أخبار

كيف تعمل المحاثات

بواسطة: مارشال برين

مغو

أحد الاستخدامات الكبيرة للمحاثات هو تجميعها مع المكثفات لإنشاء مذبذبات. هانتستوك / غيتي إيماجز

إن المحرِّض هو أبسط ما يمكن أن يحصل عليه المكون الإلكتروني - فهو مجرد ملف من الأسلاك. ومع ذلك، فقد اتضح أن ملفًا من الأسلاك يمكنه القيام ببعض الأشياء المثيرة للاهتمام للغاية بسبب الخصائص المغناطيسية للملف.

في هذه المقالة، سوف نتعلم كل شيء عن المحاثات وفيم يتم استخدامها.

محتويات

أساسيات مغو

هنريز

تطبيق مغو: أجهزة استشعار إشارات المرور

أساسيات مغو

في مخطط الدائرة، يظهر مغو مثل هذا:

لفهم كيفية عمل المحرِّض في الدائرة، هذا الشكل مفيد:

ما تراه هنا هو بطارية، ومصباح كهربائي، وملف من الأسلاك حول قطعة من الحديد (أصفر) ومفتاح. ملف السلك هو مغو. إذا كنت قد قرأت كيف تعمل المغناطيسات الكهربائية، فقد تدرك أن المحث هو مغناطيس كهربائي.

إذا قمت بإخراج المحرِّض من هذه الدائرة، فإن ما ستحصل عليه هو مصباح يدوي عادي. تغلق المفتاح ويضيء المصباح. مع وجود المحث في الدائرة كما هو موضح، فإن السلوك مختلف تمامًا.

المصباح الكهربائي عبارة عن مقاوم (تولد المقاومة حرارة لجعل الفتيل الموجود في المصباح يتوهج - راجع كيفية عمل المصابيح الكهربائية للحصول على التفاصيل). يتمتع السلك الموجود في الملف بمقاومة أقل بكثير (إنه مجرد سلك)، لذا فإن ما تتوقعه عند تشغيل المفتاح هو أن يتوهج المصباح بشكل خافت للغاية. يجب أن يتبع معظم التيار مسار المقاومة المنخفضة خلال الحلقة. ما يحدث بدلاً من ذلك هو أنه عندما تغلق المفتاح، يحترق المصباح بشكل ساطع ثم يصبح خافتًا. عند فتح المفتاح، يحترق المصباح بشكل ساطع للغاية ثم ينطفئ بسرعة.

سبب هذا السلوك الغريب هو المغو. عندما يبدأ التيار بالتدفق لأول مرة في الملف، يريد الملف بناء مجال مغناطيسي. أثناء بناء الحقل، يمنع الملف تدفق التيار. بمجرد إنشاء المجال، يمكن أن يتدفق التيار بشكل طبيعي عبر السلك. عندما يتم فتح المفتاح، يحافظ المجال المغناطيسي حول الملف على تدفق التيار في الملف حتى ينهار المجال. يعمل هذا التيار على إبقاء المصباح مضاءً لفترة من الوقت على الرغم من أن المفتاح مفتوح. بمعنى آخر، يمكن للمحرِّض تخزين الطاقة في مجاله المغناطيسي، ويميل المحرِّض إلى مقاومة أي تغيير في كمية التيار المتدفق عبره.

فكر في الماء…

إحدى طرق تصور عمل المحرِّض هي تخيل قناة ضيقة يتدفق الماء من خلالها، وعجلة ماء ثقيلة تغوص مجاذيفها في القناة. تخيل أن الماء في القناة لا يتدفق في البداية.

الآن تحاول بدء تدفق المياه. سوف تميل عجلة المجداف إلى منع تدفق الماء حتى يصل إلى سرعة الماء. إذا حاولت بعد ذلك إيقاف تدفق الماء في القناة، فستحاول عجلة الماء الدوارة إبقاء الماء يتحرك حتى تتباطأ سرعة دورانه لتتناسب مع سرعة الماء. يقوم المحرِّض بنفس الشيء مع تدفق الإلكترونات في السلك، حيث يقاوم المحرِّض التغير في تدفق الإلكترونات.

اقرأ المزيد

هنريز

يتم التحكم في قدرة مغو من خلال أربعة عوامل:

عدد الملفات - المزيد من الملفات يعني المزيد من الحث.

المادة التي يتم لف الملفات حولها (القلب)

مساحة المقطع العرضي للملف - مساحة أكبر تعني المزيد من الحث.

طول الملف – الملف القصير يعني ملفات أضيق (أو متداخلة)، مما يعني المزيد من الحث.

إن وضع الحديد في قلب محرِّض يمنحه محاثة أكثر بكثير من الهواء أو أي قلب غير مغناطيسي.

الوحدة القياسية للحث هي هنري. معادلة حساب عدد الهنري في المحرِّض هي:

H = (4 * Pi * #المنعطفات * #المنعطفات * مساحة الملف * mu) / (طول الملف * 10,000,000)

مساحة وطول الملف بالمتر. مصطلح مو هو نفاذية الأساسية. تبلغ نفاذية الهواء 1، بينما قد تكون نفاذية الفولاذ 2000.

تطبيق مغو: أجهزة استشعار إشارات المرور

لنفترض أنك أخذت ملفًا من الأسلاك يبلغ قطره 6 أقدام (2 متر)، ويحتوي على خمس أو ست حلقات من الأسلاك. تقوم بقطع بعض الأخاديد في الطريق وتضع الملف في الأخاديد. يمكنك توصيل مقياس الحث بالملف ومعرفة ما هي محاثة الملف.

الآن يمكنك ركن السيارة فوق الملف والتحقق من الحث مرة أخرى. ستكون المحاثة أكبر بكثير بسبب الجسم الفولاذي الكبير الموجود في المجال المغناطيسي للحلقة. تعمل السيارة المتوقفة فوق الملف مثل قلب المحرِّض، ووجودها يغير محاثة الملف. تستخدم معظم أجهزة استشعار إشارات المرور الحلقة بهذه الطريقة. يقوم المستشعر باستمرار باختبار محاثة الحلقة في الطريق، وعندما يرتفع المحاث، يعرف أن هناك سيارة تنتظر!

عادةً ما تستخدم ملفًا أصغر بكثير. أحد الاستخدامات الكبيرة للمحاثات هو تجميعها مع المكثفات لإنشاء مذبذبات. راجع كيفية عمل المذبذبات للحصول على التفاصيل.