من المعروف أن القطار الذي يغادر المحطة لا يمكن أن يصل على الفور إلى السرعة المطلوبة.

ولا تتحقق السرعة المطلوبة إلا بعد فترة زمنية معينة. خلال هذه الفترة، يتم إنفاق جزء كبير من طاقة القاطرة على التغلب على القصور الذاتي للقطار، أي لتشكيل احتياطي من الطاقة الحركية، وجزء صغير جدًا للتغلب على الاحتكاك.

نظرًا لأن القطار المتحرك لديه احتياطي من الطاقة الحركية، فإنه لا يمكن أن يتوقف فورًا وسيستمر في التحرك بالقصور الذاتي لبعض الوقت، أي حتى يتم نقل احتياطي الطاقة الحركية بالكامل إليه بواسطة القاطرة في بداية الحركة تنفق على الاحتكاك.

تحدث ظواهر مماثلة في دائرة كهربائية مغلقة عند تشغيل التيار وإيقافه.

في لحظة تشغيل التيار المباشر (الشكل 1)، أ مجال القوة المغناطيسية.

الصورة 1. القصور الذاتي للتيار الكهربائي. عند تشغيل التيار، يظهر مجال مغناطيسي حول الموصل.

في اللحظات الأولى بعد تشغيل التيار، يتم إنفاق جزء كبير من طاقة المصدر الحالي على إنشاء هذا المجال المغناطيسي وجزء صغير فقط للتغلب على مقاومة الموصل، أو بالأحرى على تسخين الموصل بالتيار. لذلك، في لحظة إغلاق الدائرة التيار لا يصل على الفور إلى قيمته القصوى . يتم ضبط الحد الأقصى لقوة التيار في الدائرة فقط بعد اكتمال عملية تكوين المجال المغناطيسي حول الموصل (الشكل 2).

الشكل 2. عند تشغيل المصدر الحالي، لا يتم إنشاء التيار في الدائرة على الفور.

إذا قمت، دون كسر دائرة مغلقة، بإيقاف تشغيل المصدر الحالي منها، فلن يتوقف التيار في الدائرة على الفور، بل سوف يتدفق فيها، ويتناقص تدريجيًا لبعض الوقت (الشكل 3) حتى يصل المجال المغناطيسي حول الموصل يختفي، أي حتى يتم استهلاك كامل مخزون الطاقة الموجود في المجال المغناطيسي.

الشكل 2. تأثير الحث الذاتي emf على التيار في الدائرة. عند إيقاف تشغيل المصدر الحالي، لا يتوقف التيار في الدائرة على الفور.

لذلك، المجال المغناطيسي هو الناقل للطاقة. يقوم بتجميع الطاقة عند تشغيل مصدر التيار المستمر ويطلقها مرة أخرى إلى الدائرة بعد إيقاف تشغيل المصدر الحالي. وبالتالي فإن طاقة المجال المغناطيسي لديها الكثير من القواسم المشتركة مع الطاقة الحركية لجسم متحرك. يسبب المجال المغناطيسي "القصور الذاتي" للتيار الكهربائي.

نحن نعلم أنه كلما تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق المنطقة المحصورة بدائرة كهربائية مغلقة، أ القوة الدافعة الكهربية المستحثة .

بالإضافة إلى ذلك، نحن نعلم أن أي تغيير في التيار في الدائرة يستلزم تغييرًا عدد خطوط المجال المغناطيسيتغطيها هذه السلسلة. إذا كانت الدائرة المغلقة ثابتة، فإن عدد خطوط القوة المغناطيسية التي تخترق منطقة معينة يمكن أن يتغير فقط عندما تدخل خطوط جديدة من الخارج داخل هذه المنطقة أو عندما تتجاوز الخطوط الموجودة هذه المنطقة. وفي كلتا الحالتين، يجب أن تعبر خطوط القوة المغناطيسية الموصل أثناء حركتها. عند عبور موصل، فإن خطوط القوة المغناطيسية تحفز قوة دافعة مستحثة فيه. ولكن بما أنه في هذه الحالة يقوم الموصل بتحريض قوة دافعة كهربية في حد ذاته، فإن هذه القوة الدافعة الكهربية تسمى emf المستحثة ذاتيا.

عند توصيل مصدر تيار مباشر إلى أي دائرة مغلقة، فإن المساحة التي تحددها هذه الدائرة تبدأ في اختراقها من الخارج بواسطة خطوط القوة المغناطيسية. كل خط قوة مغناطيسي يأتي من الخارج، ويمر عبر موصل، يحرض فيه emf المستحثة ذاتيا.

