تأثير ويغاند

تأثير ويغاند هو تأثير مغناطيسي غير خطي، سمي على اسم مكتشفه جون ر. ويغاند ، ويتم إنتاجه في سلك معالج حرارياً ومقسى بشكل خاص يسمى سلك ويغاند. ^{[ 1 ]}

سلك ويغاند مصنوع من سبيكة فيكالوي منخفضة الكربون ، وهي سبيكة مغناطيسية حديدية تتكون من الكوبالت والحديد والفاناديوم . في البداية ، يكون السلك قد خضع لعملية تلدين كاملة. في هذه الحالة ، تكون السبيكة "لينة" من الناحية المغناطيسية؛ أي أنها تنجذب إلى المغناطيس، وبالتالي تنحرف خطوط المجال المغناطيسي بشكل تفضيلي نحو المعدن، ولكن المعدن لا يحتفظ إلا بمجال مغناطيسي متبقٍ ضئيل للغاية عند إزالة المجال الخارجي.

أثناء التصنيع، ولإضفاء خصائص مغناطيسية فريدة على السلك، يُخضع لسلسلة من عمليات اللف والفك لتشكيل الغلاف الخارجي على البارد مع الحفاظ على لب داخلي لين، ثم يُخضع السلك لعملية تقادم. والنتيجة هي أن الإكراه المغناطيسي للغلاف الخارجي أكبر بكثير من الإكراه المغناطيسي لللب الداخلي. هذا الغلاف الخارجي ذو الإكراه العالي يحتفظ بمجال مغناطيسي خارجي حتى بعد إزالة مصدر المجال الأصلي.

يُظهر السلك الآن تخلفًا مغناطيسيًا كبيرًا جدًا : عند تقريب مغناطيس من السلك، يحجب الغلاف الخارجي ذو الإكراه العالي المجال المغناطيسي عن اللب الداخلي الناعم حتى الوصول إلى عتبة مغناطيسية، وعندها ينعكس قطبية التمغنط في السلك بأكمله  - الغلاف الخارجي واللب الداخلي  - بسرعة. يحدث هذا الانعكاس في غضون بضعة ميكروثوانٍ، ويُسمى تأثير ويغاند.

تكمن أهمية تأثير ويغاند في سرعة التبديل العالية التي تسمح بإخراج جهد كهربائي كبير من ملف ذي قلب سلكي مصنوع من سلك ويغاند. ولأن الجهد الناتج عن تغير المجال المغناطيسي يتناسب طرديًا مع معدل تغير المجال، فإن القلب السلكي المصنوع من سلك ويغاند قادر على زيادة جهد خرج مستشعر المجال المغناطيسي بعدة مراتب مقارنةً بملف مماثل ذي قلب غير مصنوع من سلك ويغاند. ويمكن رصد هذا الجهد العالي إلكترونيًا بسهولة، وعند دمجه مع عتبة التكرار العالية لتبديل المجال المغناطيسي، يصبح تأثير ويغاند مفيدًا في أجهزة استشعار تحديد المواقع.

بمجرد أن ينعكس اتجاه مغنطة سلك ويغاند، فإنه سيحتفظ بهذه المغنطة حتى ينعكس اتجاهها. لذا، يجب على أجهزة الاستشعار والآليات التي تستخدم تأثير ويغاند أن تأخذ هذا الاحتفاظ بالمغنطة في الحسبان.

يُعدّ تأثير ويغاند امتدادًا ماكروسكوبيًا لتأثير باركهاوزن ، إذ أن المعالجة الخاصة لسلك ويغاند تجعله يتصرف على المستوى الماكروي كمجال مغناطيسي كبير واحد. وتتحول المجالات المغناطيسية الصغيرة العديدة ذات الإكراه العالي في الغلاف الخارجي لسلك ويغاند بشكل متسلسل، مما يُولّد التغير السريع في المجال المغناطيسي لتأثير ويغاند.

• براءة الاختراع الأمريكية رقم 3,820,090  — براءة اختراع ويغاند الأصلية (1974)
• براءة الاختراع الأمريكية رقم 4,247,601  — براءة اختراع فيكالوي
• "ويغاند - التحكم في الوصول إلى النسل" .— شرح لتأثير ويغاند كما هو مستخدم في التحكم في الوصول
• وير، جون (1 سبتمبر 2003). "تأثير ويغاند: مشروع علمي عمره 30 عامًا لا يزال يؤثر على أنظمة الأمان الحديثة" . SecureIDNews . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 أبريل 2018.

• واجهة ويغاند  - الواجهة التي كانت تستخدمها في الأصل قارئات بطاقات ويغاند السلكية.