الحث: الصيغة. قياس الحث. حث الدائرة

الذين لم يدرسوا الفيزياء في المدرسة؟ بالنسبة للبعض، كانت مثيرة للاهتمام ومفهومة، في حين عكف آخرون على الكتب، في محاولة لحفظ المفاهيم المعقدة. لكن كل واحد منا قد تذكر أن العالم يقوم على المعرفة الجسدية. اليوم سوف نتحدث عن مفاهيم مثل الحث الحالي ، الحث حلقة ، ومعرفة أي نوع من المكثفات وما هو الملف اللولبي.

الدائرة الكهربائية والمحاثة

الحث يعمل على توصيف المغناطيسيةخصائص الدائرة الكهربائية. يتم تعريفه على أنه معامل التناسب بين التيار الكهربائي الحالي والتدفق المغناطيسي في حلقة مغلقة. يتم إنشاء تدفق من هذا التيار من خلال سطح كفاف. تعريف آخر هو أن الحث هو معلمة من الدائرة الكهربائية ويحدد EMF من الحث الذاتي. يستخدم هذا المصطلح للإشارة إلى عنصر السلسلة ، ومن الضروري تحديد خصائص تأثير الحث الذاتي ، الذي اكتشفه D. Henry و M. Faraday بشكل مستقل عن بعضهما البعض. ويرتبط المحاثة بشكل وحجم الكفاف وقيمة النفاذية المغنطيسية للبيئة. في وحدة قياس SI ، يتم قياس هذه الكمية في هنري ويتم الإشارة إليها على أنها L.

محاثة ذاتية وقياس الحث

ودعا قيمة الحث، وهو نسبة التدفق المغناطيسي التي تتدفق من خلال جميع اللفات إلى التيار الدائرة:

• L = N × F: I.

الحث من الدائرة يعتمد علىالشكل والأبعاد الكنتورية والخصائص المغناطيسية للبيئة التي تقع فيها. إذا كان التيار الكهربائي يتدفق في حلقة مغلقة ، فإن المجال المغناطيسي المتغير ينشأ. هذا سيؤدي لاحقا إلى ظهور EMF. وتسمى ولادة تيار الحث في دائرة مغلقة باسم "الحث الذاتي". وفقًا لقاعدة لينز ، لا تسمح القيمة بتغيير التيار في الدائرة. إذا تم الكشف عن الحث الذاتي ، فيمكن استخدام دائرة كهربائية ، حيث يتم توصيل المقاوم والملف مع نواة حديدية بشكل متواز. في سلسلة معهم ومصابيح كهربائية متصلة. في هذه الحالة ، تكون مقاومة المقاوم مساوية للمقاومة في التيار المباشر للملف. وستكون النتيجة حرق مشرق من المصابيح. تحتل ظاهرة الحث الذاتي واحداً من الأماكن الرئيسية في الهندسة اللاسلكية والهندسة الكهربائية.

كيف تجد المحاثة

الصيغة ، وهي أبسط لإيجاد القيمة ، هي كما يلي:

• L = F: أنا ،

حيث F هو التدفق المغناطيسي ، وأنا الحالي في الدائرة.

من خلال المحاثة ، يمكن للمرء أن يعبر عن EMF الحث الذاتي:

• Ei = -L x dI: dt.

من صيغة الاستنتاج هو المساواة تحريض القوة الدافعة الكهربائية العددية التي تحدث في حلقة عند انقطاع التيار الكهربائي الحالية على مقياس التيار الكهربائي واحد لثانية واحدة.

المحاثة المتغيرة تجعل من الممكن العثور على طاقة المجال المغناطيسي:

• W = L I² : 2.

"لفائف الموضوع"

المحرض هوسلك نحاسي معزول الجرح على قاعدة صلبة. أما بالنسبة للعزل ، فإن اختيار المواد واسع - وهذا هو الورنيش والعزل السلكي والنسيج. يعتمد حجم التدفق المغناطيسي على مساحة الاسطوانة. في حالة زيادة التيار في الملف ، يصبح الحقل المغناطيسي أكبر والعكس صحيح.

