تسخين بلا نار كيف تتحول المغناطيسية إلى حرارة

نعرف الكثير عن الخواص المغناطيسيه ونعرف انها تجذب الحديد وترشدنا للاتجاهات بواسطه البوصله وتكشف لنا ما يجري داخل الماده لكن في حلقه اليوم سننظر الى المغناطيسيه من زاويه مختلفه ليست كخوه جذب ولا كاداه قياس بل كمصدر للحراره نعم المغناطيسيه يمكن ان تستخدم للتسخين من طهي الطعام فوق فرن بلا لهب الى صهر المعادن في حلقه اليوم سنفهم كيف يحدث هذا التحول ولماذا يعد من اذكى تطبيقات الفيزياء الحديثه السلام عليكم ورحمه الله وبركاته مرحبا بكم لفهم التسخين بالحث الكهرومغناطيسي يجب ان نعود اولا الى حجر الزاويه في هذا المجال العلاقه بين الكهرباء والمغناطيسيه انهما وجهان لعمله واحده وقوتهما المترابطه هي التي تحرك كل شيء المبدا الاول بسيط ومباشر عندما يتدفق تيار كهربائي عبر موصل مثل سلك من النحاس فانه يولد مجالا مغناطيسيا حوله يمكنك تصور ذلك بنفسك جربها معي اذا امسكت بقلمين وتخيلت ان التيار يتدفق من الاسفل الى الاعلى قم بتوجيه ابهام يدك اليمنى للاعلى ولاحظ كيف تلتف اصابعك حول القلم عكس اتجاه عقارب الساعه هذا هو بالضبط تبطئ اتجاه المجال المغناطيسي والاهم من ذلك ان قوه هذا المجال المغناطيسي تعتمد بشكل مباشر على قوه التيار الكهربائي فكلما زاد التيار اصبح المجال المغناطيسي اكبر واقوى لكن مجالا قويا ليس كافيا السحر الحقيقي ياتي من جعل هذا المجال يتردد بسرعه هائله ان سر التسخين بالحث الكهرومغناطيسي لا يكمن في التيار المستمر الذي يتدفق في اتجاه واحد بل في التيار المتردد عالي التردد تبدا العمليه بجهاز يسمى المذبذب الالكتروني او بالانجليزيه الكترونيك اسوليتور وظيفته بسيطه ولكن اساسيه وهي توليد تيار متردد على التردد انه ببساطه مصدر طاقه يغير قطبيته باستمرار وبسرعه هائله مثل بطاريه تعكس اقطابها الموجبه والسالبه الاف المرات في الثانيه الواحده حده في انظمه التسخين بالحث الكهرومغناطيسي يصل التردد الى حوالي 55000 هيرتز مما يعني ان اتجاه التيار الكهربائي وبالتالي اتجاه المجال المغناطيسي يتغير 100000 مره في الثانيه الواحده هذا التغيير المستمر هو المفتاح لكل ما سيحدث بعد ذلك عندما نضع قطعه معدنيه موصله للكهرباء داخل المجال المغناطيسي المتردد يحدث شيء مدهش التغيير السريع في المجال المغناطيسي يولد تيارات كهربائيه محليه صغيره داخل المعدن نفسه. هذه التيارات تعرف باسم التيارات الدواميه او بالانجليزيه ايدي كرنت وهي تتشكل بسبب ظاهره الحث الكهرومغناطيسي او الكتروماجنتك اندكشن وفي الواقع اسم تقنيه التسخين بالحث الكهغناطيسي ياتي مباشره من هذا المبدا وكلما كان تغيير المجال المغناطيسي اسرع اي كلما زاد التردد كانت هذه التيارات الدواميه اقوى واكثر كفافه يمكنك تخيل هذه التيارات كدوامات مات صغيره تتشكل في نهر عندما يواجه تدفق الماء عائقا. انها تيارات دائريه مغلقه تتدفق بالكامل داخل القطعه المعدنيه. ومن المهم ان نلاحظ ان هذه التيارات الدواميه تكون اكثر تركيزا على سطح المعدن ثم تنتقل الحراره الى عمق القطعه بالتوصيل الحراري الطبيعي. وللتاكيد على نقطه مهمه هنا وهي ان الحراره تتولد داخل المعدن نفسه بسبب الحث وليس من اللهب او السطح. وهنا نصل الى النقطه الحاسمه الحراره لا تاتي من التيارات الدواميه مباشره بل من مقاومه المعدن لمرور هذه التيارات كل معدن له درجه معينه من المقاومه الكهربائيه عندما تكافح التيارات الدواميه للتدفق عبر بنيه المعدن فانها تتسبب في