المغناطيسية
أتوقع
يمكن للمغناطيسي أن يسحب أو يدفع غيره من المغناطيسات في أي أجزاء القضيب المغناطيسي تترك أكبر قوة ؟ أكتب توقعي ؟
أختبر توقعي
ألاحظ : أضع برادة حديد في كيس بلاستيكي وأغلقه جيدا، وأضع الكيس فوق قضيب مغناطيسي، هل تشكل برادة الحديد شكلا منتظماً؟ أرسم
الشكل كما ألاحظه
أجرب أعلق قضيا مغناطيسياً باستخدام المسطرة المترية ، كما في الصورة ، وأقرب إليه قضيبا مغناطيسياً آخر. وأراقب كيف يتحرك ، أسجل ملاحظاتي. وأكرر ذلك لكل جهة من المغناطيس .
أضغ المسطرة المترية مستوية على الطاولة، وأضع البوصلة عند التدريج صفر للمسطرة. أوجه المسطرة إلى اتجاه شرق غرب، أبدأ في تحريك المغناطيسي من عند التدريچ ۱۰۰ سم على المسطرة المترية نحو البوصلة. أسجل المسافة التي بدأت عندها إبرة البوصلة في التحرك ، و أكرر ذلك للطرف الآخر من المغناطيس.
استخلص النتائج
أفسر البيانات. أتفض جميع ملاحظاتي. أيها يذه توقعاتي ، وأيها لا يتفق معها ؟ أوضح ذلك. هل كانت توقعاتي صحيحة ؟ لماذا ؟
ج : تتركز برادة الحديد عند القطبين ويقل التركيز كلما ابتعدنا عن القطبين مما يعني أن قوة المغناطيس تتركز عند طرفي المغناطيس كما أن يتحرك القضيب المغناطيس المعلق عندما يكون أقطاب المغناطيسان على استواء واحد ويتحرك مبتعدة عند تشابه القطبين والعكس صحيح تتحرك إبرة البوصلة أكبر مسافة ممكنة عندما يكون قطب المغناطيس في اتجاهها وتتحرك الإبرة قرب أو بعدا تبعا لنوع الأقطاب فإذا تشابه القطبان اقتربت الإبرة والعكس صحيح
استكشف :
أكثر أفترض أنني وضعت قضيبين مغناطيسيين على مستوى واحد ، وفي خط مستقيم ؛ بحيث يلامس القطب الشمالي لمغناطيسي القطب الجنوبي للآخر ، ثري أين تترك أكبر قوة لهذا المغناطيسي المزدوج ؟ أصمم تجرية لاختيار توقعي ، وأكتب تقريراً عن مدى دقته.
ج : سيعمل القضيبان المغناطيسيان كمغناطیس واحد وستتركز أكبر قوة لهذا المغناطيس عند الأقطاب المتقابلة ويمكن اختبار ذلك بنثر برادة الحديد فوق ورقة يوجد تحتها هذا المغناطيس المزدوج وملاحظة المنطقة التي يتركز بها كمية كبيرة
ما المغناطيسية ؟
يعتمد الكشافة والبحار وغيرهم على البوصلة في تحديد اتجاهاتهم، فكيف تدلنا البوصله على الاتجاه ؟ تشير إبرة البوصلة إلى اتجاء الشالي.