إذا قمت بتطبيق التيار الكهربائي على الملف ، فيمكنك ذلكسيكون لها الجهد المعاكس لجهد التيار ، لكنها تختفي فجأة. يسمى هذا النوع من الإجهاد بالقوة الكهربية للتحريض الذاتي. عندما يتم تطبيق الجهد على الملف ، فإن التيار يتغير قيمته من 0 إلى رقم معين. التوتر في هذه اللحظة يتغير أيضا ، وفقا لقانون أوم:

• أنا = U: R ،

حيث أصف القوة الحالية ، U - يظهر الجهد ، R - مقاومة الملف.

ميزة خاصة أخرى من الملف هوالحقيقة التالية: إذا تم فتح دائرة "لفائف التيار الحالي" ، فسيتم إضافة EMF إلى الجهد. سوف ينمو التيار أيضا في البداية ، وبعد ذلك سوف ينخفض. هذا ينطوي على أول قانون تخفيف ، والذي ينص على أن التيار في مغو لا يتغير على الفور.

يمكن تقسيم الملف إلى نوعين:

1. مع طرف مغناطيسي. في دور مادة القلب هي طبقة حديدية وحديد. النوى تعمل على زيادة الحث.
2. مع غير مغناطيسية. يستخدم في الحالات التي لا يكون فيها المحاثة أكثر من خمسة ملليغرامات.

تختلف الأجهزة في المظهر ، والهيكل الداخلي. اعتمادا على هذه المعايير ، تم العثور على محاثة من الملف. الصيغة في كل حالة مختلفة. على سبيل المثال ، بالنسبة لملف من طبقة واحدة ، سيكون المحاثة:

• L = 10μ0ΠN²R² : 9R + 10l.

وهنا بالفعل لصيغة أخرى متعددة الطبقات:

• L = μ0N²R² : 2Π (6R + 9l + 10w).

الاستنتاجات الرئيسية المتعلقة بعمل لفائف:

1. على الفريت الأسطواني ، ينشأ أكبر محاثة في المنتصف.
2. ﻟﻠﺤﺼﻮل ﻋﻠﻰ اﻟﺤﺪ اﻷﻗﺼﻰ ﻟﻠﺤﺚ ، ﻣﻦ اﻟﻀﺮوري إﻏﻼق اﻟﻤﻠﻔﺎت ﻋﻠﻰ اﻟﻤﻠﻒ.
3. الحث أقل ، كلما قل عدد الدورات.
4. في النواة الحلقية ، لا تلعب المسافة بين المنعطفات دور الملف.
5. تعتمد قيمة المحاثة على "المنعطفات في المربع".
6. إذا كانت المحاثات متصلة في سلسلة ، فإن قيمتها الإجمالية تساوي مجموع المحاثة.
7. عند الاتصال بالتوازي ، يجب توخي الحذر لضمان تفريق المحاثات على لوحة. خلاف ذلك ، ستكون قراءاتها غير صحيحة بسبب التأثير المتبادل للمجالات المغناطيسية.

الملف اللولبي

من المفهوم أن هذا المصطلح أسطوانيلف من سلك يمكن أن يُلف في طبقة واحدة أو أكثر. طول الاسطوانة أكبر بكثير من القطر. بسبب هذه الميزة ، عندما يتم تطبيق تيار على تجويف الملف اللولبي ، يتم إنتاج حقل مغناطيسي. معدل تغيير التدفق المغناطيسي يتناسب مع التغيير في التيار. يتم حساب محاثة الملف اللولبي في هذه الحالة على النحو التالي:

• df: dt = L dl: dt.

