Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » Gauss’s Law for Magnetism

Gauss’s Law for Magnetism

1861
  • James Clerk Maxwell
Laboratory scene focused on electric motor design utilizing Gauss's Law for Magnetism.

(صورة توضيحية فقط)

ينص قانون غاوس للمغناطيسية، وهو أحد معادلات ماكسويل الأربع، على أن صافي التدفق المغناطيسي الخارج من أي سطح مغلق يساوي صفرًا. ويُعبَّر عن ذلك رياضيًا بالصيغة التالية: ∫_S B ⋅ d A = 0. ويؤكد هذا القانون الملاحظة التجريبية التي تُشير إلى عدم رصد أي أقطاب مغناطيسية أحادية (أقطاب شمالية أو جنوبية معزولة). وتشكل خطوط المجال المغناطيسي دائمًا حلقات مغلقة.

يُعدّ قانون غاوس للمغناطيسية حجر الزاوية في الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية. ويعني صيغته التكاملية، ∫_S B ⋅ d A = 0، أنه لأي حجم، فإن مقدار المجال المغناطيسي الداخل إليه عبر سطحه يساوي تمامًا مقدار المجال المغناطيسي الخارج منه. وهذا يعني عدم وجود مصادر أو مصارف للمجال المغناطيسي داخل الحجم، والتي تُعرف بالأقطاب المغناطيسية الأحادية. أما الصيغة التفاضلية للقانون، ∇ B ⋅ B = 0، فتنص على أن المجال المغناطيسي B هو مجال متجه لولبي (أي أن تباعده يساوي صفرًا). وتُعدّ هذه الخاصية الرياضية نتيجة مباشرة لعدم وجود الأقطاب المغناطيسية الأحادية.

يُفرّق هذا القانون بين المغناطيسية والكهرباء، حيث توجد شحنات كهربائية موجبة وسالبة معزولة (أحادية القطب)، ويكون قانون جاوس للكهرباء غير صفري (∇⋅E = ρ / ε₀). إن حقيقة أن خطوط المجال المغناطيسي يجب أن تُشكّل حلقات مغلقة لها دلالات عميقة. على سبيل المثال، يُفسّر ذلك سبب كسر قضيب. مغناطيس يؤدي تقسيم المجال المغناطيسي إلى النصف إلى تكوين مغناطيسين أصغر، لكل منهما قطب شمالي وقطب جنوبي خاص به، بدلاً من فصل الأقطاب. وبينما تتنبأ بعض نظريات الفيزياء الحديثة، مثل نظرية التوحيد الكبرى، بوجود أقطاب مغناطيسية أحادية، لم يتم تأكيد أي منها تجريبياً، وتبقى معادلة ماكسويل وصفاً أساسياً ودقيقاً لجميع الظواهر المغناطيسية المرصودة.

UNESCO Nomenclature: 2212
– Electromagnetism

يكتب

Physical Law

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • مفهوم فاراداي لخطوط القوة
  • قانون الدائرة لأمبر
  • أعمال غاوس في مجال الكهرباء الساكنة
  • فشل تجريبي في العثور على أحاديات الأقطاب المغناطيسية

التطبيقات

  • تصميم المحركات والمولدات الكهربائية
  • تصميم قلب المحول
  • حسابات الحماية المغناطيسية
  • الأساس الأساسي لنظرية الكهرومغناطيسية
  • الكهرومغناطيسية الحسابية (fem/fdtd)

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • العوازل الطوبولوجية ذات الإثارات الناشئة التي تشبه القطب الواحد
  • أجهزة إخفاء المجال المغناطيسي
  • خوارزميات متقدمة لحل مشاكل المجال الكهرومغناطيسي
  • أدوات تشخيصية لفيزياء البلازما تعتمد على الحفاظ على التدفق المغناطيسي
  • novel magnetic confinement fusion reactor designs
  • أجهزة استشعار المجال المغناطيسي عالية الدقة التي تستغل حالة التباعد الصفري
  • رموز تصحيح الأخطاء في الحوسبة الكمومية استنادًا إلى الخصائص الطوبولوجية
  • synthetic magnetic monopole analogues in condensed matter الأنظمة
  • تصميمات هوائيات جديدة تعتمد على مبادئ المجال اللولبي
  • برنامج تعليمي لتصور حقول المتجهات ثلاثية الأبعاد
ذات صلة بـ: قانون جاوس، معادلات ماكسويل، التدفق المغناطيسي، القطب المغناطيسي الأحادي، التباعد، المجال اللولبي، حساب المتجهات، الكهرومغناطيسية، المجال المغناطيسي، الفيزياء.

السياق التاريخي

Gauss’s Law for Magnetism

1852
1859
1860
1861
1865
1869
1871
1851
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1873

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.