كيف تتجه إبرة البوصلة نحو الشمالي ؟ إن الإبرة في البوصلة عبارة عن مغناطيس. والمغناطيس جسم له القدرة على جذب جسم آخر له خصائص مغناطيسية. ويؤثر المغناطيش في فترات معينة ، منها الحديد والنيكل
للمغناطيس قطبان: قطب شالي، وآخ جنوبي. والأقطاب المتشابهة للمغناطيسات تتنافر ، بينما الأقطاب المختلفة تتجاذب. ويمكن تشبيه ذلك بما يحدث مع الشحنات الكهربائية. وإذا قطع مغناطيش إلى نصفين فإن كل نصف سيكون مغناطيساً بقطبين
أعرف أن للأرض قطباً شمالیاً و آخر جنوباً. هل الأرض مغناطيش ؟ نعم. إن إبرة المغناطيس تشير إلى القطب الشمالي المغناطيسي للأرض. ويختلف موقع القطب الشمالي المغناطيسي قليلا عن موقع قطبها الشمالي الجغرافي
تكوين المغناطيسات
تسلك الذرات سلوك المغناطيس، وهي تستم خصائصها المغناطيسية من خصائص الإلكترونات وحركتها. إلا أن الخصائص المغناطيسية لا تظهر في معظم المواد ؛ لأن الأقطاب الشمالية والأقطاب الجنوبية للذرات تتجه في اتجاهات عشوائية. وتلغي قوي هذه الأقطاب بعضها بعضا. أما إذا اصطفت أقطاب كثيرة من الذرات في اتجاه واحي ، فعندئذ يتكون مغناطیس دائم. وتعطي قوى الأقطاب المتجمعة في اتجاه واحد قوة للمغناطيس. ومن ذلك القضيب المغناطيسي الذي استخدمته سابقاً
فيم تشبه الكرة الأرضية القضيب المغناطيسي وفيم تختلف عنه ؟
التشابه : للأرض قطبان مغناطیسیان شمالي وجنوي . وكذلك للقضيب المغناطيسي كما أن الأرض مغناطیس دائم مثل بعض المغناطيسات
الاختلاف : للأرض قطبان جغرافیان شمالي وجنوي أما المغناطيس فليس له قطبان جغرافیان
كيف يمكنك تحويل قطعة حديد إلى مغناطيس دائم ؟
وضع قطعة الحديد التي تتجه الأقطاب الشمالية والأقطاب الجنوبية لذراتها في اتجاه عشوائي بالقرب من مغناطیس قوي بحيث تسحب الذرات وتصطف في الاتجاه نفسه فيتكون مغناطیس دائم ضعیف
ما المغناطيسية الكهربائية ؟
ما الشيء المشترك بين جرس الباب وجهاز التلفاز والمحرك الكهربائي ؟ كلها تحتوي على مغناطيس كهربائي. والمغناطيش الكهربائي دائرة كهربائيه تكون مجالا مغناطيسياً . إن الإلكترونات المتحركة تكون مجالات مغناطيسية. وعندما يتوقف سريان التيار الكهربائي يتلاشى هذا المجال المغناطيسي. وأبسط المغناطيسات الكهربائية سلك فليري مستقيم يمر فيه تيار كهربائي يول حوله مجالا مغناطيسياً . وعند لف السلبي الفلي على شكل حلقة تزداد قوة المجال المغناطيسي ويمكن لعدد من الحلقات أن تكون لها ، وتجتمع المغناطيسية المتكونة من كل حلقة معا لتجعل الملف مغناطيساً كهربائياً قوياً ، وشبه شكل المجال المغناطيسي للملف شكل مجال القضيب المغناطيسي
وإذا وضع قضيب حديد داخل ذلك الملف فإن قضيب الحديد يصبح مغناطيساً . وهذا يزيد من قوة المجال المغناطيسي. كما يمكن زيادة قوة المجال المغناطيسي عن طريق زيادة التيار الكهربائي المار في الملف ، أو عن طريق زيادة عدد اللفات
تعتمد بعض الأجهزة الكهربائية على المغناطيس الكهربائي في عملها ، ومن ذلك جرش الباب ؛ حيث يوجد قضيب حديد داخل ملف كهربائي، وعندما أقوم بالضغط على مفتاح الجرس الكهربائي فإني أغل الدائرة الكهربائية ، فينجذب قضيب الحديد المسؤول عن إحدا الصوت نحو مركز الملف. وفي الوقت نفسه فإن حركة قضيب الجديد إلى أعلى تفصل الدائرة الكهربائية ، مما يسبب فقد المغناطيس الكهربائي خاصية الجذب ، فيعود قضيب الجديد إلى مكانه ليعمل على توصيل الدائرة الكهربائية مرة أخرى.. وهكذا.
