أنواع القوة المغناطيسية
يمكن تصنيف القوى المغناطيسية التي تتولد بين مغناطيسين إلى نوعين رئيسيين، وهما كالتالي:
قوة التجاذب
تتولد هذه القوة بين قطبي مغناطيس مختلفين، حيث يكون أحدهما قطبًا شماليًا والآخر قطبًا جنوبيًا. الأقطاب المتباينة تجذب بعضها البعض، ونتيجة لذلك، فإن الأجسام المعرضة للتيارات الكهربائية تحمل خصائص مغناطيسية، مما ينشئ حول كل منها مجالًا مغناطيسيًا. في حال كان اتجاه خطوط المجال المغناطيسي لجسمين متجاورين متطابقًا، فسوف يتولد بينهما قوة تجاذب تدفع أحدهما تجاه الآخر. وفي هذه الحالة، يحتاج الأمر إلى قوة إضافية خارجية لإبعاد كل منهما عن الآخر.
قوة التنافر
تحدث هذه القوة بين قطبي مغناطيس مماثلين، أي عندما يكون كلاهما شماليًا أو جنوبيًا. الأقطاب المتشابهة تتنافر، وبالمثل، يحدث ذلك أيضًا بين الأجسام ذات الخصائص المغناطيسية. فإذا كانت خطوط المجال المغناطيسي المحيطة بجسمين مجاورين تسير في اتجاهات متعاكسة، فإن ذلك ينتج عنه قوة تنافر تدفع أحدهما بعيدًا عن الآخر.
مفهوم القوة المغناطيسية
تُعرَّف القوة المغناطيسية بأنها القوى الناتجة عن التجاذب والتنافر بين الأجسام المشحونة كهربائيًا نتيجة حركتها. هذه القوى هي العناصر الأساسية وراء العديد من الظواهر مثل عمل المحركات الكهربائية وخصائص المغناطيس في جذب المواد الحديدية. يقوم أساس القوة المغناطيسية على خلق مجالات تؤدي إلى جذب أو دفع الأجسام.
على عكس القوة الكهربائية التي تتواجد بين الشحنات الكهربائية الساكنة والمتحركة، فإن القوة المغناطيسية تتواجد فقط بين الشحنات المتحركة. وبالتالي، يمكن وصف القوة المغناطيسية بين شحنتين متحركتين على أنها التأثير الناتج عن المجال المغناطيسي المولد من قبل الشحنة الأخرى.
يمكن اعتبار القوة المغناطيسية نتيجة للقوة الكهرومغناطيسية، التي تُعد واحدة من القوى الأربعة الأساسية في الطبيعة، وتعتبر القوة المغناطيسية ناتجة عن تفاعل المجالات المغناطيسية مع بعضها البعض.
مفهوم المجال المغناطيسي
المجال المغناطيسي هو الأداة التي نستخدمها لوصف كيفية توزيع القوة المغناطيسية في الفراغ المحيط أو داخل أي جسم مغناطيسي. يحتوي المغناطيس على قطبين، شمالي وجنوبي، وبناءً على اتجاه مغناطيسين، يمكن أن تنشأ قوة جذب أو قوة تنافر. هذه القوى تنشأ في المناطق المحيطة بالمغناطيس، والتي تُعرف باسم المجال المغناطيسي، ويمكن وصفه رياضيًا كمتجه، مما يعني أنه يمثل الاتجاهات.
من المثير للاهتمام أن الأرض نفسها تعتبر مغناطيسًا عملاقًا، حيث يمتد المجال المغناطيسي الخاص بها ليشمل سطح الأرض بالكامل. يحصل كوكبنا على هذا المجال من خلال التيارات الكهربائية التي تتولد وتتحرك داخل اللب المعدني المنصهر في أعماق الأرض تحت الطبقات الصخرية المختلفة.
يمكن الاستدلال على وجود المجال المغناطيسي الأرضي من عدة ظواهر، منها إشارة إبرة البوصلة نحو الشمال. ويعود ذلك إلى أن الإبرة المغناطيسية الموجودة داخل البوصلة تستطيع الدوران بحرية داخل غلافها الخارجي لتتوافق مع المجال المغناطيسي للأرض.
