الشريط والقرص المغناطيسي
2013 تبسيط علم الإلكترونيات
ستان جيبيليسكو
مؤسسة الكويت للتقدم العلمي
يتألّف الشريط مغنطيسي (Magnetic Tape) من ملايين الجسيمات ذات المغنطيسية الحديدية الملتصقة على شريط مرن غير مغنطيسي مثل مادة بلاستيكية.
وتُستقطَب هذه الجسيمات بواسطة حقل مغنطيسي متناوب ناتج من مغنطيس كهربائي صغير يسمّى رأس التسجيل (Recording Head). ومع تغيّر قوّة الحقل قرب رأس التسجيل، يمرّ الشريط بسرعة ثابتة قابلة للتحكّم مما يولّد مناطق تصبح فيها الجسيمات مستقطَبةً في اتجاهات متناوبة.
وعندما يمرّ الشريط في نفس السرعة عند الاستماع، يسبّب الحقل المغنطيسي حول الجسيمات حقلاً متناوباً يمكن أن تكشفه وشيعة صغيرة تسمّى رأس الالتقاط (Pickup Head) [أو الاستماع] الذي يولّد حقلاً كهربائياً متغيراً. يمتلك الحقلُ المغنطيسي الناتج من مرور الشريط نفسَ شكل تغيُّرات الحقل المغنطيسي الأصلي في رأس التسجيل.
يتشابه مبدأ القرص المغنطيسي (Magnetic Disk) على المستوى الصغريّ مع ذلك في الشريط المغنطيسي حيث يخزن القرصُ المعلوماتِ على شكل رقم اثناني (Binary Digital) . هناك طريقتان مختلفتان فقط لمغنطة الجسيمات. وتؤدي هذه العملية إلى تخزين خال تقريباً من الأخطاء.
على مستوى أكبر، يعمل القرص بشكلٍ مختلف عن الشريط بسبب اختلاف الشكل الهندسي. فعلى الشريط، تنتشر المعلومات فيزيائياً على طول المجال وتقع بعض الأرقام الثنائيّة (أو البِتّات (Bits)) بعيدة عن بعضها الآخر، لكن في القرص، فلن يقع رقمان ثنائيّان (بِتّان اثنان) على مسافة أكبر من قطر القرص.
لهذا السبب، يمكننا "كتابة" و"قراءة" المعطيات بسرعة أكبر إلى أو عن القرص مما يمكننا فعله مع الشريط.
فكرة مفيدة: يمكن للمعطيات على الشريط المغنطيسي أو القرص أن تتشوّه أو تُمحى بواسطة حقل مغنطيسي خارجي.
ويمكن للتسخين الحاد أن يؤدّي إلى ضياع المعطيات وأحياناً حتى إلى تضرّر الوسط فيزيائياً. ويجب علينا ألا نُعرِّض قطّ الأشرطة المغنطيسية أو الأقراص لهذه الشروط المعادية.
المسألة 1-13 :
لنفترض أننا نلفّ طولاً من سلك 10 مرّات تماماً حول طوق تساوي نفاذيته الواحد وتماثل تلك التي في الفراغ الحرّ.
نصل بعد ذلك بطارية إلى الوشيعة بحيث يمرّ فيها تيار شدته 0.5000 A. ما هي القوة المحركة المغنطيسية الناتجة بوحدة أمبير- لفّة وبوحدة جيلبرت؟
الحلّ :
لإيجاد القوّة المحرّكة المغنطيسية بوحدة أمبير- لفة، نضرب التيار بوحدة الأمبير بعدد لفات الوشيعة مما يعطي 0.5000 x 10.00=5.000 At.
ولتحويل هذا الرقم إلى مكافئه بوحدة جيلبرت، نضرب بـ 1.257 مما يعطي 5.000 x 1.257=6.285 Gb.
المسألة1-14 :
ما هي كثافة التدفّق B بوحدة التسلا على مسافة 200mm من سلك رقيق مستقيم يمرّر تياراً مستمراً قدره 400mA؟
الحلّ:
يجب علينا أولاً تحويل كل الكميات إلى الوحدات المعيارية. ولدينا إذاً r= 0.200 m و I= 0.400 A. يمكننا تعويض هذه القيم في علاقة كثافة التدفق للحصول على
B= 2 x 10-7 I/r
B= 2.00 x 0.400/0.200
= 4.00 x 10-7 T
