أخبار

مبدأ عمل الحث مجرد للغاية. من أجل شرح ما هو الحث، نبدأ من الظاهرة الفيزيائية الأساسية.

1. ظاهرتان وقانون واحد: المغناطيسية المستحثة بالكهرباء، والكهرباء المستحثة بالمغناطيسية، وقانون لينز

1.1 الظاهرة الكهرومغناطيسية

هناك تجربة في الفيزياء في المدرسة الثانوية: عندما يتم وضع إبرة مغناطيسية صغيرة بجوار موصل يمر به التيار، ينحرف اتجاه الإبرة المغناطيسية الصغيرة، مما يدل على وجود مجال مغناطيسي حول التيار. تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل الفيزيائي الدنماركي أورستد في عام 1820.

إذا قمنا بلف الموصل في دائرة، فإن المجالات المغناطيسية الناتجة عن كل دائرة من الموصل يمكن أن تتداخل، وسيصبح المجال المغناطيسي الإجمالي أقوى، مما قد يجذب الأجسام الصغيرة. في الشكل، يتم تغذية الملف بتيار 2~3A. لاحظ أن السلك المطلي بالمينا له حد تيار مقنن، وإلا فإنه سوف يذوب بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

2. ظاهرة الكهرباء المغناطيسية

في عام 1831، اكتشف العالم البريطاني فاراداي أنه عندما يتحرك جزء من موصل دائرة مغلقة لقطع المجال المغناطيسي، سيتم توليد الكهرباء على الموصل. الشرط الأساسي هو أن تكون الدائرة والمجال المغناطيسي في بيئة متغيرة نسبيًا، لذلك يطلق عليها اسم الكهرباء المغناطيسية "الديناميكية"، ويسمى التيار المتولد بالتيار المستحث.

يمكننا أن نفعل تجربة مع المحرك. في المحرك العادي المصقول بالتيار المستمر، يكون الجزء الثابت عبارة عن مغناطيس دائم والجزء الدوار عبارة عن موصل ملف. إن تدوير الدوار يدويًا يعني أن الموصل يتحرك لقطع خطوط القوة المغناطيسية. باستخدام راسم الذبذبات لتوصيل قطبي المحرك، يمكن قياس تغير الجهد. يتم تصنيع المولد على هذا المبدأ.

3. قانون لينز

قانون لينز: اتجاه التيار المستحث الناتج عن تغير التدفق المغناطيسي هو الاتجاه الذي يعارض تغير التدفق المغناطيسي.

الفهم البسيط لهذه الجملة هو: عندما يصبح المجال المغناطيسي (المجال المغناطيسي الخارجي) لبيئة الموصل أقوى، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن تياره المستحث يكون معاكسًا للمجال المغناطيسي الخارجي، مما يجعل إجمالي المجال المغناطيسي أضعف من المجال المغناطيسي الخارجي. المجال المغنطيسي. عندما يصبح المجال المغناطيسي (المجال المغناطيسي الخارجي) لبيئة الموصل أضعف، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث يكون معاكسًا للمجال المغناطيسي الخارجي، مما يجعل المجال المغناطيسي الإجمالي أقوى من المجال المغناطيسي الخارجي.

يمكن استخدام قانون لينز لتحديد اتجاه التيار المستحث في الدائرة.

2. ملف الأنبوب الحلزوني – شرح كيفية عمل المحاثاتمع معرفة الظاهرتين المذكورتين أعلاه وقانون واحد، دعونا نرى كيف تعمل المحاثات.

