المغناطيس هو معدن قابل لكسب خصائص مغناطيسية بتمرير تيار كهربائي من خلاله أو بالقرب منه. كما أن للمغناطيس قطبين، شمالي وجنوبي يجذبان المواد القابلة للجذب ويتنافران مع المواد غير القابلة للانجذاب، كما أن الأقطاب المختلفة تتجاذب مع بعضها البعض والأقطاب المتشابهة تتنافر.
* أنواع المغناطيس :
1. المغناطيس الطبيعي:
يستخرج من الأرض والذي يدعى بأكسيد الحديد المغناطيسي (Fe3o4)، حيث أن لب الأرض مكوّن من الحديد، ونعرف أن للأرض قطبين، الشمالي والجنوبي، وبفضل حركة الحديد السائل عبر اللب الخارجي للأرض فإنها تخلق تياراً كهربائياً ضخماً وهذا بفضل خواص المغناطيسية الطبيعية للأرض، لذلك نجد دائماً أن البوصلة تشير نحو الشمال بسبب انجذاب إبرة البوصلة المعدنية نحو القطب الشمالي.
2. المغناطيس الصناعي:
وهو الذي يقوم بصنعه الإنسان، وهناك ثلاثة طرق للحصول عليه وهي:
- صهر الحديد وصبه في قوالب معرضة لمجال مغناطيسي قوي فتتشكل أقطابه بفعل تأثير المجال المغناطيسي وبعد أن يجمد يصبح مغناطيساً.
- يمكن تصنيع المغناطيس أيضاً بفعل الدلك وذلك بدلك قطعة من الحديد بقضيب من المغناطيس باتجاه واحد فتترتب حينها الإلكترونات داخل الأقطاب بشكل مؤقت.
- المغناطيس الكهربائي وهو أبسط أنواع المغناطيس الذي يتألف من سلك طويل موصل للكهرباء وغالباً ما يكون مصنوعاً من النحاس ويلف حول قطعة من المعدن، ويتم تزويده ببطارية أو مصدر آخر للكهرباء كمصدر للتيار الكهربائي الذي سيتدفق من خلال السلك، وبهذا سيتم خلق مجال مغناطيسي حول السلك الملفوف، وبالتالي سجذب المعدن كما لو كان لمغناطيساً وينقطع بانقطاع التيار الكهربائي، وهذا يدعى بالدائرة المغلقة.
قبل وجود أي تيار كهربائي، تكون ذرات المعدن مرتبة بشكل عشوائي وبمجرد إدخال تيار كهربائي يخترق المعدن ويعمل على ترتيب الذرات داخل ذلك المعدن، وعند إيقاف التيار فإن ذرات المعدن تحتفظ بخواص المغناطيسية ولكن لفترة قصيرة جداً لتعود مرة أخرى لترتيبها العشوائي، لذلك فإن التحكم في تدفق التيار (الكهرباء)، يمكّننا بالتحكم في قوة المغناطيس.
أقسام المواد من حيث انجذابها للمغناطيس :
1- المواد المغناطيسية أو الفرومغناطيسية
وهي المواد التي يجذبها المغناطيس بشدة، كالنيكل، الحديد، الكوبالت، لكنها تفقد كل خواصها المغناطيسية إذا لم يتم تسخينها إلى درجة حرارة عالية كافية. المواد المغناطيسية الذاتية واحدة من أشهر المواد مغناطيسية في قابلة للمغنطة وتنتج مجالاً مغناطيسياً بذاتها.
2- المواد غير المغناطيسية :
وهي المواد التي لا تنجذب للمغناطيس كالخشب والزجاج، وبعض أنواعها تنجذب للمغناطيس القوي فقط كالنحاس والألمونيوم.
الحديد والصلب (الفولاذ) وهما أشهر المواد المغناطيسية وتتميز بالتالي:
- كلاهما ينجذب نحو المغناطيس لكن بشكل مختلف قليلاً عن الآخر، لأن الحديد يعتبر ليناً مغناطيسياً. أما الصلب فهو قاسٍ مغناطيسياً وهو سبيكة أو مزيج من الحديد وبعض المعادن الأخرى، كما يعد أكثر صلابة من الحديد.
- الحديد ينجذب بسهولة أما الفولاذ فينجذب بصعوبة.
- يفقد الحديد مغناطيسيته بسرعة، بينما الفولاذ فيحتفظ بها وقتاً أطول.
- معظم الأجهزة الكهرومغناطيسية تستخدم الحديد باعتباره يغيّر مغناطيسيته بسرعة.
استخدامات المغناطيس
- توليد التيار الكهربائي.
- استخدامات طبية كأجهزة الرنين المغناطيسي.
- المحركات، المولدات والمحولات.
- مكبرات الصوت، السماعات، أجهزة السلامة، المسجلات، الفيديو والأقراص الصلبة.
- الأجهزة العلمية مثل مطياف الكتلة.
- لتحريك القطع الثقيلة كالخردة المعدنية أو السيارات من مكان إلى آخر.
- في مجال المواصلات كالقطارات الكهربائية السريعة والحافلات الكهربائية.
المقالات المتعلقة بما هي المواد التي يجذبها المغناطيس