تعمل القوة الدافعة الكهربائية للحث الذاتي، التي تعمل ضد المجال الكهرومغناطيسي للمصدر الحالي، على تأخير زيادة التيار في الدائرة. بعد لحظات قليلة، عندما تتوقف الزيادة في التدفق المغناطيسي حول الدائرة، يختفي emf الحث الذاتي ويتم إنشاء قوة تيار في الدائرة، والتي يحددها قانون أوم:

أنا = ش / ر

عندما يتم فصل مصدر التيار من دائرة مغلقة، يجب أن تختفي خطوط القوة المغناطيسية من المساحة المحدودة بالموصل. كل خط مجال مغناطيسي صادر، عند عبور موصل، يستحث فيه قوة دافعة حثية ذاتية، والتي لها نفس اتجاه القوة الدافعة الكهربية للمصدر الحالي؛ ولذلك فإن التيار في الدائرة لن يتوقف فوراً، بل سوف يتدفق في نفس الاتجاه، ويتناقص تدريجياً حتى يختفي التدفق المغناطيسي داخل الدائرة تماماً. يسمى التيار الذي يتدفق عبر الدائرة بعد إيقاف المصدر الحالي تيار الحث الذاتي.

إذا انقطعت الدائرة عند إطفاء المصدر فإن تيار الحث الذاتي يظهر على شكل شرارة عند النقطة التي تنفتح فيها الدائرة.

مصطلح الحث في الهندسة الكهربائية يعني حدوث تيار في دائرة كهربائية مغلقة إذا كانت في حالة متغيرة، اكتشفه مايكل فاراداي قبل مائتي عام فقط. وكان من الممكن أن يتم ذلك قبل ذلك بكثير بواسطة أندريه أمبير، الذي أجرى تجارب مماثلة. أدخل قضيبًا معدنيًا في الملف، وبعد ذلك، لسوء الحظ، ذهب إلى غرفة أخرى لينظر إلى إبرة الجلفانومتر - ماذا لو تحركت. وقام السهم بعمله بانتظام - انحرف، ولكن بينما كان أمبير يتجول في الغرف، عاد إلى علامة الصفر. وهكذا انتظرت ظاهرة الاستقراء الذاتي عشر سنوات أخرى حتى أصبح الملف والجهاز والباحث في المكان الصحيح في وقت واحد.

كانت النقطة الرئيسية في هذه التجربة هي أن القوى الدافعة الكهربية المستحثة تحدث فقط عندما يتغير المجال المغناطيسي الذي يمر عبر حلقة مغلقة. ولكن يمكنك تغييره بأي طريقة تريدها - إما تغيير حجم المجال المغناطيسي نفسه، أو ببساطة تحريك مصدر المجال بالنسبة لنفس الحلقة المغلقة. يُطلق على القوى الدافعة الكهربية التي تنشأ في هذه الحالة اسم "القوى الدافعة الكهربية الحثية المتبادلة". لكن هذه لم تكن سوى بداية الاكتشافات في مجال الاستقراء. والأكثر إثارة للدهشة هو ظاهرة الاستقراء الذاتي، التي تم اكتشافها في نفس الوقت تقريبًا. في تجاربه، اكتشف أن الملفات لا تولد تيارًا في ملف آخر فحسب، بل أيضًا عندما يتغير التيار في هذا الملف، فإنه يحفز EMF إضافيًا فيه. وهذا ما أطلقوا عليه اسم المجال الكهرومغناطيسي للحث الذاتي. من المثير للاهتمام هو اتجاه التيار. اتضح أنه في حالة الحث الذاتي للمجال الكهرومغناطيسي، يتم توجيه تياره ضد "الأصل" - التيار الناجم عن المجال الكهرومغناطيسي الرئيسي.