يسمى نوع آخر من الملف بمحرك كهروميكانيكي مع قلب قابل للسحب. في هذه الحالة ، يتم تزويد الملف اللولبي بنير مغناطيسي مغنطيسي خارجي.

في الوقت الحاضر ، يمكن للجهاز الجمع بين المكونات الهيدروليكية والإلكترونيات. على هذا الأساس يتم إنشاء أربعة نماذج:

• الأول قادر على التحكم في ضغط الخط.
• النموذج الثاني يختلف عن الآخر عن طريق التحكم القسري في قفل القابض في محولات العزم.
• يحتوي النموذج الثالث في تركيبه على منظمات الضغط المسؤولة عن أعمال تبديل السرعات.
• والرابع هو الصمامات التي يتم التحكم فيها هيدروليكيًا أو الصمامات.

الصيغ اللازمة لإجراء العمليات الحسابية

للعثور على محاثة الملف اللولبي ، تنطبق الصيغة على النحو التالي:

• L = μ0n²V،

حيث يشير μ0 إلى النفاذية المغناطيسية للفراغ ، n هو عدد الدورات ، و V هو حجم الملف اللولبي.

من الممكن أيضًا حساب محاثة الملف اللولبي باستخدام صيغة أخرى:

• L = μ0N²ق: ل ،

حيث S هي منطقة المقطع العرضي ، و l طول الملف اللولبي.

للعثور على محاثة لولبي ، تطبق الصيغة أي واحد يلائم الحل لهذه المشكلة.

العمل على تيار مباشر ومتناوب

يتم توجيه المجال المغناطيسي ، الذي يتم إنشاؤه داخل الملف ، على طول المحور ، ويساوي:

• ب = μ0nI ،

حيث μ0 هي نفاذية المغناطيسية للفراغ ، n هي عدد الدورات ، وأنا القيمة الحالية.

عندما يتحرك التيار على طول الملف اللولبي ، يخزن الملف الطاقة ، والتي تساوي العمل المطلوب لإنشاء التيار. لحساب المحاثة في هذه الحالة ، يتم استخدام الصيغة على النحو التالي:

• E = LI² : 2,

حيث تشير L إلى قيمة المحاثة ، و E - الطاقة التخزينية.

يحدث EMF الحث الذاتي عندما يتغير التيار في الملف اللولبي.

في حالة تشغيل التيار المتردد ،المجال المغناطيسي بالتناوب. قد يختلف اتجاه قوة الجذب ، أو يمكن أن يظل دون تغيير. الحالة الأولى تحدث عندما يتم استخدام الملف اللولبي كمغناطيس كهربائي. والثانية ، عندما تكون المرساة مصنوعة من مادة مغناطيسية ناعمة. يحتوي الملف اللولبي AC على مقاومة معقدة تتضمن مقاومة اللف ومحاثة الحث.

التطبيق الأكثر شيوعا من ملفات لولبيةالنوع الأول (التيار المباشر) هو في دور محرك الطاقة التدريجي. تعتمد القوة على بنية القلب والجسم. ومن أمثلة الاستخدام عمل المقص عند قطع الشيكات في سجلات النقد والصمامات في المحركات والأنظمة الهيدروليكية وأقفال الأقفال. تستخدم الملفات اللولبية من النوع الثاني كمحثات لتسخين التعريفي في أفران بوتقة.

ملامح متذبذبة

أبسط دارة رنانة هيدارة تذبذبية متسلسلة تتألف من المحاثات المدرجة والمكثف الذي يتدفق من خلاله تيار متناوب. لتحديد محاثة الملف ، يتم استخدام الصيغة على النحو التالي:

• XL = W x L ،

حيث يشير XL إلى تفاعل الملف ، و W هو التردد الدائري.

إذا تم استخدام تفاعل المكاثف ، ستبدو الصيغة كما يلي:

Xc = 1: W × C.

