المقالة الأخيرة تدور حول "الإدراك الحسي" لفهم الحث ، وهذه المقالة تدور حول "العقلانية" لفهم الحث. سنقوم بإدراج بعض صيغ الكتب المدرسية ، مع الالتزام بتقاليد هذا العمود ، وضع بعض الرسوم المتحركة المتحركة للمساعدة في الفهم.

1. وحدة الحث

كما يتضح من المقالة السابقة ، يعكس الحث قدرة الجهاز على مقاومة التغييرات الحالية. تنعكس هذه "المواجهة" في التيار المستحث والقوة الدافعة الكهربائية المستحثة (وتسمى أيضًا: Back EMF) على المحرِّض.

وحدة الحث هي Henry ، والرمز هو L. تعريف L = 1 Henry هو: التغيرات الحالية بإيقاع 1 أمبير في الثانية (1A / s) إذا كان جهد القوة الدافعة الكهربائية المستحثة المتولدة على المحرِّض هو 1V ، فإن هذا المحاثة هي 1 Henry.

في معدات الراديو والاتصالات ، وحدة الحث الشائعة هي nH (nanohenry) ، والتي يمكنها التعامل مع التغيرات الحالية على مستوى MHz ؛ في إمدادات الطاقة ومعدات الإمداد بالطاقة ، وحدة الحث الشائعة هي μH (uH ، microhenry) ، والتي تتواءم مع تيار على مستوى KHz التغيير ؛ في المعدات الصوتية ، وحدة الحث الشائعة هي mH (haoheng) ، والتي يمكنها التعامل مع التغييرات الحالية لمئات هرتز إلى 2 كيلو هرتز.

في عملية مقاومة التغيرات الحالية ، يكون المحرِّض مصحوبًا بتحويل الطاقة الكهربائية والمغناطيسية ، وكلما زادت سعة المحرِّض ، زادت الطاقة التي يمكن تحويلها وتخزينها.

2. تغيرات الجهد والتيار على المحرِّض

دعونا نلقي نظرة على العلاقة بين الجهد والتيار على المحرِّض: V = -L * di / dt

تعكس هذه الصيغة أن جهد القوة الدافعة الكهربائية المستحثة على المحرِّض يرتبط بسرعة التغيير الحالي.

في حالة وجود L ثابت ، كلما زادت سرعة تغير التيار ، زاد الجهد الكهربي المستحث المتولد. خاصة عندما يكون مفتاح الدائرة مفتوحًا أو مغلقًا ، يمكن أن يتسبب التغيير اللحظي للتيار في ظهور شرارات في مكان مفتاح الدائرة (يمكن أن تتولد الشرارة فقط عندما ينكسر الهواء.الجهد على الأقل عشرات الآلاف من الفولتات.الجهد اللحظي مرتفع للغاية. قصير ، لكن ليس بالضرورة كبير في الطاقة).

نقوم ببناء دائرة مكونة من الحث والمقاومة والطاقة (موجة مربعة دورية) ، كما هو موضح أدناه:

يتم توصيل الفولتميتر بالتوازي مع كل جهاز لعرض شكل الموجة بسهولة. على وجه الخصوص ، من خلال الجهد عبر المقاوم ، يمكن تقدير التيار عبر الدائرة (قانون أوم). مصدر الطاقة عبارة عن موجة مربعة دورية بحد أقصى 10 فولت و 0 فولت و 100 هرتز.

دعنا نلقي نظرة على تغيرات الجهد والتيار الموجي على المحرِّض:

من بينها ، يمثل الشكل الموجي الأخضر تغير جهد إمداد الطاقة ؛ ويمثل الشكل الموجي الأصفر تغير جهد المحرِّض ؛ ويمثل الشكل الموجي الأزرق تغير جهد المقاومة ، ويعكس أيضًا التغير الحالي في الدائرة بأكملها.

عندما يتغير مصدر الطاقة من 0V-> 10V ، فإن جهد المحرِّض يولد نبضة موجبة (تغير الجهد المفاجئ) ، وقطبية هذه النبضة تكون معاكسة لقطبية جهد إمداد الطاقة. لأن جهد المحرِّض يضعف من تأثير جهد إمداد الطاقة ، فإن التيار لا يزداد فجأة.يبدأ تيار الدائرة بأكملها من 0A ويرتفع تدريجياً (لا يمكن للتيار أن يتغير فجأة) حتى يصل إلى حالة الاستقرار.

