בשנת ה'תס"א (1701) נאלץ לנדוד לעיר מקנס, יחד עם רבים מיהודי פאס, לאחר שהיהודים נרדפו והמלך איסמעיל הטיל עליהם מס כבד. גם במקנס ישב בדין יחד עם רבותיו ועם חכמי המקום.
ישב בבית הדין גם עם הרב שמואל הצרפתי וכיהן גם כאב בית דין. משנת ה'תע"ג (1713), לאחר פטירת רבי וידאל ורבי שמואל הצרפתי, כיהן כדיין יחידי במקנס.
חזר לעיר פאס בשנת ה'תס"ד, עמד בראש הקהילה היהודית בה. תיקן תקנות שונות עבור קהילתו בענייני מיסים, מסחר, הוצאות עבור מסיבות, הלוואות מגויים, ועוד. ובשנת ה'תפ"ג (1723) ישב ראשון בדין עם רבי יעקב אבן צור (יעב"ץ), שהיה לו תלמיד חבר.
היה רגיש מאוד לסבלו של הציבור, פעל לרווחת היהודים וביתו היה פתוח לפני כל שואל ומר נפש.
נפטר בהיותו כבן שבעים ושבע שנה, ביום שלישי, י"ט סיוון ה'תצ"ג. עם פטירתו החליף אותו כאב בית דין, חברו לדיינות, רבי יעקב אבן צור המכונה היעב"ץ, והוא נשא עליו קינה שנדפסה לימים בספר שיריו 'עת לכל חפץ'.
שלושת בניו הם, ר' חיים, ר' משה ור' עובד.
מתלמידיו, הרבנים אליהו הצרפתי, שם טוב בן אמוזג, רבי יעקב אבן צור המכונה היעב"ץ הנ"ל, ועוד.
הערצה לדמותו בקרב יהודי מרוקו.
הערצת בני קהילתו אליו הייתה גדולה, ויוחסו אליו סיפורי מופת. יהודים וגם גויים כינו אותו "רבי אל-כביר" - "הרב הגדול" בערבית, לאחר שבהוראת מושל המדינה הוא הושלך לכלא, וכשלא היה לקהילת היהודים את הכסף הנדרש לפדיונו, המושל השליכו לגוב אריות, והוא שהה שם יממה ללא פגע.
אנשים נשבעו בשמו, ומקובל היה שהוא זכה לגילוי אליהו. בחגי ישראל הגיעו אנשי הקהילה אל ביתו לנשק את ידיו ולזכות בברכתו.
כמו כן סיפרו אודותיו שכאשר קיבל שכר עבור תכשיטיו, לא קיבל עבודה חדשה עד שהפרוטה אזלה מכיסו, ושקד יומם וליל על התורה.
קברו.
תחילה נקבר בבית הקברות היהודי שבמלאח בעיר פאס, אך כשהיהודים עזבו את המקום ועברו לקסבא די זירארא בשנת ה'תק"ן, הם נטלו עימם את עצמותיו וקברו אותו באלגיסא. עם שוב היהודים למלאח שבפאס הם החזירו את עצמותיו בשבט ה'תקנ"ב. בשנת ה'תרמ"ח, כאשר נטל מלך מרוקו את שטח בית הקברות הנמצא סמוך לארמונו, הוא העניק ליהודים שטח חדש לצורך קבורה, ושוב העבירו את עצמותיו למקום קבורתו הנוכחי שבבית הקברות היהודי שבפאס.
הוא קבור לצד חשובי רבני מרוקו, כרבנים אבנר הצרפתי, וידאל הצרפתי, יעב"ץ, ועוד. קבריהם מהווים אתר עלייה לרגל לקבוצות יהודים הבאים להתפלל.
מספריו.
חלק מספריו נותרו בכתב יד. כמו כן תשובות ממנו פזורות בספרי רבני מרוקו באותם ימים.
חבורת השבעה
מצר מלקה
כוכבי לכת ננסיים
מצרי גיברלטר
אלקטרומגנט
אלקטרומגנט הוא סוג של מגנט שבו השדה המגנטי מופק באמצעות זרם חשמלי המועבר מסביב לליבת מתכת, ומתפוגג כאשר הזרם החשמלי נפסק. האלקטרומגנט משתמש בחשמל כדי להפיק כוח מגנטי. המבנה הבסיסי של אלקטרומגנט הוא ליבה של חומר פרומגנטי (לרוב ברזל) סביבה מלופף סליל מחומר מוליך, לרוב נחושת. עם העברת זרם חשמלי בסליל נוצר שדה מגנטי בתוך הליבה והופך אותה למגנט חזק.
