الحث الذاتي
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| inductance/ɪnˈdʌktəns/ | الحث الذاتي |
| henries/ˈhenriz/ | هنري |
ملف يقاوم تغييراته الخاصة في التيار — قصور كهربائي
- حاول تشغيل تيار الملف فجأة ومقاومته.
- تدفقه الخاص المتغير يولد قوة دافعة كهربائية تعارض التغيير.
- هذه المعارضة الذاتية تسمى الحث الذاتي.
- تخيلها كـ قصور كهربائي: تيار في ملف لا يحب أن يتغير بسرعة.
القوة الدافعة الكهربائية المستحثة ذاتياً
- تيار متغير يصنع تدفقاً متغيراً عبر لفات الملف نفسه.
- وفقاً لفاراداي وننز، هذا يولد قوة دافعة كهربائية عكسية: $\varepsilon = -L\dfrac{dI}{dt}$.
- $L$ هو الحث الذاتي، تقاس بـ هنري (H).
- كلما غيرت التيار بسرعة، كان الملف أكثر مقاومة.
العزم الدافع الكهربائي المستحث ذاتياً لمحث هو:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\varepsilon = -L\,dI/dt$ — يتناسب مع معدل تغير التيار.
يتغير تيار محث $4\ \text{H}$ بمعدل $2\ \text{A/s}$. أوجد مقدار العزم الدافع الكهربائي المستحث (بالفولت).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$|\varepsilon| = L\,dI/dt = 4 \times 2 = 8\ \text{V}$.
الوحدة الدولية للحث هي ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
يُقاس الحث $L$ بالهنري (H).
ما الذي يحدد الحث الذاتي
- مثل السعة، $L$ يعتمد على الشكل الهندسي، وليس على التيار.
- لفات أكثر، مساحة أكبر، أو ملف أطول يغير $L$.
- سولينويد ملفوف بإحكام مع لفات كثيرة له حث ذاتي كبير.
- أضف نواة حديدية و$L$ ينمو بشكل كبير.
الطاقة المخزنة في المجال
- بناء تيار يخزن طاقة في المجال المغناطيسي للملف.
- الطاقة المخزنة هي $U = \tfrac12 L I^2$.
- قارنها بطاقة مكثف $\tfrac12 C V^2$ — التوأم المغناطيسي.
- أوقف التيار فجأة، وستذهب هذه الطاقة إلى مكان ما (غالبًا على شكل شرارة).
يعمل الحث على معارضة التغيير
يولد تيار متغير في ملف عزم دافع كهربائي عكسي يتناسب مع سرعة تغير التيار.
الطاقة المخزنة في محث يحمل تيار $I$ هي:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$U = \tfrac12 LI^2$ — التوأم المغناطيسي لـ $\tfrac12 CV^2$.
الصورة العكسية للمكثف
- المكثف يعارض التغييرات المفاجئة في الجهد.
- المحث يعارض التغييرات المفاجئة في التيار.
- المكثف يخزن الطاقة في مجال كهربائي؛ والمحث في مجال مغناطيسي.
- معًا هما العنصران اللذان يخزنان الطاقة في الدائرة.
مع تيار ثابت غير متغير، يتصرف المثالي المثالي كسلك عادي.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$dI/dt = 0$ يعطي عزمًا دافعًا عكسيًا صفراً، لذا يعمل كسلك عادي.
حدد جميع العبارات الصحيحة حول المحث.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
يعارض تغير التيار، يخزن ½LI²، يعتمد L على الهندسة. معارضة تغير الجهد خاص بالمكثف.
تحتوي ملف على $L = 2\ \text{H}$ ويتغير تياره بمعدل $3\ \text{A/s}$. أوجد القوة الدافعة الكهربائية المُثارة.
- $|\varepsilon| = L\dfrac{dI}{dt} = 2 \times 3$.
- $|\varepsilon| = 6\ \text{V}$، تعارض التغيير.
يعارض المحث التغيير في التيار، وليس التيار نفسه. التيار الثابت ($dI/dt = 0$) لا يُولد أي قوة دافعة عكسية على الإطلاق — حينها يتصرف الملف كسلك عادي. هو يقاتل فقط بينما يتغير التيار.
الحث الذاتي $L$ (بوحدة هنري) هو قصور كهربائي للملف: تيار متغير يُولد ذاتيًا قوة دافعة عكسية $\varepsilon = -L\,dI/dt$. يعتمد على الهندسة ويخزن الطاقة $U = \tfrac12 LI^2$. يعرض المحث تغييرات التيار، وهو عكس مكثف يعارض تغييرات الجهد.