الحث الذاتي
Self Inductance
اعتبر دائرة كهربية مكونة من بطارية ومقاومة ومفتاح كهربي كما في الشكل المقابل ،عن د غلق فإن التيار المار في الدائرة سوف لن يصل إلى قيم ته العظمى فور غلق المفتاح انما سوف يستغرق بعضا من الوقت نتيجة لقانون فارادي. كيف ذلك؟
عند غلق المفتاح في الدائرة الكهربية يحدث ما يلي:
Self Inductance
اعتبر دائرة كهربية مكونة من بطارية ومقاومة ومفتاح كهربي كما في الشكل المقابل ،عن د غلق فإن التيار المار في الدائرة سوف لن يصل إلى قيم ته العظمى فور غلق المفتاح انما سوف يستغرق بعضا من الوقت نتيجة لقانون فارادي. كيف ذلك؟
عند غلق المفتاح في الدائرة الكهربية يحدث ما يلي:
-
يزداد التيار المار في الدائرة مع الزمن.
-
يزداد الفيض المغناطيسي خلال الدائرة نتيجة لازدياد التيار.
-
الفيض المتزايد يؤدي إلى توليد قوة دافعة كهربية في الدائرة ليعاكس الزيادة في الفيض المغناطيسي. Lenz’s Law
هذه القوة الدافعة الكهربية المتولدة في الدائرة تعمل في عكس اتجاه التيار الأصلي وهذا نتج عن الزيادة في الفيض المغناطبيسي نتيجة لزيادة التيار عند غلق المفتاح… هذا التأثير في الدائرة يعرف باسم التأثير الحثي الذاتي Self Induction.
من قانون فارادي يمكننا من ايجاد صيغة رياضية للتعبير عن الحث الذاتي. حيث انالفيض المغناطيسي يتناسب مع المجال المغناطيسي والاخير يتناسب مع التيار في الدائرة لذا فإن القوة الدافعة الكهربية للحث الذاتي تتناسب مع التغير في التيار الكهربي.
where L is a proportionality constant, called the inductance of the device.
الحث الذاتي L في المغناطيسية يناظر السعة الكهربية C. ويمكن التعبير عن الحث الذاتي L بالابعاد الهندسية للدائرة. فإذا افترضنا ملف عدد لفاته N فإن L تعطى بالعلاقة التالية:
كما يمكن التعبير عن الحصث الذاتي بالمعادلة التالية:
وهذه المعادلة تعطي قيمة الحث الذاتي للدائرة بغض النظر عن ابعادها الهندسية وانما تعتمد على قياس الميات الفيزيائية مثل القوة الدافعة الكهربية والتغيير في التيار. وتكون وحدة الحث الذاتي هي الهنري Henry .
كيف يمكن ايجاد الحث الذاتي من خلال قياس الابعاد الهندسية
من قانون فارادي يمكننا من ايجاد صيغة رياضية للتعبير عن الحث الذاتي. حيث انالفيض المغناطيسي يتناسب مع المجال المغناطيسي والاخير يتناسب مع التيار في الدائرة لذا فإن القوة الدافعة الكهربية للحث الذاتي تتناسب مع التغير في التيار الكهربي.
where L is a proportionality constant, called the inductance of the device.
الحث الذاتي L في المغناطيسية يناظر السعة الكهربية C. ويمكن التعبير عن الحث الذاتي L بالابعاد الهندسية للدائرة. فإذا افترضنا ملف عدد لفاته N فإن L تعطى بالعلاقة التالية:
كما يمكن التعبير عن الحصث الذاتي بالمعادلة التالية:
وهذه المعادلة تعطي قيمة الحث الذاتي للدائرة بغض النظر عن ابعادها الهندسية وانما تعتمد على قياس الميات الفيزيائية مثل القوة الدافعة الكهربية والتغيير في التيار. وتكون وحدة الحث الذاتي هي الهنري Henry .
كيف يمكن ايجاد الحث الذاتي من خلال قياس الابعاد الهندسية
اعتبر ملف عدد لفاته N لفة وطوله l اكبر بكثير من نصف قطر الملف. ينشأ عنه مجالاً مغناطيسياً يعطى بالعلاقة التالية:
اما الفيض الكهربي فيعطى بالعلاقة التالية:
ومن هذا يتضح ان الحث الذاتي للملف يعتمد على خواصه الهندسية (الطول والمساحة وعدد اللفات)