יתרון האלקטרומגנט על פני מגנט רגיל הוא שניתן ליצור שדה מגנטי חזק, וניתן לשלוט על עוצמתו; החסרון הוא שנדרש זרם חשמלי כדי לקיים את השדה המגנטי.
לאלקטרומגנט שימושים רבים בטכנולוגיה, במנועים חשמליים, גנרטורים, שנאים ועוד.
עקרון פעולה.
הצורה הבסיסית ביותר של אלקטרומגנט היא תיל שדרכו עובר זרם חשמלי, היוצר שדה מגנטי. שדה מגנטי הנוצר כתוצאה מזרימת זרם דרך חוט מוליך מתנהג לפי כלל יד ימין: כאשר היד סגורה בצורה של אגרוף והאגודל ישר, אזי האגודל מצביע לכיוון הזרם, השדה המגנטי יתעטף מסביב לחוט בכיוון המצוין על ידי האצבעות של יד ימין (ראו איור). עוצמת השדה המגנטי פרופורציונית לעוצמת הזרם החשמלי העובר דרך החוט.
כדי לרכז את השדה המגנטי, מעצבים את התיל בצורה של סליל שבו מקטעים רבים של התיל נמצאים זה לצד זה. הודות למבנה הזה כל התרומות של התיל לשדה המגנטי מתחברות לאורך הציר של הסליל לשדה חזק יותר מזה של תיל ישר. סליל ישר (מעוצב בצורת בורג) נקרא סולנואיד; סולנואיד מכופף לצורת כעך נקרא טורואיד. שדה מגנטי חזק יותר יכול להיווצר בעזרת ליבה מחומר בעל מקדם מגנטיות גבוה (בדרך כלל ברזל) שמוקפת על ידי הסליל. הליבה מחזקת את השדה המגנטי באופן משמעותי לעומת השדה הנוצר מהסליל לבדו, באמצעות מנגנון של התיישרות של האזורים המגנטיים (ראו בהמשך).
המצאה והיסטוריה.
בשנת 1820 גילה המדען הדני הנס כריסטיאן ארסטד שזרם חשמלי יוצר שדות מגנטיים, גילוי שהוא הבסיס לפעולת האלקטרומגנט.
בשנת 1823 המציא ויליאם סטרג'ן (William Sturgeon) הבריטי את האלקטרומגנט הראשון. האלקטרומגנט של סטרג'ן היה חתיכת ברזל בצורת פרסה וסביבה מלופף תיל נחושת (ראו איור). כאשר הוזרם זרם דרך הסליל, הברזל הפך למגנט ומשך אליו חפצים עשויים ברזל או חומרים המכילים ברזל. ברגע שהופסק הזרם הליבה חזרה למצב הקודם. סטרג'ן הציג את הכוח של המגנט שיצר כשהרים משקל של כ-4 קילוגרם עם זרם שהופק מסוללה אחת בודדה.
בהמשך שיפר ג'וזף הנרי את האלקטרומגנט באמצעות בידוד החוט החשמלי, כך שניתן ללפף אותו בצפיפות גבוהה סביב הליבה. שיפוריו איפשרו לו להרים משקל הקרוב לטון באמצעות אלקטרומגנט.
השימוש המסחרי הראשון של האלקטרומגנט היה ביצירת הצליל בטלגרף. התאוריה הראשונה המסבירה באמצעות אזורים מגנטיים את אופן הפעולה של ליבת האלקטרומגנט הוצעה בידי פייר וייס, ואחריו פיתחו את הניסוח הקוונטי של התאוריה ורנר הייזנברג ולב לנדאו.
אופן הפעולה של אלקטרומגנטים בעלי ליבה.
חומר הליבה של אלקטרומגנט הוא פרומגנטיות, ומכיל אטומים בעלי אלקטרונים בלתי-מזווגים שהספין שלהם אינו אפס, וניתן לדמיין אותם כמעין מגנטים זעירים. לפני הזרמת זרם חשמלי באלקטרומגנט, כיווני המגנטים הזעירים הם אקראיים, כך שתרומתם לשדה המגנטי בממוצע מתבטלת. עם הפעלת הזרם, השדה המגנטי גורם להיערכות מחדש של המגנטים הזעירים עם כיוון השדה, כך שתרומתם מתווספת לחוזק השדה. ככל שהשדה החיצוני חזק יותר, הוא יגבר על תנודות תרמיות אקראיות בחומר, והמגנטים הזעירים יהיו מיושרים יותר לכיוון השדה. כך השדה המושרה הנוצר על ידי החומר מגביר את השדה החיצוני שנוצר בגלל הזרם. כאשר כל המגנטים הזעירים מיושרים בכיוון השדה (מצב הנקרא רוויה), במצב זה, הגברה של הזרם כבר לא תשפיע על החומר הפרומגנטי, ותגרום להגברת השדה המגנטי במידה מעטה יותר, כמו בחומר לא-פרומגנטי. לכן עוצמת השדה המגנטי הנוצר על ידי אלקטרומגנט היא מוגבלת. במרבית החומרים הפרומגנטיים עוצמת השדה B ברוויה היא בסביבות 1.6 טסלה.
