ملف الحث

ملف الحث أحد المكونات المهمة لدوائر التيار المتردد. يمكن تعريفه بأنه ملف ملفوف حول نفسه بحيث إذا حدث تغير في التيار في أحد أجزاءه يولد تيار مستحث في الجزأ الآخر. ويترتب على ذلك ممانعة للتيار تسمي المفاعلة الحثية.

دائرة ملف الحث

دائرة تتكون من مولد تيار متردد و ملف واحد. عند حساب التيار في هذه الدائرة , و نظراً لأن فرق الجهد عبر الملف يتناسب مع معدل التغير في التيار على حسب قانون الحث الذاتي

V =- L \frac{dI}{dt}

حيث L هو معامل الحث و \frac{dI}{dt} هو التغير في التيار خلال فترة زمنية قصيرة t. و ﻷن هذا فرق الجهد عبر الملف يساوي أيضًا فرق الجهد بين طرفي المصدر المتردد لأن الملف وحده في الدائرة. فإن ملخص المعادلة هو أن V يتناسب مع ميل العلاقة الزمن-التيار (\frac{dI}{dt}).

دائرة ملف الحث
دائرة ملف حث

نظرا لأن فرق الجهد معلوم و هوV = V_{max} sin (2 \pi ft). فإن العلاقة بين التيار و الزمن يجب أن تكون دالة جيب تمام مع الزمن و بالتالي عند تفاضل التيار بالنسبة للزمن يعطي دالة جيب (دالة الجهد) أي تكون في هذه الصورة 

I = I_{max} cos (2 \pi ft)

  ترتبط دالة الجيب و دالة جيب التمام بالخاصية

 cos (a) = sin (a+\pi/2)

فإن

I = I_{max} sin (2 \pi ft+\pi/2)

نقول إن التيار هو 90 متأخر عن فرق الجهد.  تكون زاوية الطور 90. على خلاف المقاومة التي لا يكون فيها أي فرق في الطور بين التيار و الجهد.

التيار و الجهد في ملف الحث
التيار و فرق الجهد في ملف حث

المفاعلة الحثية

نجد أن التيار يلاقي مفاعلة حثية أو ممانعة يلقاها داخل الملف يمكن تعيين قيمتها كما هو الحال في أي ممانعة عن طريق قسمة فرق الجهد على شدة التيار

X_L = \frac{V_{max}}{I_{max}}

حيث تسمى XL المفاعلة الحثية و يعطى بواسطة

X_L = 2 \pi fL

المفاعلة الحثية (XL) تعتمد على التردد التيار المتردد و معامل الحث طرديا فإن XL تصبح أكبر كلما زاد التردد. لأن زيادة التردد تؤدي إلى زيادة معدل التغير في التيار وبالتالي تزيد  emf العكسية لتعاكس نمو التيار و تزيد المفاعلة. لهذا السبب ، يتناقص التيار عبر الملف عند الترددات العالية و يكون الملف كما لو كان مفتاح مفتوح.

القدرة في دائرة ملف الحث

يمكننا حساب القدرة اللحظية من خلال

P = VI = V_{max} I_{max} sin(2 \pi ft) cos(2 \pi ft)

تتأرجح القدرة الكهربية بين القيم الموجبة والسالبة ويكون متوسط ​​القدرة على مدار دورة كاملة صفراً. يقوم المولد بتوصيل الطاقة إلى ملف الحث أثناء جزء من دورة التيار المتردد. حيث يقوم الملف بتخزين الطاقة في صورة طاقة مغناطيسية. بينما في نصف الدورة الأخر يقوم الملف بالعكس أي بتوصيل الطاقة المحزنة بداخلة إلى المولد. فتكون القدرة المبددة في ملف الحث المثالى (النقي) تساوي صفر.

القدرة الكهربية المخزنة في أي ملف حث
القدرة الكهربية المخزنة في أي ملف حث

لمزيد من التفاصيل حول التجربة يجب مشاهدة الفيديو

دائرة ملف الحث- دوائر التيار المتردد
دائرة ملف الحث- دوائر التيار المتردد
دائرة ملف الحث- دوائر التيار المتردد
دائرة ملف الحث- دوائر التيار المتردد
دائرة ملف الحث- دوائر التيار المتردد

اختبار على الدرس

فيديو الدرس

دوائر التيار المتردد

رأيك يهمنا