الكهرومغناطيسية: المجالات الكهربائية والمغناطيسية

مقدمة في الكهرومغناطيسية

الكهرومغناطيسية (Electromagnetism) هي فرع من الفيزياء يدرس العلاقة بين الكهرباء والمغناطيسية. تعتبر من أهم النظريات الفيزيائية بعد أن وحدها جيمس كليرك ماكسويل في معادلاته الأربع الشهيرة في القرن التاسع عشر. تفسر الكهرومغناطيسية ظواهر عديدة من الضوء إلى الموجات الراديوية.

المجالات الكهربائية

المجال الكهربائي (Electric Field) هو المنطقة المحيطة بشحنة كهربائية حيث تؤثر بقوة على شحنات أخرى. شدته تقاس بالفولت/متر (V/m). قانون كولوم: القوة بين شحنتين تتناسب طردياً مع حاصل ضرب الشحنتين وعكسياً مع مربع المسافة بينهما. مثال: المكثف الكهربائي يخزن الطاقة في مجال كهربائي بين لوحين موصلين.

المجالات المغناطيسية

المجال المغناطيسي (Magnetic Field) ينشأ عن حركة الشحنات الكهربائية (التيار الكهربائي). يقاس بالتسلا (T). قاعدة اليد اليمنى تحدد اتجاه المجال المغناطيسي حول سلك يمر فيه تيار. للمغناطيس قطبين: شمالي وجنوبي، والأقطاب المتضادة تتجاذب والمتشابهة تتنافر.

معادلات ماكسويل

أربع معادلات تصف كيفية تولد المجالات الكهربائية والمغناطيسية: (1) قانون غاوس للمجال الكهربائي، (2) قانون غاوس للمجال المغناطيسي، (3) قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، (4) قانون أمبير مع تعديل ماكسويل. تتنبأ هذه المعادلات بوجود الموجات الكهرومغناطيسية.

تطبيقات الكهرومغناطيسية

المحركات الكهربائية، المولدات، المحولات، أجهزة الرنين المغناطيسي (MRI)، الاتصالات اللاسلكية، الرادار، والموجات الدقيقة (Microwaves).

خلاصة

الكهرومغناطيسية أساس التكنولوجيا الحديثة وإحدى الركائز التي يقوم عليها الفهم الفيزيائي للكون.

للاستزادة، اطلعوا على الكهرباء: قانون أوم و المغناطيسية: المجال المغناطيسي.