كيفية حساب المحاثة
تمامًا كما يقاوم الجسم ذو الكتلة في الميكانيكا التسارع في الفضاء ، مما يُظهر القصور الذاتي ، كذلك يمنع الحث التيار في الموصل من التغيير ، مما يُظهر الحث الذاتي EMF. هذه هي المجالات الكهرومغناطيسية للحث الذاتي ، والتي تعارض كلاً من الانخفاض في التيار ، ومحاولة الحفاظ عليه ، والزيادة في التيار ، في محاولة لتقليله.
الحقيقة هي أنه في عملية تغيير (زيادة أو نقصان) التيار في الدائرة ، يتغير أيضًا التدفق المغناطيسي الناتج عن هذا التيار ، والذي يتم تحديده بشكل أساسي في المنطقة التي تحددها هذه الدائرة. وعندما يزداد التدفق المغناطيسي أو ينقص ، فإنه يحرض على EMF للتحريض الذاتي (وفقًا لقاعدة لينز - ضد السبب الذي يسببه ، أي مقابل التيار المذكور في البداية) ، كل ذلك في نفس الدائرة. يسمى المحاثة L هنا عامل التناسب بين التيار I ومجموع التدفق المغناطيسي Φ ، وهذا التيار الناتج عن:
لذلك ، كلما زاد تحريض الدائرة ، كلما كان أقوى من المجال المغناطيسي الناتج ، فإنه يمنع التيار من التغيير (هو الحقل الذي يخلقه) ، وبالتالي سوف يستغرق تغيير التيار وقتًا أطول من خلال محاثة أكبر ، مع نفس الجهد المطبق. العبارة التالية صحيحة أيضًا: كلما زاد الحث ، زاد الجهد عبر الدائرة عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلالها.
لنفترض أننا قمنا بتغيير التدفق المغناطيسي في منطقة معينة بمعدل ثابت ، ثم من خلال تغطية هذه المنطقة بدوائر مختلفة ، سنحصل على المزيد من الجهد على تلك الدائرة التي يكون تحريضها أكبر (المحول ، ملف Rumkorf ، إلخ ، يعمل على هذا المبدأ).
ولكن كيف يتم حساب محاثة الحلقة؟ كيف تجد عامل التناسب بين التدفق الحالي والمغناطيسي؟ أول شيء يجب تذكره هو أن الحث يتغير في هنري (H). عند أطراف الدائرة بمحاثة مقدارها 1 هنري ، إذا تغير التيار فيها بمقدار أمبير واحد في الثانية ، سيظهر جهد 1 فولت.
يعتمد حجم المحاثة على معلمتين: على الأبعاد الهندسية للدائرة (الطول والعرض وعدد الدورات ، وما إلى ذلك) وعلى الخصائص المغناطيسية للوسط (على سبيل المثال ، إذا كان هناك قلب حديدي داخل ملف ، سيكون تحريضه أكبر مما لو لم يكن هناك نواة بداخله).
لحساب الحث الناتج ، من الضروري معرفة شكل الملف نفسه وما هي النفاذية المغناطيسية للوسط بداخله (النفاذية المغناطيسية النسبية للوسط هي عامل التناسب بين النفاذية المغناطيسية للفراغ والمغناطيسية نفاذية وسيط معين.بالطبع ، يختلف باختلاف المواد) ...
لنلقِ نظرة على الصيغ لحساب تحريض أكثر أشكال الملفات شيوعًا (ملف لولبي أسطواني ، وسلك حلقي ، وسلك طويل).
هذه هي الصيغة لحساب المحاثة الملف اللولبي - ملفات طولها أكبر بكثير من القطر:
كما ترون ، بمعرفة عدد المنعطفات N وطول الملف l ومساحة المقطع العرضي للملف S ، نجد الحث التقريبي للملف بدون قلب أو مع قلب ، بينما المغناطيسية نفاذية الفراغ هي قيمة ثابتة:
محاثة الملف الحلقي ، حيث h هي ارتفاع الحلقة الحلقية ، و r هي القطر الداخلي للحلقة الحلقية ، و R هي القطر الخارجي للحلقة الحلقية:
محاثة سلك رفيع (نصف قطر المقطع العرضي أصغر بكثير من الطول) ، حيث l هو طول السلك ، و r هو نصف قطر المقطع العرضي. Mu مع المؤشرات i و e هي النفاذية المغناطيسية النسبية للبيئات الداخلية (الداخلية ، المواد الموصلة) والخارجية (الخارجية ، المواد خارج الموصل):
سيساعدك جدول التصاريح النسبية على تقدير الحث الذي يمكن أن تتوقعه من دائرة (سلك ، ملف) باستخدام مادة مغناطيسية معينة كنواة:
