میدان مغناطیسی در مقابل نیروی مغناطیسی
مغناطیس یک ویژگی بسیار مهم ماده است که در طیف وسیعی از کاربردها استفاده می شود. میدان مغناطیسی قدرت مغناطیسی است که توسط آهنربا ایجاد می شود، در حالی که نیروی مغناطیسی نیروی ناشی از دو جسم مغناطیسی است. مفاهیم میدان مغناطیسی و نیروی مغناطیسی به طور گسترده در زمینه هایی مانند مکانیک کلاسیک، نظریه الکترومغناطیسی، نظریه میدان و کاربردهای مختلف دیگر استفاده می شود. در این مقاله قصد داریم به چیستی میدان مغناطیسی و نیروی مغناطیسی، تعاریف آنها، کاربردهای این دو، شباهت ها و در نهایت تفاوت های میدان مغناطیسی و نیروی مغناطیسی بپردازیم.
میدان مغناطیسی
آهنرباها توسط چینی ها و یونانی ها در دوره 800 قبل از میلاد کشف شد. تا 600 قبل از میلاد در سال 1820، هانس کریستین اورستد، یک فیزیکدان دانمارکی کشف کرد که یک سیم حامل جریان باعث می شود سوزن قطب نما عمود بر سیم باشد. این به عنوان میدان مغناطیسی القایی شناخته می شود. یک میدان مغناطیسی همیشه توسط یک بار متحرک (یعنی یک میدان الکتریکی با زمان متغیر) ایجاد می شود. آهنرباهای دائمی نتیجه اسپین های الکترون اتم ها هستند که با هم ترکیب می شوند و یک میدان مغناطیسی خالص ایجاد می کنند. برای درک مفهوم میدان مغناطیسی ابتدا باید مفهوم خطوط میدان مغناطیسی را درک کرد. خطوط میدان مغناطیسی یا خطوط مغناطیسی نیروها مجموعه ای از خطوط فرضی هستند که از قطب N (شمال) آهنربا به قطب S (جنوب) آهنربا کشیده می شوند. در تعریف این خطوط هرگز از یکدیگر عبور نمی کنند مگر اینکه شدت میدان مغناطیسی صفر باشد. لازم به ذکر است که خطوط مغناطیسی نیرو یک مفهوم است. آنها در زندگی واقعی وجود ندارند.این مدلی است که برای مقایسه کیفی میدان های مغناطیسی مناسب است. میدان مغناطیسی توزیع کمی این خطوط میدان مغناطیسی است. شدت میدان مغناطیسی در یک نقطه خاص با چگالی خط میدان مغناطیسی در آن نقطه متناسب است. میدان مغناطیسی به عنوان چگالی شار مغناطیسی نیز شناخته می شود.
نیروی مغناطیسی
نیروی مغناطیسی نیرویی است که توسط دو آهنربا ایجاد می شود. یک آهنربا نمی تواند نیروی مغناطیسی ایجاد کند. نیروهای مغناطیسی زمانی ایجاد می شوند که یک آهنربا، یک ماده مغناطیسی یا یک سیم حامل جریان در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرد. محاسبه نیروهای ناشی از میدان های مغناطیسی یکنواخت آسان است، اما نیروهای ناشی از میدان های مغناطیسی نامنظم نسبتاً سخت هستند. نیروهای مغناطیسی بر حسب نیوتن اندازه گیری می شوند. این نیروها همیشه متقابل هستند.
تفاوت میدان مغناطیسی و نیروی مغناطیسی چیست؟
• فقط یک آهنربا برای ایجاد میدان مغناطیسی مورد نیاز است. برای ایجاد میدان مغناطیسی حداقل دو آهنربا باید وجود داشته باشد.
• میدان مغناطیسی با تسلا یا گاوس اندازه گیری می شود، در حالی که نیروی مغناطیسی با نیوتن اندازه گیری می شود.
• دو نوع میدان مغناطیسی وجود دارد که به نام میدان B و میدان H شناخته می شوند، اما تنها یک نوع نیروی مغناطیسی وجود دارد.