هل من الممكن ملاحظة ظاهرة الاستقراء الذاتي؟ كما يقولون، ليس هناك ما هو أسهل. دعونا نجمع الأولين - مغو متصل بالسلسلة ومصباح كهربائي، والثاني - المصباح الكهربائي فقط. لنقم بتوصيلها بالبطارية عبر مفتاح مشترك. عند تشغيله، يمكنك أن ترى أن المصباح الكهربائي في الدائرة مع الملف يضيء "على مضض"، والمصباح الكهربائي الثاني، وهو أسرع "في الارتفاع"، يتم تشغيله على الفور. ماذا يحدث؟ في كلتا الدائرتين، بعد التشغيل، يبدأ التيار بالتدفق، ويتغير من الصفر إلى الحد الأقصى، والتغيير في التيار الذي ينتظره المحث هو بالضبط ما يولد القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية. هناك EMF ودائرة مغلقة، مما يعني أن هناك تيارها أيضًا، ولكنه موجه عكس التيار الرئيسي للدائرة، والذي سيصل في النهاية إلى القيمة القصوى التي تحددها معلمات الدائرة ويتوقف عن النمو، ومنذ ذلك الحين لا يوجد تغيير في التيار، ولا يوجد EMF ذاتي الحث. انه سهل. يتم ملاحظة صورة مماثلة، ولكن "العكس تماما"، عند إيقاف تشغيل التيار. وفاءً بـ "عادتها السيئة" المتمثلة في مقاومة أي تغيير في التيار، تحافظ القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث على تدفقها في الدائرة بعد انقطاع التيار الكهربائي.

وعلى الفور نشأ السؤال - ما هي ظاهرة الاستقراء الذاتي؟ لقد وجد أن المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث يتأثر بمعدل تغير التيار في الموصل، ويمكن كتابته:

من هذا يمكن ملاحظة أن الحث الذاتي emf E يتناسب طرديًا مع معدل تغير التيار dI/dt ومعامل التناسب L، المسمى الحث. لمساهمته في دراسة مسألة ما تتكون منه ظاهرة الحث الذاتي، تمت مكافأة جورج هنري بحقيقة أن وحدة قياس الحث، هنري (H)، تحمل اسمه. إن محاثة دائرة التدفق الحالية هي التي تحدد ظاهرة الحث الذاتي. يمكن للمرء أن يتخيل أن الحث هو نوع من "تخزين" الطاقة المغناطيسية. إذا زاد التيار في الدائرة، تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية، مما يؤخر زيادة التيار، وعندما يقل التيار، تتحول الطاقة المغناطيسية للملف إلى طاقة كهربائية ويحافظ على التيار في الدائرة.

ربما رأى الجميع شرارة عند فصل القابس من المقبس - وهذا هو المظهر الأكثر شيوعًا للحث الذاتي للمجال الكهرومغناطيسي في الحياة الواقعية. ولكن في الحياة اليومية، تفتح التيارات بحد أقصى 10-20 ألف، ووقت الافتتاح حوالي 20 مللي ثانية. مع محاثة تصل إلى 1 H، فإن الحث الذاتي emf في هذه الحالة سيكون مساويا لـ 500 فولت. ويبدو أن مسألة ما تتكون منه ظاهرة الحث الذاتي ليست معقدة للغاية. لكن في الواقع، تعد القوى الدافعة الكهربية المستحثة ذاتيًا مشكلة فنية كبيرة. خلاصة القول هي أنه عندما تنقطع الدائرة، عندما تكون جهات الاتصال منفصلة بالفعل، فإن الحث الذاتي يحافظ على تدفق التيار، وهذا يؤدي إلى نضوب جهات الاتصال، لأن في التكنولوجيا، يتم تبديل الدوائر ذات التيارات مئات وحتى آلاف الأمبيرات. نتحدث هنا غالبًا عن مجال EMF ذاتي الحث يبلغ عشرات الآلاف من الفولتات، وهذا يتطلب حلولًا إضافية للمسائل التقنية المتعلقة بالجهد الزائد في الدوائر الكهربائية.

ولكن ليس كل شيء قاتما جدا. يحدث أن هذا EMF الضار مفيد جدًا، على سبيل المثال، في أنظمة الإشعال بمحرك الاحتراق الداخلي. يتكون هذا النظام من مغو على شكل محول ذاتي ومروحية. يتم تمرير تيار عبر الملف الأولي، والذي يتم إيقاف تشغيله بواسطة قاطع. نتيجة للدائرة المفتوحة، يحدث EMF ذاتي الحث بمئات الفولتات (بينما توفر البطارية 12 فولت فقط). ثم يتم تحويل هذا الجهد بشكل أكبر، ويتم إرسال نبضة تزيد عن 10 كيلو فولت إلى شمعات الإشعال.

