الاستقراء الذاتي والاستقراء المتبادل

EMF للحث الذاتي

دائمًا ما يخلق التيار المتغير متغيرًا حقل مغناطيسي، والتي بدورها تسبب دائمًا EMF... مع كل تغيير للتيار في الملف (أو بشكل عام في السلك) ، فإنه في حد ذاته يحث على EMF للحث الذاتي.

عندما يتم إحداث emf في ملف عن طريق تغيير في التدفق المغناطيسي الخاص به ، فإن حجم هذا emf يعتمد على معدل تغير التيار. كلما زاد معدل تغير التيار ، زادت قوة الكهرومغناطيسية للحث الذاتي.

يعتمد حجم emf للحث الذاتي أيضًا على عدد لفات الملف ، وكثافة لفها وحجم الملف. كلما زاد قطر الملف ، وعدد دوراته وكثافة الملف ، زاد المجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي. هذا الاعتماد على EMF للحث الذاتي على معدل تغير التيار في الملف ، وعدد دوراته وأبعاده له أهمية كبيرة في الهندسة الكهربائية.

يتم تحديد اتجاه emf للحث الذاتي من خلال قانون لينز. دائمًا ما يكون للمجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي اتجاه يمنع فيه تغيير التيار الذي تسبب فيه.

بمعنى آخر ، يؤدي تقليل التيار في الملف إلى ظهور EMF للحث الذاتي الموجه في اتجاه التيار ، أي منع اختزاله. على العكس من ذلك ، مع الزيادات الحالية في الملف ، يظهر EMF للحث الذاتي ، موجه ضد التيار ، أي يمنع زيادته.

لا ينبغي أن ننسى أنه إذا لم يتغير التيار في الملف ، فلن يحدث أي EMF للتحريض الذاتي. تتجلى ظاهرة الحث الذاتي بشكل خاص في دائرة تحتوي على ملف ذي قلب حديدي ، لأن الحديد يزيد بشكل كبير من التدفق المغناطيسي للملف ، وبالتالي حجم EMF للحث الذاتي عندما يتغير.

الحث

لذلك ، نعلم أن حجم EMF للحث الذاتي في الملف ، بالإضافة إلى معدل تغير التيار فيه ، يعتمد أيضًا على حجم الملف وعدد دوراته.

لذلك ، فإن الملفات ذات التصميم المختلف بنفس معدل تغير التيار قادرة على إحداث emf ذاتيًا للحث الذاتي بأحجام مختلفة.

من أجل تمييز الملفات عن بعضها البعض من خلال قدرتها على تحفيز المجالات الكهرومغناطيسية للتحريض الذاتي في حد ذاتها ، تم تقديم مفهوم الملفات الاستقرائية ، أو معامل الحث الذاتي.

تحريض الملف هو الكمية التي تميز خاصية الملف لتحفيز EMF على الحث الذاتي في حد ذاته.

تحريض ملف معين هو قيمة ثابتة ، بغض النظر عن قوة التيار الذي يمر عبره ومعدل تغيره.

هنري - هذا هو تحريض مثل هذا الملف (أو السلك) حيث ، عندما تتغير القوة الحالية بمقدار 1 أمبير في 1 ثانية ، تنشأ EMF للحث الذاتي بمقدار 1 فولت.

من الناحية العملية ، تحتاج أحيانًا إلى ملف (أو ملف) لا يحتوي على محاثة. في هذه الحالة ، يتم لف السلك على ملف ، بعد أن قام بطيه مرتين مسبقًا. طريقة اللف هذه تسمى bifilar.

EMF للحث المتبادل

نحن نعلم أن المجال الكهرومغناطيسي للحث في ملف لا يمكن أن يكون ناتجًا عن تحريك المغناطيس الكهربائي فيه ، ولكن عن طريق تغيير التيار فقط في ملفه. ولكن ، من أجل إحداث EMF للتحريض في ملف واحد بسبب تغيير التيار في ملف آخر ، فليس من الضروري على الإطلاق وضع أحدهما في الآخر ، ولكن يمكنك ترتيبهما بجانب بعضهما البعض

وفي هذه الحالة ، عندما يتغير التيار في ملف واحد ، فإن التدفق المغناطيسي المتناوب الناتج سوف يخترق (يتقاطع) لفات الملف الآخر ويسبب المجالات الكهرومغناطيسية فيه.

