطيسية.
تطبيقات الطاقة الكهرومغناطيسية في المجال الطبي
تلعب المجالات الكهرومغناطيسية في الوقت الحاضر دورا رئيسيا في المعدات الطبية
المتقدمة مثل الماسحات الضوئية ومعدات الأشعة السينية وغيرها من المعدات مبدأ
الكهرومغناطيسية لعملها.
يعد فحص التصوير بالرنين المغناطيسي وهو اختصار لـ التصوير بالرنين المغناطيسي جهازا يستخدم المغناطيسات الكهربائية حيث يمكن للجهاز مسح جميع التفاصيل الدقيقة في جسم الإنسان بمساعدة الكهرومغناطيسية.
العلاج الكهرومغناطيسي هو شكل بديل من الطب الذي يدعي أنه يعالج المرض عن طريق تطبيق المجالات الكهرومغناطيسية النبضية أو الإشعاع الكهرومغناطيسي على الجسم، ويستخدم هذا النوع من العلاجات لمجموعة واسعة من الأمراض مثل الاضطرابات العصبية والسكري وإصابات النخاع الشوكي والقرحة والربو وما إلى ذلك.
يعد فحص التصوير بالرنين المغناطيسي وهو اختصار لـ التصوير بالرنين المغناطيسي جهازا يستخدم المغناطيسات الكهربائية حيث يمكن للجهاز مسح جميع التفاصيل الدقيقة في جسم الإنسان بمساعدة الكهرومغناطيسية.
العلاج الكهرومغناطيسي هو شكل بديل من الطب الذي يدعي أنه يعالج المرض عن طريق تطبيق المجالات الكهرومغناطيسية النبضية أو الإشعاع الكهرومغناطيسي على الجسم، ويستخدم هذا النوع من العلاجات لمجموعة واسعة من الأمراض مثل الاضطرابات العصبية والسكري وإصابات النخاع الشوكي والقرحة والربو وما إلى ذلك.
المصادر