عندما يتم إغلاق المفتاح في الدائرة الموضحة في الشكل 1، سيحدث ذلك، ويتم توضيح اتجاهه بواسطة أسهم مفردة. مع ظهور التيار، ينشأ تيار، حيث تعبر خطوط الحث الموصل وتحفز القوى الدافعة الكهربية فيه. وكما جاء في مقال "ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي" فإن هذا المجال الكهرومغناطيسي يسمى EMF الحث الذاتي. نظرًا لأن أي قوة دافعة مستحثة يتم توجيهها ضد السبب الذي تسبب فيها، وهذا السبب سيكون القوة الدافعة الكهربية لبطارية العناصر، فسيتم توجيه القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث للملف ضد القوة الدافعة الكهربية للبطارية. يظهر اتجاه EMF الحث الذاتي في الشكل 1 بواسطة أسهم مزدوجة.

وبالتالي، لا يتم إنشاء التيار في الدائرة على الفور. فقط عندما يتم تثبيته، سيتوقف تقاطع الموصل مع الخطوط المغناطيسية وسيختفي المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث. ثم سوف تتسرب الدائرة.

ويبين الشكل 2 تمثيل رسومي للتيار المباشر. يمثل المحور الأفقي الوقت، ويمثل المحور الرأسي التيار. يمكن أن نرى من الشكل أنه إذا كان التيار في اللحظة الأولى من الزمن 6 أ، فإنه في اللحظات الثالثة والسابعة وما إلى ذلك سيكون مساويًا أيضًا لـ 6 أ.

يوضح الشكل 3 كيفية إنشاء التيار في الدائرة بعد التشغيل. إن الحث الذاتي emf ، الموجه في لحظة التبديل ضد emf لبطارية العناصر ، يضعف التيار في الدائرة ، وبالتالي يكون التيار صفراً في لحظة التبديل. بعد ذلك، في اللحظة الأولى من الزمن، يكون التيار 2 أ، في اللحظة الثانية من الزمن - 4 أ، في الثالثة - 5 أ، وفقط بعد مرور بعض الوقت يتم إنشاء تيار قدره 6 أ في الدائرة.

الشكل 3. رسم بياني للزيادة الحالية في الدائرة مع مراعاة القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية	الشكل 4. يتم توجيه المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث في لحظة فتح الدائرة في نفس اتجاه المجال الكهرومغناطيسي لمصدر الجهد

عندما يتم فتح الدائرة (الشكل 4)، فإن التيار المختفي، والذي يظهر اتجاهه بسهم واحد، سوف يقلل من مجالها المغناطيسي. هذا الحقل، الذي يتناقص من قيمة معينة إلى الصفر، سوف يعبر الموصل مرة أخرى ويحث على تحفيز ذاتي emf فيه.

عندما يتم إيقاف تشغيل دائرة كهربائية ذات محاثة، سيتم توجيه القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث في نفس اتجاه القوة الدافعة الكهربية لمصدر الجهد. يظهر اتجاه EMF الحث الذاتي في الشكل 4 بواسطة سهم مزدوج. نتيجة لعمل الحث الذاتي emf، لا يختفي التيار في الدائرة على الفور.

وبالتالي، فإن القوة الدافعة الكهربية المستحثة ذاتيًا تكون دائمًا موجهة ضد السبب الذي تسبب فيها. وبملاحظة هذه الخاصية، يقولون إن المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث تفاعلي بطبيعته.

بيانياً، يظهر في الشكل 5 التغير في التيار في دائرتنا، مع الأخذ في الاعتبار القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية عند إغلاقها وعندما يتم فتحها لاحقًا في اللحظة الثامنة من الزمن.

الشكل 5. رسم بياني لارتفاع وانخفاض التيار في الدائرة، مع الأخذ بعين الاعتبار القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية	الشكل 6. التيارات الحثية عند فتح الدائرة

عند فتح الدوائر التي تحتوي على عدد كبير من المنعطفات والنوى الفولاذية الضخمة أو، كما يقولون، ذات محاثة عالية، يمكن أن تكون القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية أكبر بعدة مرات من القوة الدافعة الكهربية لمصدر الجهد. بعد ذلك، في لحظة الفتح، سيتم كسر فجوة الهواء بين السكين والمشبك الثابت للمفتاح وسيؤدي القوس الكهربائي الناتج إلى إذابة الأجزاء النحاسية من المفتاح، وإذا لم يكن هناك غلاف على المفتاح، فيمكن ذلك حرق يدي الشخص (الشكل 6).