עם הפסקת הזרם, מרבית האלקטרונים יחזרו לסידור אקראי והשדה המגנטי יתפוגג ברובו. חלק מהאזורים שנערכו יישארו מיושרים גם אחרי שהזרם יופסק, כך שנשאר שדה מגנטי קבוע חלש, הנקרא שדה מגנטי שיורי. תופעה זו נקראת היסטרזיס והיא דומה לתופעות פיזיקליות אחרות, כגון פולריזציה של חומר דיאלקטרי ומתיחה של חומר פלסטי.
ביטול של השדה השיורי נקרא נטילת מיגנוט (באנגלית demagnetization או degaussing), וניתן לביצוע במספר דרכים, לדוגמה מכה מכנית בליבה יכולה לגרום לשדה הנותר להחלש או להתפוגג.
כוחות על חומרים פרומגנטיים.
חישוב השדה שיוצר אלקטרומגנט והכוח שהוא מפעיל על חומרים פרומגנטיים מורכב. ראשית עקב ההשתנות הגדולה בערך השדה בעיקר מחוץ לליבה וברווחי אוויר, עקב זליגה של שטף מגנטי, ושנית עקב התכונות הלא-ליניאריות של הפרומגנט והאזורים המגנטיים, כלומר השדה שיוצרת הליבה אינו בדיוק מתכונתי לשדה שיוצר התיל. לכן חישובים מקורבים נדרשים לקירוב שדה קבוע (בתוך הליבה), וחישובים מדויקים מבוצעים בשיטת אלמנטים סופיים.
ניתן להעריך את הכוח בקירוב שדה קבוע, עבור חומר עם מקדם מגנטיות גבוה מאוד כגון סגסוגת פלדה:
formula_1
כאשר formula_2 הוא הכוח, formula_3 הוא השדה המגנטי, formula_4 הוא שטח החתך של החומר הפרומגנטי ו-formula_5 הוא מקדם המגנטיות של הריק.
עבור שדה מגנטי מקסימלי, כלומר השדה האופייני של רוויה שצוין למעלה, שהוא כ-1.6 טסלה, הכוח המקסימלי ליחידת שטח (הלחץ המרבי) שיוצר האלקטרומגנט הוא כמיליון פסקל, או כ-100 ניוטון לסמ"ר.
עבור ליבה הבנויה כצורה סגורה (כמו מעגל או מסגרת מלבנית), ללא רווחי אוויר, ובקרוב שדה אחיד, השדה הוא:
formula_6
כאשר formula_7 הוא מספר הכריכות סביב האלקטרומגנט, formula_8 הוא הזרם ו-formula_9 הוא היקף הליבה. יחד עם הנוסחה לכח על חומר מגנטי נקבל:
formula_10
מנוסחה זו ניתן לראות שכדי להגדיל את הכח שמפעיל האלקטרומגנט, עדיפה ליבה בעלת היקף קטן ושטח חתך גדול.
מנופי אלקטרומגנט תעשייתיים מעוצבים עם שני מוטות בתחתית, התוחמים את קווי השדה ומרכזים אותם כך שהשדה המגנטי מתחזק. רמקולים משתמשים באותה גאומטריה, אך בהם קווי השדה הם בצורת קשת מהצילינדר הפנימי ולא ניצבים לפני השטח.
אלקטרומגנטים ליצירת שדות חזקים.
אלקטרומגנטים בעלי ליבה מוגבלים לשדה מגנטי מרבי של כ-1.6 טסלה, בהשוואה למגנטים קבועים שיכולים להגיע עד 1.4 טסלה, עבור פרומגנט העשוי מסגסוגת נאודימיום. קיימים סוגים נוספים של אלקטרומגנטים שיכולים ליצור שדה חזק יותר:
אלקטרומגנט מוליך על - סוג של אלקטרומגנט בו התיילים עשויים ממוליך על. חומרים מוליכי על פועלים בטמפרטורות נמוכות ולכן זקוקים לקירור. השדה המגנטי הנוצר מוגבל על פי הזרם החשמלי והשדה המגנטי המרביים בהם התיל נותר מוליך על, וערכו מגיע עד 30 טסלה, כתלות בחומר ממנו התיל עשוי. אלקטרומגנטים מוליכי על משמשים במאיצי חלקיקים ובמכשירי דימות תהודה מגנטית.