الخصائص الهامة للدائرة التذبذبيةهي تردد الرنين ، ومقاومة الموجة وعامل جودة الدائرة. يميز الأول التردد الذي تكون فيه مقاومة الحلقة ذات طبيعة نشطة. ويبين الثاني كيف أن التفاعل في تردد الرنين يمر بين هذه الكميات مثل السعة والحث لدائرة التأرجح. تحدد الخاصية الثالثة اتساع وعرض خصائص تردد الاتساع للرنين وتعرض أبعاد احتياطي الطاقة في الدائرة مقارنة بفقدان الطاقة في فترة تذبذب واحدة. في التقنية ، يتم تقدير خصائص تردد الدارات باستخدام استجابة التردد. في هذه الحالة ، تعتبر الدائرة كشبكة ذات أربع محطات. عند رسم الرسوم البيانية ، يتم استخدام قيمة معامل إرسال الجهد (K). توضح هذه القيمة نسبة جهد الخرج إلى جهد الدخل. بالنسبة للدوائر التي لا تحتوي على مصادر طاقة وعناصر تضخيم مختلفة ، فإن قيمة المعامل ليست أكثر من الوحدة. وهو يميل إلى الصفر عندما تكون مقاومة الدائرة عالية على ترددات غير الرنين. إذا كانت قيمة المقاومة ضئيلة ، فإن المعامل قريب من الوحدة.

مع دارة متذبذبة متوازية ،اثنين من العناصر التفاعلية مع تفاعلية مختلفة. استخدام هذا النوع من الكفاف يشير إلى أنه عندما يكون هناك تضمين متوازي للعناصر ، فمن الضروري إضافة الموصلية فقط ، ولكن ليس المقاومة. عند تردد الرنين ، يكون إجمالي أداء الدائرة هو صفر ، مما يشير إلى وجود مقاومة كبيرة بشكل غير محدود للتيار المتناوب. بالنسبة للدارة التي تكون فيها السعة (C) والمقاومة (R) والمحاثة متوازية ، فإن الصيغة التي تجمعها مع Q (Q) هي:

• Q = R√C: L.

عندما تعمل حلقة متوازية في فترة واحدةيحدث تبادل الطاقة بين المكثف والملف مرتين. في هذه الحالة ، يظهر تيار حلقة ، وهو أكبر بكثير من القيمة الحالية في الدائرة الخارجية.

عملية مكثف

الجهاز هو اثنين من محطة صغيرةالموصلية ومع قيمة السعة المتغيرة أو الثابتة. عندما لا يتم شحن المكثف ، تكون مقاومته قريبة من الصفر ، وإلا فإنها تساوي اللانهاية. إذا تم فصل المصدر الحالي عن هذا العنصر ، فسيصبح هذا المصدر حتى يتم تفريغه. استخدام مكثف في الإلكترونيات هو دور المرشحات التي تزيل الضوضاء. يستخدم هذا الجهاز في وحدات تزويد الطاقة في دوائر الطاقة لتشغيل النظام عند الأحمال العالية. يعتمد هذا على قدرة العنصر لتمرير مكون بديل ، ولكن تيار غير ثابت. كلما زاد تردد المكون ، كلما انخفضت مقاومة المكثف. ونتيجة لذلك ، من خلال مكثف يتم إسكات جميع التدخلات التي تذهب على الجهد DC.

تعتمد مقاومة العنصر على السعة. انطلاقا من ذلك ، سيكون من الأصح وضع المكثفات بكميات مختلفة من أجل التقاط أنواع مختلفة من التداخل. نظرًا لقدرة الجهاز على نقل التيار المباشر فقط خلال فترة الشحن ، يتم استخدامه كعنصر مستهلك للوقت في المولدات أو كحلقة تشكيل للنبض.