في الدائرة نفسها، يمكن لـ EMF الحث الذاتي اختراق عزل لفات الملفات، وما إلى ذلك. لتجنب ذلك، توفر بعض أجهزة التبديل الحماية ضد الحث الذاتي للمجالات الكهرومغناطيسية في شكل جهة اتصال خاصة تعمل على قصر دائرة ملف المغناطيس الكهربائي عند إيقاف تشغيله.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الحث الذاتي EMF يتجلى ليس فقط في لحظات تشغيل وإيقاف الدائرة، ولكن أيضًا أثناء أي تغييرات في التيار.

يعتمد حجم emf الحث الذاتي على معدل تغير التيار في الدائرة. لذلك، على سبيل المثال، إذا تغير التيار في الدائرة نفسها في حالة واحدة خلال ثانية واحدة من 50 إلى 40 أمبير (أي بمقدار 10 أمبير)، وفي حالة أخرى من 50 إلى 20 أمبير (أي بمقدار 10 أمبير) 30 A)، ثم في الحالة الثانية سيتم حث قوة دافعة كهربية ذاتية الحث أكبر بثلاثة أضعاف في الدائرة.

يعتمد حجم القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية على محاثة الدائرة نفسها. الدوائر ذات الحث العالي هي ملفات المولدات والمحركات الكهربائية والمحولات وملفات الحث ذات النوى الفولاذية. الموصلات المستقيمة لها محاثة أقل. الموصلات القصيرة المستقيمة والمصابيح المتوهجة وأجهزة التدفئة الكهربائية (المواقد والمواقد) ليس لها أي محاثة عمليًا ولا يُلاحظ تقريبًا ظهور القوى الدافعة الكهربية الحثية الذاتية فيها.

يتناسب التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة ويحفز الحث الذاتي emf مع التيار المتدفق عبر الدائرة:

ف = ل × أنا ,

أين ل- معامل التناسب. يطلق عليه الحث. دعونا نحدد البعد الحث:

يُطلق على أوم × ثانية اسم هنري (Hn).

1 هنري = 10 3 ; ملي هنري (mH) = 10 6 ميكروهنري (μH).

يتم قياس الحث، باستثناء هنري، بالسنتيمتر:

1 هنري = 10 9 سم.

على سبيل المثال، 1 كم من خط التلغراف له محاثة قدرها 0.002 H. يصل محاثة اللفات للمغناطيسات الكهربائية الكبيرة إلى عدة مئات من الهنري.

إذا تغير تيار الحلقة بمقدار Δ أنا، فإن التدفق المغناطيسي سيتغير بالقيمة Δ Ф:

Δ ف = ل × Δ أنا .

إن حجم المجال الكهرومغناطيسي الحث الذاتي الذي يظهر في الدائرة سيكون مساوياً لـ (صيغة المجال الكهرومغناطيسي الحث الذاتي):

إذا تغير التيار بانتظام مع مرور الوقت، فسيكون التعبير ثابتًا ويمكن استبداله بالتعبير. ومن ثم يمكن إيجاد القيمة المطلقة لقوة الحث الذاتي الناشئة في الدائرة على النحو التالي:

بناءً على الصيغة الأخيرة، يمكننا تحديد وحدة الحث - هنري:

يمتلك موصل محاثة قدرها 1 H، إذا تم تحريض قوة دافعة حثية ذاتية قدرها 1 V مع تغير منتظم في التيار بمقدار 1 A لكل ثانية واحدة.

كما رأينا أعلاه، فإن القوى الدافعة الكهربية ذاتية الحث تحدث في دائرة تيار مستمر فقط في لحظات تشغيلها وإيقافها وعندما تتغير. إذا لم تتغير الدائرة، فإن التدفق المغناطيسي للموصل يكون ثابتًا ولا يمكن أن تنشأ قوة دافعة ذاتية الحث (منذ ذلك الحين . في لحظات التغير الحالي في الدائرة، تتداخل قوة الحث الذاتي مع التغيرات في التيار، أي، فهو يوفر نوعاً من المقاومة لها.