أقارن ما أوجه الشبه وأوجه الاختلاف بين المغناطيس الكهربائي والمغناطيس الدائم ؟
التشابه : كل منهما يمكنه سحب أو دفع بعض الفلزات والمغانط الأخرى ولهما قطبان شمالي وجنوبي
الاختلاف : المغناطيس الكهربائي يفقد مغناطیسیته عند مرور التيار الكهربائي فيه كما أنه يمكن تغير قوته بتغير التيار الكهربائي المار فيه أو تغير عدد وحجم اللفات
كيف يمكن أن تصنع جرس باب من قضيب حديدي وملف أسلاك ؟
إذا تم سحب قضيب حديدي بلطف إلى الخارج فالقوة المغناطيسية للمغناطيس الكهربائي ستسحبه إلى الداخل فيصطدم القضيب الحديدي بالجرس في أثناء عودته فتسمع جرس الباب ويمكن ربط القضيب الحديدي بنابض (زنبرك) ليسحبه إلى الخارج
كيف يمكن للمغناطيسات أن تولد الكهرباء ؟
كيف يضيء مصباح الدراجة دون بطارية؟ إنه يعتمد على وجود مولد كهربائي يستخدم طاقة الحركة في العجلة لتوليد الكهرباء. والمولد الكهربائي أداة ج تيارا كهربائيا من خلال دوران ملف فلزي بين قطبي مغناطيس. يتصل ذراع المولد في الشكل المجاور بملف فلي ، وعند تحري الذراع يدور الملف في المجال المغناطيسي ، وتدفع قوى المجال المغناطيسي إلكترونات الملف ، ويتولد تیار كهربائي يسري في الأسلاك المتصلة بالحلقة.
أقارن ما أوجه الشبه وأوجه الاختلاف بين المولدات الكهربائية والمحركات الكهربائية ؟
التشابه : لكل منهما ملفات مثبتة بمحور داخل مجال مغنطيسات دائمة
الاختلاف : في المولد الكهري يدور المحور مما يؤدي إلى سريان الكهرباء في الملفات أما في المحركات الكهربية فإن الكهرباء تسري في داخل الملفات مكونة مجالاً مغناطيسية يؤدي إلى دوران المحور
التفكير الناقد ماذا يمكن أن يحدث لموند كهربائي إذا دار المغناطيس الدائم بدلا من الملف ؟
سيستمر توليد الكهرباء وسيعمل كالمعتاد لكن يكون تحريك الملفات في المولد الكهربائي أسهل من تحريك المغناطيسيات الدائمة لثقل المغناطيسيات الدائمة
ما الرفع المغناطيسي ؟
تعرض بعض برامج التلفاز لقطات لألعاب فيها شخص يرفع شخصا آخر في الهواء دون أن يلمسه. إن هذا من أعمال الخداع البصري. يمكن للمغناطيسات أن تقوم بمثل هذا العمل.
كيف يمكن لأقطاب مغناطيس كهربائي أن تترتب لترفع قضيباً مغناطيسياً ؟
لرفع قطيب مغناطيسي نحتاج إلى قطبين متشابهين في كل جهة من القضيب المغناطيسي الدفعه أو رفعه ونحتاج أيضاً إلى مغناطيسيات كهربائية أخرى كي لا ينقلب القضيب المغناطيسي ، ولرفعه من أعلى سنحتاج إلى قطبين متضادين في كل جهة قطب جنوبي مقابل القطب الشمالي وقطب شمالي مقابل القطب الجنوبي
أكون فرضية
يعمل المغناطيش الكهربائي باستخدام التيار الكهربائي؛ المغنطة جسم فلزي. ويتم ذلك بلف سلك حول جسم فلزي ، ثم يوصل بمصدر طاقة كهربائي ؛ حيث يسبب التيار المار في السلبي مغنطة الجسم القلي. وتوجد المغناطيسات الكهربائية في ساعات الأجهزة الكهربائية وأجراس المنازل ، والكثير من الأدوات المنزلية الأخرى. كيف يمكنني جعل مغناطيس كهربائي أقوى ؟ هل تؤدي الزيادة في الطاقة الكهربائية إلى زيادة المغناطيسية ؟ أكتب الإجابة على شكل فرضية على النحو الآتي : " إذا زاد عدد البطاريات في المغناطيس الكهربائي ، فإن قوة المغناطيس الكهربائي