يجعل الحث المتبادل من الممكن توصيل الدوائر الكهربائية المختلفة عن طريق مجال مغناطيسي. يسمى هذا الاتصال عادة بالاقتران الاستقرائي.

يعتمد حجم emf الحث المتبادل بشكل أساسي على المعدل الذي يتغير به التيار في الملف الأول ... كلما كانت التغييرات الحالية أسرع ، زادت قوة المجال الكهرومغناطيسي للحث المتبادل.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد حجم الحث المتبادل EMF على حجم الحث للملفين وموضعهما النسبي ، فضلاً عن النفاذية المغناطيسية للبيئة.

لذلك ، فإن الملفات ، التي تختلف في محاثةها وترتيبها المتبادل وفي بيئات مختلفة ، قادرة على تحفيز المجالات الكهرومغناطيسية ذات الحث المتبادل ، المختلفة في الحجم ، في بعضها البعض.

لتكون قادرًا على التمييز بين أزواج مختلفة من الملفات من خلال قدرتها على تحفيز EMF بشكل متبادل ، أو مفهوم الحث المتبادل أو معامل الحث المتبادل.

يُشار إلى الحث المتبادل بالحرف M. ووحدة قياسه ، مثل المحاثة ، هي هنري.

إن هنري عبارة عن تحريض متبادل لملفين بحيث يؤدي التغيير في التيار في ملف واحد من 1 أمبير لمدة ثانية واحدة إلى وجود emf من الحث المتبادل يساوي 1 فولت في الملف الآخر.

يتأثر حجم الحث المشترك EMF بالنفاذية المغناطيسية للبيئة. كلما زادت النفاذية المغناطيسية للوسط الذي يتم من خلاله إغلاق التدفق المغناطيسي المتناوب الذي يربط الملفات ، كلما كان الاقتران الاستقرائي للملفات أقوى وزادت قيمة EMF للتحريض المتبادل.

يعتمد العمل على ظاهرة الحث المتبادل في جهاز كهربائي مهم مثل المحول.

مبدأ تشغيل المحولات

يعتمد مبدأ تشغيل المحولات على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي وهي على النحو التالي. يتم لف ملفين على قلب الحديد ، أحدهما متصل بمصدر التيار المتردد والآخر بالوعة الحالية (المقاومة).

يخلق الملف المتصل بمصدر التيار المتردد تدفقًا مغناطيسيًا متناوبًا في القلب ، مما يؤدي إلى وجود EMF في الملف الآخر.

يُطلق على الملف المتصل بمصدر التيار المتردد اسم الملف الأساسي ويسمى الملف الذي يتصل به المستهلك بالملف الثانوي. ولكن نظرًا لأن التدفق المغناطيسي المتناوب يخترق في وقت واحد كلا الملفين ، يتم إحداث EMF بالتناوب في كل منهما.

يعتمد حجم EMF لكل منعطف ، مثل EMF للملف بأكمله ، على حجم التدفق المغناطيسي الذي يخترق الملف ومعدل تغيره.يعتمد معدل تغير التدفق المغناطيسي فقط على تردد التيار المتردد المباشر لتيار معين. حجم التدفق المغناطيسي ثابت أيضًا لهذا المحول. لذلك ، في المحول المدروس ، يعتمد EMF في كل لف فقط على عدد الدورات فيه.

نسبة الجهد الأولي إلى الثانوي تساوي نسبة عدد لفات الملفين الأولي والثانوي. هذه العلاقة تسمى عامل التحول (ك).

إذا تم تطبيق جهد التيار الكهربائي على إحدى لفات المحول ، فسيتم إزالة الجهد من الملف الآخر ، والذي يكون أكبر أو أقل من جهد التيار الكهربائي عدة مرات مثل عدد لفات الملف الثانوي أكثر أو أقل.

إذا تمت إزالة جهد من الملف الثانوي أكبر من ذلك المزود للملف الأساسي ، فإن هذا المحول يسمى تصعيد. على العكس من ذلك ، إذا تمت إزالة الجهد من الملف الثانوي ، أقل من الجهد الأساسي ، فإن هذا المحول يسمى التنحي. يمكن استخدام كل محول كخطوة لأعلى أو لأسفل.

عادة ما يشار إلى نسبة التحويل في جواز سفر المحول كنسبة من أعلى جهد إلى أدنى ، أي أنه دائمًا ما يكون أكبر من واحد.