في كثير من الأحيان، في الممارسة العملية، هناك حالات عندما يكون من الضروري إنشاء ملف لا يحتوي على محاثة (مقاومة إضافية لأجهزة القياس الكهربائية، ومقاومة مقاومة متغيرة المكونات، وما شابه ذلك). في هذه الحالة، يتم استخدام ملف ثنائي الفيلار (الشكل 7)

كما هو واضح من الرسم، تتدفق التيارات في الموصلات المجاورة في اتجاهين متعاكسين. ونتيجة لذلك، فإن المجالات المغناطيسية للموصلات المتجاورة تلغي بعضها البعض. سيكون إجمالي التدفق المغناطيسي والتحريض للملف صفرًا. لفهم مفهوم الحث بشكل أكبر، دعونا نعطي مثالا من مجال الميكانيكا.

وكما هو معروف من الفيزياء، ووفقاً لقانون نيوتن الثاني، فإن التسارع الذي يتلقاه الجسم تحت تأثير قوة يتناسب مع القوة نفسها، ويتناسب عكسياً مع كتلة الجسم:

دعونا نقارن الصيغة الأخيرة مع صيغة القوة الدافعة الكهربية المستحثة ذاتيًا، مع أخذ القيمة المطلقة للقوة الدافعة الكهربية:

إذا تم تشبيه التغيرات في السرعة بمرور الوقت في هذه الصيغ بالتغيرات في التيار بمرور الوقت، فإن القوة الميكانيكية تشبه القوة الدافعة الكهربائية للحث الذاتي، فإن كتلة الجسم سوف تتوافق مع محاثة الدائرة.

مع حركة خطية موحدة أ= 0 إذن F= 0، أي أنه إذا لم تؤثر أي قوى على الجسم فإن حركته ستكون مستقيمة وموحدة (قانون نيوتن الأول).

في دوائر التيار المستمر، لا تتغير قيمة التيار، وبالتالي ه ل = 0.

• الحث

الحث

• حاضِر أنا، الذي يتدفق في حلقة مغلقة، يخلق مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه ب .

• ف ~ أنا.

• أين هو معامل التناسب لمُسَمًّى محاثة الدائرة .

ظاهرة الحث الذاتي

• عندما يتغير الحالي أناالمجال المغناطيسي يخلق تغييرات في الدائرة. ونتيجة لذلك، يتم إحداث emf في الدائرة.

• هذه العملية تسمى الحث الذاتي .

• في نظام SI، يتم قياس الحث بالهنري: [ ل] = Gn = Vb/A = V s/A.

ظاهرة الحث الذاتي

• القوة الدافعة الكهربية. الحث ه أناتم إنشاؤها بواسطة مجال مغناطيسي خارجي.

• القوة الدافعة الكهربية. الحث الذاتي E سيتم إنشاؤه عندما يتغير المجال المغناطيسي الخاص به.

• بشكل عام، حلقة الحث ليعتمد على

• 1) الشكل الهندسي للكفاف وأبعاده،

• 2) النفاذية المغناطيسية للوسط الذي تقع فيه الدائرة.

• في الكهرباء الساكنة، نظير الحث هو السعة الكهربائية معموصل انفرادي، ويعتمد على الشكل والحجم وثابت العزل الكهربائي ε بيئة.

• ل = ثابتإذا كانت النفاذية المغناطيسية μ البيئة والأبعاد الهندسية للكفاف ثابتة.

قانون فاراداي للحث الذاتي

• علامة الطرح في قانون فاراداي، وفقا لقاعدة لينز، تعني وجود الحث ليؤدي إلى تغيير أبطأ في التيار أنافي الدائرة.

إذا كان الحالي أنايزيد إذن دي آي / دي تي> 0، وبالتالي E س < 0, т.е. ток самоиндукции يكونموجهة نحو التيار أنا

• إذا كان الحالي أنايزيد إذن دي آي / دي تي> 0، وبالتالي E س < 0, т.е. ток самоиндукции يكونموجهة نحو التيار أنامصدر خارجي ويبطئ نموه.

• إذا كان الحالي أنايتناقص إذن دي آي / دي تي< 0 и, соответственно, Eس> 0، أي تيار الحث الذاتي يكونله نفس اتجاه التيار المتناقص أنامصدر خارجي ويبطئ انخفاضه.

^ قانون فاراداي للحث الذاتي

• إذا كانت الدائرة لديها محاثة معينة ل، ثم أي تغيير في التيار أناكلما أبطأ، كلما زاد لكفاف، أي. الدائرة لديها الجمود الكهربائي .

محاثة الملف اللولبي

• الحث ليعتمد فقط على الأبعاد الهندسية للدائرة والنفاذية المغناطيسية μ بيئة.