عندما يتغير مصدر الطاقة من 10V-> 0V ، فإن جهد المحرِّض يولد نبضة سالبة (تغير مفاجئ للجهد) ، فإن قطبية هذه النبضة هي نفس قطبية جهد إمداد الطاقة. لأن جهد المحرِّض يستمر في تأثير جهد إمداد الطاقة ، فإن التيار لا ينخفض ​​فجأة.يبدأ تيار الدائرة بأكملها من 1A (10V / 10Ω) وينخفض ​​تدريجياً (لا يمكن للتيار أن يتغير فجأة) حتى يصل إلى حالة الاستقرار.

وهذا يتفق مع ما قلناه في المقال السابق من أن الحث هو جهاز بالقصور الذاتي في مجال الكهرومغناطيسية ، فهو لا يحب أن يتغير التيار ويستخدم دائمًا طاقته الخاصة للحفاظ على الحالة الأصلية للتيار.

لاحظ أنه لا توجد أجهزة تبديل موضوعة عمدًا في هذه الدائرة ، حتى عندما يكون جهد مصدر الطاقة 0 فولت على الأقل ، يتم تشغيل الدائرة بأكملها. ولكن إذا قمت بوضع مفتاح في الدائرة ، فإن الوضع عندما يكون المفتاح مغلقًا يختلف عن الموقف عندما يكون مصدر الطاقة 0 فولت ، فسنقوم بتحليله لاحقًا. يمكنك أن تتخيل أن المحرِّض يعمل كجهاز بالقصور الذاتي للتيار ، إذا انفصلت الدائرة فجأة ولم يكن للتيار حلقة ، فماذا سيحدث؟

ثالثًا ، ثابت وقت المحاثة

في دائرة LR ، استجابة لتغيرات الإثارة الخارجية (DC) ، يتطلب الأمر عملية معينة لجهد وتيار المحرِّض للوصول إلى حالة مستقرة ، ويتوافق شكل الموجة الخاص به مع التغير الأسي:

ثابت الوقت τ = L / R. بعد 5 τ ، يميل الجهد والتيار للمحث إلى الاستقرار ، خاصة بالنسبة للتيار المستمر ، في هذا الوقت يكون المحرِّض مكافئًا لدائرة كهربائية قصيرة ، ويصل التيار إلى الحد الأقصى Imax = V / R.

في عملية الوصول إلى حالة مستقرة ، يقوم الحث أيضًا بتخزين الطاقة (تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية ، المقابلة لتغير طاقة الإثارة المذكورة أعلاه من 0V-> 10V) أو إطلاق الطاقة (تحويل الطاقة المغناطيسية إلى طاقة كهربائية ، المقابلة لقوة الإثارة المذكورة أعلاه من 10V- > 0V التغييرات). لذلك يسمى هذا الثابت أيضًا بثابت وقت الشحن والتفريغ.

رابعًا ، مقاومة التفاعل الحثي الحثي

مثل السعة ، فإن الممانعة ضرورية لقياس أداء المحاثة تحت إثارة تردد مختلفة ، على وجه الخصوص ، بالنسبة للدوائر الحثية البحتة ، فإن الممانعة هي تفاعل حثي.

صيغة حساب المحاثة هي X = 2π * f * L. كلما زاد التردد ، زاد التفاعل الحثي.

على سبيل المثال ، إذا قمنا بزيادة إثارة مصدر الطاقة في الشكل 2 من 100 هرتز إلى 1 كيلو هرتز ، فماذا سيحدث؟

في هذه الدائرة ، مع زيادة التردد ، فهذا يعني أن ممانعة المحرِّض تصبح أكبر ، بحيث يمكن توزيع المزيد من الجهد على المحث ، ويتم توزيع جهد أقل على المقاوم. من منظور آخر ، إذا كان المقاوم هو الحمل ، أليست دائرة تنحي؟

5. مقارنة بين الحث والسعة (الصيغة)

دعنا نسرد مقارنة الحث والسعة لمساعدتك على تذكر:

(بعد النص الكامل ، فإن الصيغة في الكتاب المدرسي مهمة حقًا)