ما هو الاستقراء الذاتي - الكلمات البسيطة
تعريف
الحث الذاتي هو المظهر في موصل قوة كهربائية (EMF) موجه في الاتجاه المعاكس بالنسبة لجهد مصدر الطاقة عندما يتدفق التيار. علاوة على ذلك ، ينشأ في اللحظة التي تتغير فيها القوة الحالية في الدائرة. يولد التيار الكهربائي المتغير مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا ، والذي يؤدي بدوره إلى EMF في الموصل.
هذا مشابه لصياغة قانون الحث الكهرومغناطيسي في فاراداي ، حيث تقول:
عندما يمر التدفق المغناطيسي من خلال موصل ، يظهر emf في الأخير. يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي (حصيرة. مشتق الوقت).
بمعنى آخر:
E = dF / dt,
حيث E هو EMF الحث الذاتي ، مقاسة بالفولت ، F هو التدفق المغناطيسي ، وحدة القياس هي Wb (Weber ، وهي تساوي أيضًا V / s)
الحث
لقد قلنا بالفعل أن الحث الذاتي متأصل في الدوائر الحثية ، لذلك ، نعتبر ظاهرة الحث الذاتي باستخدام مثال على الحث.
المحرض هو عنصر عبارة عن ملف موصل معزول. لزيادة الحث ، يتم زيادة عدد المنعطفات ، أو يتم وضع قلب من المواد المغناطيسية اللينة أو مواد أخرى داخل الملف.
وحدة الحث هي هنري (GN). يميز الحث مدى قوة مقاومة الموصل للتيار الكهربائي. نظرًا لأنه يتم إنشاء مجال مغناطيسي حول كل موصل يتدفق من خلاله التيار ، وإذا قمت بوضع الموصل في حقل بديل ، فسيظهر تيار فيه. في المقابل ، تتم إضافة الحقول المغناطيسية لكل دورة لفائف. ثم سيظهر مجال مغناطيسي قوي حول الملف الذي يتدفق من خلاله التيار. عند تغيير قوته في الملف ، سيتغير التدفق المغناطيسي حوله أيضًا.
وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي في فاراداي ، إذا اخترق تدفق مغناطيسي متناوب الملف ، فسيظهر EMF الحالي والحث الذاتي في ذلك. سوف يعوق تدفق التيار في الحث من مصدر الطاقة إلى الحمل. ويطلق عليها أيضًا اسم خارج التحريض الذاتي EMF.
صيغة EMF الحث الذاتي على الحث هي:
أي أنه كلما زاد الحث ، وكلما زادت سرعة التغييرات الحالية ، زادت قوة الطفرة في المجال الكهرومغناطيسي.
مع زيادة التيار في الملف ، يحدث EMF من الحث الذاتي ، والذي يتم توجيهه ضد جهد مصدر الطاقة ، على التوالي ، سوف تتباطأ الزيادة في التيار.يحدث الشيء نفسه عند التناقص - سيؤدي الحث الذاتي إلى ظهور EMF ، والذي سيحافظ على التيار في الملف في نفس الاتجاه كما كان من قبل. ويترتب على ذلك أن الجهد عند أطراف الملف سيكون عكس قطبية مصدر الطاقة.
في الشكل أدناه ، ترى أنه عند تشغيل / إيقاف الدائرة الاستقرائية ، لا ينشأ التيار بشكل حاد ، ولكنه يتغير تدريجيًا. يشار إلى ذلك أيضا من خلال قوانين التبديل.
تعريف آخر للحث هو كما يلي: التدفق المغناطيسي يتناسب مع التيار ، ولكن في صيغته يعمل الحث كمعامل التناسب.
F = L * I
المحولات والحث المتبادل
إذا وضعت ملفين على مقربة ، على سبيل المثال ، على نفس اللب ، فستتم ملاحظة ظاهرة الحث المتبادل. دعنا نتخطى التيار المتناوب في الأول ، ثم سيخترق تدفقه البديل دوران الثاني وسيظهر EMF على أطرافه.
سيعتمد هذا EMF على طول السلك ، على التوالي ، عدد المنعطفات ، وكذلك على حجم النفاذية المغناطيسية للوسط. إذا تم وضعها ببساطة بجوار بعضها البعض ، فسيكون EMF منخفضًا ، وإذا كنت تأخذ قلبًا مصنوعًا من الفولاذ الناعم مغناطيسيًا ، فسيكون EMF أكبر بكثير. في الواقع ، هذه هي الطريقة التي يتم بها ترتيب المحول.
مثيرة للاهتمام: يسمى هذا التأثير المتبادل للملفات على بعضها البعض اقتران حثي.