• ن- تدفق الحث المغناطيسي من خلال نالمنعطفات،

• F = ب.س.- التدفق المغناطيسي من خلال الوسادة س، يقتصر على دورة واحدة.

محاثة الملف اللولبي

• مجال الملف اللولبي:

• ل- طول الملف اللولبي،

• ن = ن/ ل- عدد اللفات لكل وحدة طول الملف اللولبي.

• (2) (1):

• وفقا لقاعدة لينز، عند تشغيل وإيقاف التيار في دائرة تحتوي على محاثة ل، يحدث تيار الحث الذاتي يكون، والذي يتم توجيهه بحيث يمنع التيار من التغيير أنافي السلسلة.

تيارات اضافية

• مفتاح لحامل 1 :

• مفتاح لحامل 2 (دائرة مفتوحة):

• ينشأ ه سوالتيار الناتج عنها

تيارات اضافية

• دعا ثابت وقت الاسترخاء – الوقت الذي خلاله القوة الحالية أنايتناقص في همرة واحدة.

• الاكثر ل، الاكثر τ ، وكلما أبطأ الانخفاض الحالي أنا.

تيارات اضافية

• في إغلاق الدائرةبالإضافة إلى emf الخارجية. ينشأ EMF. الحث الذاتي E س.

تيارات اضافية

• في لحظة الإغلاق ر= 0 الحالي أنا= 0، متغير أ 0 = – أنا 0، في حينه رالقوة الحالية أنا، عامل أ =أنا – أنا 0

تيارات اضافية

• أنا 0 – تيار ثابت .

• يحدث إنشاء التيار بشكل أسرع وأصغر لالدائرة ومقاومتها أكبر ر

تيارات إضافية من الإغلاق والكسر

• بسبب مقاومة البطارية صعادة ما تكون صغيرة، ثم يمكننا أن نفترض ذلك ر ر 0، حيث

• ر 0 – مقاومة الدائرة دون مراعاة مقاومة مصدر الموجات الكهرومغناطيسية. تيار ثابت

ر 0 ل ر.

• ● زيادة فورية في مقاومة الدائرة من ر 0 ل ر.

• وكان التيار المستمر

• في إيقاف المصدر emf.

• (دائرة مفتوحة)التيار يختلف وفقا للقانون

• حجم القوة الدافعة الكهربية الحث الذاتي

رر>>ر 0)، ثم إي س

• إذا كانت الدائرة تتحول ضد مقاومة خارجية عالية جدًا رعلى سبيل المثال، تنكسر السلسلة ( ر>>ر 0)، ثم إي سيمكن أن تصبح ضخمة ويتشكل قوس فولتي بين الأطراف المفتوحة للمفتاح.

emf. الحث الذاتي

• في دائرة ذات محاثة عالية، E سقد يكون هناك المزيد من القوى الدافعة الكهربية. المصدر E الموجود في الدائرة، والذي يمكن أن يؤدي إلى انهيار العزل وتعطل المعدات.

• ولذلك يجب إدخال المقاومة إلى الدائرة بشكل تدريجي، مما يؤدي إلى تقليل النسبة دي /dt.

الحث المتبادل

• التدفق المغناطيسي المتكون من الدائرة 1 يخترق الدائرة 2:

• ل 21- معامل التناسب.

• لو أنا 1 يتغير، ثم يتم إحداث emf في الدائرة 2.

الحث المتبادل

• وبالمثل، إذا تغيرت الدائرة 2 أنا 2، ثم في الدائرة الأولى يؤدي التغير في التدفق المغناطيسي إلى إحداث قوة دافعة كهربية:

احتمال ل 12 = ل 21 – الحث المتبادل ملامح يعتمد على

• 1. الشكل الهندسي،

• 2. الأحجام،

• 3. الموقف المتبادل،

• 4. النفاذية المغناطيسية للوسط μ .

لملفين على قلب حلقي مشترك

• ن 1, ن 2- عدد لفات الدائرة الأولى والثانية على التوالي

• ل- طول النواة (الحلقية) على طول خط الوسط،

• س- القسم الأساسي.

محول - جهاز يتكون من ملفين أو أكثر ملفوفين في قلب واحد مشترك.

• تعمل على زيادة أو تقليل جهد التيار المتردد:

• نسبة التحول.

• من الناحية الهيكلية، تم تصميم المحولات بطريقة تجعل المجال المغناطيسي يتركز بالكامل تقريبًا في القلب.