أبسط مغو هو ملف أنبوب حلزوني:

الوضع أثناء التشغيل

قمنا بقطع جزء صغير من الأنبوب الحلزوني ويمكننا رؤية ملفين، الملف A والملف B:

أثناء عملية التشغيل، يكون الوضع كما يلي:

①الملف A يمر عبر تيار، على افتراض أن اتجاهه كما هو موضح بالخط الأزرق الصلب، والذي يسمى تيار الإثارة الخارجي؛
②وفقًا لمبدأ الكهرومغناطيسية، يولد تيار الإثارة الخارجي مجالًا مغناطيسيًا، والذي يبدأ بالانتشار في الفضاء المحيط ويغطي الملف B، وهو ما يعادل الملف B الذي يقطع خطوط القوة المغناطيسية، كما هو موضح بالخط المنقط الأزرق؛
③وفقًا لمبدأ الكهرباء المغناطيسية، يتم إنشاء تيار مستحث في الملف B، ويكون اتجاهه كما هو موضح بالخط الصلب الأخضر، وهو عكس تيار الإثارة الخارجي؛
④وفقًا لقانون لينز، فإن المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث هو مواجهة المجال المغناطيسي لتيار الإثارة الخارجي، كما هو موضح بالخط المنقط الأخضر؛

الوضع بعد التشغيل مستقر (DC)

بعد أن يكون التشغيل مستقرًا، يكون تيار الإثارة الخارجي للملف A ثابتًا، ويكون المجال المغناطيسي الذي يولده ثابتًا أيضًا. ليس للمجال المغناطيسي حركة نسبية مع الملف B، لذلك لا توجد كهرباء مغناطيسية، ولا يوجد تيار يمثله الخط الأخضر الصلب. في هذا الوقت، مغو يعادل دائرة كهربائية قصيرة للإثارة الخارجية.

3. خصائص الحث: التيار لا يتغير فجأة

بعد فهم كيفيةمغوحسنًا، دعونا نلقي نظرة على أهم خصائصه - التيار في المحرِّض لا يمكن أن يتغير فجأة.

في الشكل، المحور الأفقي للمنحنى الأيمن هو الزمن، والمحور الرأسي هو التيار المار في ملف الحث. تعتبر لحظة إغلاق المفتاح بمثابة أصل الوقت.

ويمكن ملاحظة أن: 1. في لحظة إغلاق المفتاح، يكون التيار المار في المحرِّض 0A، وهو ما يعادل كون المحرِّض مفتوح الدائرة. وذلك لأن التيار اللحظي يتغير بشكل حاد، مما سيولد تيارًا مستحثًا ضخمًا (أخضر) لمقاومة تيار الإثارة الخارجي (أزرق)؛

2. في عملية الوصول إلى حالة مستقرة، يتغير التيار الموجود على المحرِّض بشكل كبير؛

3. بعد الوصول إلى حالة مستقرة، يكون التيار في المحث هو I=E/R، وهو ما يعادل دائرة قصر في المحث؛

4. المقابلة للتيار المستحث هي القوة الدافعة الكهربائية المستحثة، والتي تعمل على مقاومة E، لذلك يطلق عليها اسم Back EMF (القوة الدافعة الكهربائية العكسية)؛

4. ما هو الحث بالضبط؟

يتم استخدام الحث لوصف قدرة الجهاز على مقاومة التغيرات الحالية. كلما كانت القدرة على مقاومة التغيرات الحالية أقوى، كلما زاد الحث، والعكس صحيح.

بالنسبة لإثارة التيار المستمر، يكون المحرِّض في النهاية في حالة دائرة قصر (الجهد 0). ومع ذلك، أثناء عملية التشغيل، لا يكون الجهد والتيار 0، مما يعني وجود طاقة. وتسمى عملية تراكم هذه الطاقة بالشحن. يقوم بتخزين هذه الطاقة في شكل مجال مغناطيسي ويطلق الطاقة عند الحاجة (مثل عندما لا يتمكن الإثارة الخارجية من الحفاظ على الحجم الحالي في حالة مستقرة).

المحاثات هي أجهزة بالقصور الذاتي في المجال الكهرومغناطيسي. أجهزة القصور الذاتي لا تحب التغييرات، تمامًا مثل الحذافات في الديناميكيات. من الصعب أن تبدأ بالدوران في البداية، وبمجرد أن تبدأ بالدوران، يصعب إيقافها. العملية برمتها مصحوبة بتحويل الطاقة.

إذا كنت مهتما، يرجى زيارة الموقعwww.tclmdcoils.com.