المنفعة والضرر
إذا فهمت الجزء النظري ، يجدر النظر في مكان تطبيق ظاهرة الحث الذاتي في الممارسة. تأمل في أمثلة ما نراه في الحياة اليومية والتكنولوجيا. أحد أكثر التطبيقات فائدة هو المحول ، وقد اعتبرنا بالفعل مبدأ تشغيله. الآن أقل وأقل شيوعًا ، ولكن تم استخدام أنابيب الفلورسنت اليومية سابقًا في وحدات الإنارة. يعتمد مبدأ عملهم على ظاهرة الاستقراء الذاتي. يمكنك رؤية الرسوم البيانية لها أدناه.
بعد تطبيق الجهد ، يتدفق التيار عبر الدائرة: الطور - المحث - اللولب - البادئ - اللولبي - صفر.
أو العكس (المرحلة والصفر). بعد تنشيط البادئ ، تفتح جهات اتصاله ، ثم خنق (ملف ذو محاثة كبيرة) يسعى للحفاظ على التيار في نفس الاتجاه ، ويحث على EMF الحث الذاتي ذات الحجم الكبير ويتم إشعال المصابيح.
وبالمثل ، تنطبق هذه الظاهرة على دائرة الإشعال في سيارة أو دراجة نارية تعمل بالبنزين. فيها ، يتم تثبيت مفتاح ميكانيكي (المروحية) أو أشباه الموصلات (الترانزستور في الكمبيوتر) في الفجوة بين المحث والطرح (الأرض). هذا المفتاح ، في اللحظة التي يجب أن تتكون فيها شرارة في الأسطوانة لإشعال الوقود ، يكسر دائرة تزويد الطاقة للملف. ثم تؤدي الطاقة المخزنة في قلب الملف إلى زيادة في emf من الحث الذاتي ويزداد الجهد على قطب الشمعة حتى يحدث انهيار فجوة الشرارة ، أو حتى يحترق الملف.
في إمدادات الطاقة والمعدات الصوتية ، غالبًا ما يكون من الضروري إزالة التموج الزائد أو الضوضاء أو التردد من الإشارة. لهذا ، يتم استخدام مرشحات التكوينات المختلفة. خيار واحد هو مرشحات LC ، LR. بسبب عقبة نمو التيار ومقاومة التيار المتناوب ، على التوالي ، من الممكن تحقيق الأهداف.
يعد الحث الذاتي الكهرومغناطيسي ضارًا بجهات الاتصال الخاصة بالمفاتيح وقواطع الدائرة والمقابس والآلات وأشياء أخرى. ربما لاحظت أنه عند سحب قابس المكنسة الكهربائية العاملة من المقبس ، غالبًا ما يكون هناك وميض بداخلها. هذه هي المقاومة لتغيير التيار في الملف (لف المحرك في هذه الحالة).
في مفاتيح أشباه الموصلات ، يكون الوضع أكثر خطورة - حتى الحث الصغير في الدائرة يمكن أن يؤدي إلى انهيارها عند الوصول إلى قيم الذروة لـ Uke أو Usi. لحمايتها ، يتم تثبيت دوائر snubber ، حيث يتم تبديد طاقة الرشقات الاستقرائية.
الخلاصة
لتلخيص. شروط ظهور الحث الذاتي للمجالات الكهرمغنطيسية هي: وجود الحث في الدائرة وتغير التيار في الحمل. يمكن أن يحدث هذا في التشغيل ، عند تغيير الأوضاع أو التأثيرات المزعجة ، وعند تبديل الأجهزة.هذه الظاهرة يمكن أن تضر باتصالات المرحلات والمبتدئين ، لأنها تؤدي إلى الانحناء عند فتح الدوائر الحثية مثل المحركات الكهربائية. للحد من التأثير السلبي ، تم تجهيز معظم معدات التحويل بغرف الانحناء.
لأغراض مفيدة ، يتم استخدام ظاهرة EMF في كثير من الأحيان ، من مرشح إلى تموجات التيار السلس وفلتر التردد في المعدات الصوتية ، إلى المحولات وملفات الإشعال عالية الجهد في السيارات.
أخيرًا ، نوصي بمشاهدة فيديو مفيد حول موضوع يبحث باختصار وتفصيل ظاهرة الحث الذاتي:
نأمل أن يكون قد أصبح واضحًا لك الآن ما هو الحث الذاتي وكيف يتجلى وأين يمكن استخدامه. إذا كانت لديك أسئلة ، فاطلبها في التعليقات أسفل المقالة!
مواد ذات صلة:
جار التحميل...