• في معظم المحولات، يتم لف الملف الثانوي أعلى الملف الأولي.

محول ذاتي - محول يتكون من ملف واحد.

• التعزيز:

• 1-2 شالموردة، 1-3 شإزالة.

• تخفيض:

• 1-3 شالموردة، 1-2 شإزالة.

تأثير البشرة

• عندما يمر تيار متردد عبر موصل، يتغير المجال المغناطيسي داخل الموصل. ينشأ مجال مغناطيسي متغير بمرور الوقت في الموصل تيارات إيدي ذاتية الحث .

تأثير البشرة

• تمر طائرات التيارات الدوامة عبر محور الموصل.

• وفقا لقاعدة لينز، تمنع التيارات الدوامية التيار الرئيسي من التغير داخل الموصل وتعزز تغيره بالقرب من السطح.

• بالنسبة للتيار المتردد، تكون المقاومة داخل الموصل أكبر من المقاومة عند السطح رداخل> رعلى القمة

تأثير البشرة

• كثافة التيار المتردد ليست هي نفسها عبر المقطع العرضي:

• jmaxعلى السطح، jminداخل على المحور.

• وتسمى هذه الظاهرة تأثير البشرة .

نتيجة تأثير الجلد

• تتدفق تيارات الترددات اللاسلكية عبر طبقة سطحية رقيقة، بحيث تكون الموصلات الخاصة بها مجوفة، ويتم طلاء جزء من السطح الخارجي بالفضة.

طلب:

• طريقة لتصلب أسطح المعادن يتم فيها تسخين الطبقة السطحية فقط عند تسخينها بواسطة تيارات عالية التردد.

طاقة المجال المغناطيسي. كثافة طاقة المجال المغناطيسي الحجمي

• طاقة المجال المغناطيسي تساوي الشغل الذي يبذله التيار لإنشاء هذا المجال.

• العمل بسبب الظواهر الحثية

طاقة المجال المغناطيسي

• وظيفة دايتم إنفاقه على تغيير التدفق المغناطيسي بالمبلغ د.

• العمل على خلق التدفق المغناطيسي F:

كثافة طاقة المجال المغناطيسي الحجمي

• سوف نجد ω على سبيل المثال الملف اللولبي

لقد درسنا بالفعل أن المجال المغناطيسي ينشأ بالقرب من موصل يحمل تيارًا. درسنا أيضًا أن المجال المغناطيسي المتناوب يولد تيارًا (ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي). دعونا نفكر في الدائرة الكهربائية. عندما تتغير القوة الحالية في هذه الدائرة، سيتغير المجال المغناطيسي، ونتيجة لذلك إضافي الحالية التي يسببها. وتسمى هذه الظاهرة الحث الذاتي، ويسمى التيار الناشئ في هذه الحالة تيار الحث الذاتي.

ظاهرة الحث الذاتي- هذا هو حدوث EMF في دائرة موصلة، تم إنشاؤه نتيجة للتغير في قوة التيار في الدائرة نفسها.

حلقة الحثيعتمد على شكله وحجمه وعلى الخواص المغناطيسية للبيئة ولا يعتمد على قوة التيار في الدائرة.

يتم تحديد emf الحث الذاتي بواسطة الصيغة:

وظاهرة الاستقراء الذاتي تشبه ظاهرة القصور الذاتي. كما هو الحال في الميكانيكا، من المستحيل إيقاف جسم متحرك على الفور، كذلك لا يمكن للتيار أن يكتسب قيمة معينة على الفور بسبب ظاهرة الحث الذاتي. إذا تم توصيل الملف على التوالي مع المصباح الثاني في دائرة تتكون من مصباحين متماثلين متصلين بالتوازي مع مصدر حالي، فعند إغلاق الدائرة، يضيء المصباح الأول على الفور تقريبًا، والثاني بتأخير ملحوظ.

عندما يتم فتح الدائرة، تنخفض قوة التيار بسرعة، ويمنع تأثير الحث الذاتي الناتج انخفاض التدفق المغناطيسي. في هذه الحالة، يتم توجيه التيار المستحث بنفس طريقة التيار الأصلي. يمكن أن تكون القوة الدافعة الكهربية المستحثة ذاتيًا أكبر بعدة مرات من القوة الدافعة الكهربية الخارجية. لذلك، غالبا ما تحترق المصابيح الكهربائية عند إطفاء الأنوار.