يعد المغناطيس الكهربائي من أهم الابتكارات في مجال الكهرباء والميكانيكا، حيث يساهم في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية في المحركات والأجهزة المختلفة، كما تلعب وظيفة المغناطيس الكهربائي دورًا أساسيًا في تشغيل المعدات وتحريك القطع الميكانيكية، كما يمتاز بقدرته على التحكم في القوة المغناطيسية بسهولة وفعالية كبيرة.
وظيفة المغناطيس الكهربائي في المحرك هي
- يعمل المغناطيس الكهربائي على توليد مجال مغناطيسي قوي يساعد في دوران المحرك وتحريك الأجزاء الداخلية بسلاسة وفعالية عالية.
- يحول الطاقة الكهربائية القادمة من المصدر إلى طاقة ميكانيكية حركية تتحرك وفق اتجاه التيار المغناطيسي داخل المحرك بدقة.
- يسمح بالتحكم الدقيق في سرعة المحركات الصغيرة مثل محركات السيارات والأجهزة الكهربائية المنزلية بكفاءة متناهية.
- يتحكم في عزم الدوران وقوة المحرك الناتجة حسب قوة التيار المار في ملفاته مما يوفر مرونة في التشغيل.
استخدامات المغناطيس الكهربائي
- يستخدم في المصاعد الكهربائية الحديثة لتسهيل رفع الأحمال الثقيلة وتحريكها بين الطوابق بسلاسة وأمان كبير.
- يدخل في صناعة القطارات الكهربائية فائقة السرعة وأنظمة النقل الحديثة لتوفير حركة آمنة وسريعة للركاب يومياً.
- كذلك يستخدم في الأجهزة المنزلية اليومية مثل المراوح والغسالات والمجففات لزيادة كفاءة الحركة والتحكم بها بسهولة.
- أما عن الصناعة الثقيلة، فيتم الاعتماد عليه في تشغيل الآلات الضخمة ورفع المعادن باستخدام القوة المغناطيسية الهائلة.
مكونات المغناطيس الكهربائي
- السلك النحاسي الملتف بإحكام حول قلب حديدي لتوليد المجال المغناطيسي عند مرور التيار الكهربائي فيه.
- القلب الحديدي المصمت الذي يعزز قوة المغناطيس ويزيد من شدة المجال المغناطيسي الناتج بشكل كبير.
- مصدر التيار الكهربائي سواء كان بطارية أو مصدر تيار متردد يمد السلك بالطاقة اللازمة لإنتاج المغناطيسية المطلوبة.
- قاعدة أو هيكل يدعم المغناطيس ويحافظ على ثباته أثناء التشغيل لضمان عمله بكفاءة دون مشاكل فنية.
- أحيانًا يتضمن مفتاح تحكم بسيط للتحكم في تشغيل أو إيقاف المغناطيس حسب الحاجة للتحكم الكامل في العملية.
أنواع المغناطيس الكهربائي
المغناطيس الكهربائي العادي
- يعمل عن طريق مرور تيار كهربائي في سلك ملتف حول قلب معدني من الحديد اللين.
- يقوم بتوليد مجال مغناطيسي يمكن التحكم فيه بسهولة عن طريق تعديل شدة التيار، عدد لفات السلك، أو نوع القلب.
- كما يفقد قوته عند انقطاع التيار، ويستخدم في المحركات الكهربائية والمولدات ورافعات السيارات.
المغناطيس الكهربائي فائق التوصيل
- يصنع من مواد خاصة تحت درجات حرارة منخفضة جدًا، ويتميز بقدرته على الاحتفاظ بمجال مغناطيسي قوي ومستقر لفترات طويلة حتى بعد انقطاع التيار عن طريق الحفاظ على التيار داخل حلقة مغلقة.
- يستخدم في تطبيقات تحتاج قوة مغناطيسية عالية جدًا، مثل أجهزة الرنين المغناطيسي (MRI) ومسرعات الجسيمات.
المغناطيس الكهربائي من العناصر الأساسية في تشغيل المحركات والأجهزة المختلفة، حيث يجمع بين القوة والتحكم والدقة في الأداء في الوقت نفسه، واستخدامه المتنوع في الصناعات يوضح أهميته الكبيرة في حياتنا اليومية.