احتكاك داخلي على المستوى الذري هذا الاحتكاك هو ما يولد الحراره تعرف هذه الظاهره باسم تسخين جول وهي المسؤوله عن غالبيه الحراره المتولده ولهذا السبب تختلف استجابه المعادن للتسخين بالحث الكهرومغراطيسي فالمعادن ذات المقاومه الكهربائيه العاليه نسبيا مثل الفولاذ الكربوني تسخن بسهوله وكفاءه بينما المعادن ذات المقاومه المنخفضه جدا مثل النحاس والالومنيوم تتطلب تيارات دواميه اقوى بكثير لتوليد نفس القدر من الحراره الى جانب تسخين جول هناك عامل مساعد اخر يساهم في توليد الحراره ولكنه يعمل فقط في المواد المغناطيسيه الحديديه الفروماجنتيك مثل الفرولاذ تعرف هذه الظاهره بالخساره بسبب التخلف المغناطيسي او التباطؤ المغناطيسي بالانجليزيه هيستيرسيز لوس يمكن وصفها بانها نوع من الاحتكاك المغناطيسي فالمجال المغناطيسي المتغير باستمرار ار يجبر المجالات المغناطيسيه الصغيره داخل الماده على تغيير اتجاهها بسرعه وتقاوم الماده هذا التغيير السريع وهذه المقاومه الداخليه تولد حراره اضافيه وعلى الرغم من ان الحراره الناتجه عن التباطؤ او التخلف المغناطيسي اقل من حراره الجول الا انها تساهم بشكل كبير في الكفاءه العاليه لتسخين المواد المغناطيسيه اذا الفلاذ والمواد المغناطيسيه الاخرى تتلقى حراره مزدوجه انها تسخن بسبب الاحتكاك الكهربائي لتيارات جول وفي نفس الوقت تسخن بسبب الاحتكاك المغناطيسي للتباطؤ او التخلف المغناطيسي. التطبيق الاول في المطابخ عندما يستبدل الفرن الكهرومغناطيسي محل الفرن العادي تخيل انك تضع قطعه من الورق بين الموقد والوعاء. الماء يغلي والورقه لا تحترق هذا هو فرن الحث الكهرومغناطيسي انه لا يسخن السطح الزجاجي ابدا بل يجعل الوعاء نفسه هو مصدر الحراره وبسبب التيارات الدواميه تحصل على غليان سريع وامن فالموقد يظل باردا بمجرد رفع القدر عنه والتطبيق الثاني في مجال صناعه السيارات عندما تشاهد هيكل سياره متينا فاعلم ان التسخين بالحث الكهرومغناطيسي كان هناك فهذه التقنيه تستخدم في جعل التروس والمحاور في السيارات اقصى واقوى حيث يتم تسخين سطح المعدن بسرعه هائله وذلك بفضل تركيز التيارات الدواميه على السطح ثم تبريده فجاه وهذا يمنحنا معادن صلبه من الخارج ومرنه من الداخل والتطبيق التالي في المصانع الكبرى حيث تستخدم افرام الحث الكهرومغناطيسي لصهر اطنان من الفولاذ لا يوجد فرن يشتعل بالنار بل هو مجرد ملف نحاسي ضخم يمر عبره تيار متردد عالي التردد وبمجرد وضع السبائك بداخله تبدا في التوهج والذوبان من الداخل الى الخارج بفعل تسخين جول بينما يبقى الملف النحاسي المحيط بها باردا تماما وايضا هناك تطبيق في الادوات الطبيه الدقيقه حيث يستخدم التسخين الكهرومغناطيسي لتعقيم الادوات الطبيه المعدنيه وتلحيم الاجزاء الدقيقه انها عمليه نظيفه تماما بلا انبعاثات وبلا لهب تعتمد فقط على تردد المجالات المغناطيسيه في هذه الحلقه راينا كيف يمكن لقوه لا ترى ولا تلمس ان تتحول الى حراره تطه الطعام وتسهر المعادن لم نضف طاقه من الخارج بل غيرنا فقط الطريقه التي يتحرك بها المجال وهذا يذكرنا بحقيقه عميقه في الفيزياء كثير من التحولات الكبرى لا تحتاج قوى جديده بل فهما اعمق للقوى التي نعرفها برايك هل تعرف تطبيقا اخر في حياتنا اليوميه يعتمد على الحث الكهرومغناطيسي شاركونا اجاباتكم في التعليقات واشكركم على المشاهده ودعم القناه بالاعجاب والاشتراك في القناه وحتى موعدنا مع الحلقه القادمه استودعكم الله والسلام عليكم ورحمه الله وبركاته. ‏to