المكثفات تأتي في العديد من الأنواع. بشكل عام ، يعتمد التصنيف على نوع العازل ، لأن هذه المعلمة تحدد استقرار السعة ومقاومة العزل وما إلى ذلك. تنظيم هذه القيمة كالتالي:

1. المكثفات مع عازل الغازية.
2. فراغ.
3. مع عازل السائل.
4. مع عازل غير عضوي الصلبة.
5. مع عازل عضوي صلبة.
6. الحالة الصلبة.
7. كهربائيا.

هناك تصنيف من المكثفات وفقا لالمقصد (مشتركة أو مخصصة)، وطبيعة الحماية ضد العوامل الخارجية (المحمية وغير المحمية، غير معزول ومعزولة، مغلقة ومختومة) من خلال تقنية التركيب (مقرنة، والطباعة، والسطح، مع دبوس المسمار، المفاجئة دبوس). أيضا ، يمكن تمييز الأجهزة بالقدرة على تغيير السعة:

1. المكثفات الثابتة ، أي ، التي هي دائما ثابت السعة.
2. المتقلب. لا تتغير قدراتها مع تشغيل المعدات ، ولكن يمكن تعديلها مرة واحدة أو بشكل دوري.
3. المتغيرات. هذه هي المكثفات التي تسمح للتغيير في السعة أثناء تشغيل المعدات.

محاثة ومكثف

العناصر الحالية للجهاز قادرة علىخلق الحث الخاصة بها. هذه هي الأجزاء الهيكلية مثل البناء ، وتربط الحافلات ، والريادة الحالية ، والمحطات الطرفية والصمامات. يمكنك إنشاء محاثة مكثفة إضافية من خلال إرفاق قضبان الربط. يعتمد وضع التشغيل للدارة الكهربائية على المحاثة والسعة والمقاومة الفعالة. تكون صيغة حساب المحاثة ، التي تظهر عند الاقتراب من تردد الرنين ، كما يلي:

• Ce = C: (1 - 4Π²و²LC)،

حيث يحدد Ce السعة الفعالة للمكثف ، تشير C إلى السعة الفعلية ، f هو التردد ، L هو المحاثة.

يجب دائما أن تؤخذ قيمة الحث في الاعتبارعند العمل مع المكثفات الطاقة. بالنسبة لمكثفات النبض ، فإن قيمة المحاثة الداخلية هي الأكثر أهمية. يقع التفريغ على الدائرة الحثية وله نوعان - غير دوري وتذبذب.

الحث في مكثف فياعتمادا على مخطط اتصال العناصر فيه. على سبيل المثال ، مع وجود اتصال متوازي للأقسام والحافلات ، تساوي هذه القيمة مجموع محاثات الحزمة الرئيسية للحاوية والمسامير. للعثور على مثل هذا المحاثة ، تكون الصيغة كما يلي:

• Lk = Lp + Lm + Lb،

حيث تعرض Lk محاثة الجهاز ، Lp-package ، Lm - main bus ، و Lb - inductance للمحطات الطرفية.

إذا تغير التيار الناقل ، بطول متوازي ، على طوله ، عندئذ يتم تعريف المحاثة المكافئة على النحو التالي:

• Lk = Lc: n + μ0 lxd: (3b) + Lb،

حيث l هي طول الإطارات ، b هي عرضه ، و d هي المسافة بين الإطارات.

لتقليل محاثة الجهاز ،من الضروري وضع الأجزاء الحاملة للتيار من المكثف بحيث يتم التعويض المتبادل بين حقولهم المغناطيسية. وبعبارة أخرى ، يجب إزالة الأجزاء التي تحمل التيار مع نفس الحركة الحالية من بعضها البعض قدر الإمكان ، ومع الاتجاه المعاكس مجتمعة. عند الجمع بين المجمعات الحالية مع انخفاض في سماكة العازل الكهربائي ، يمكن تقليل محاثة القسم. ويمكن تحقيق ذلك حتى بتقسيم قسم واحد بحجم كبير إلى عدة أجزاء بسعة أقل.

</ p>