ملتقى الفيزيائيين العرب - سلسلة المُساعد(23): شرح ومناقشة " الحث الذاتي "

الحث الكهرومغناطيسي الذاتي :

جوزيف هنري

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nductance1.jpg

عالم , مهندس ومكتشف أمريكي ولد في نيويورك عام 1797 م أكمل دروسه العلمية كمهندس ثم اتجه نحو العلوم الفيزيائية فبرع في هدا النطاق من اشهر أعماله قام باكتشاف المغناطيس الكهربائي عام 1728 م ، وكذلك اكتشاف الحث الذاتي عام 1832 م بعد أن اكتشف فاراداي ظواهر الحث الكهرومغناطيسي بسنة واحدة في عام 1831م .

ذكرنا في الدرس السابق ( الحث الكهرومغناطيسي – فاراداي ) أن التيار ينشئ في الدائرة الكهربية عندما يتغير التدفق المغناطيسي خلال الدائرة مع الزمن. وفي هذا الدرس سنتعرف على الحث الذاتي الذي ينشئ في الدائرة نفسها عند غلق أو فتح الدائرة الكهربية ، أو ينشئ في دوائر التيار المتردد حيث أن التيار يتغير باستمرار مع الزمن .

تعريف الحث الكهرومغناطيسي الذاتي :
هو تولد قوة محركة كهربائية تأثيرية في ملف عند تغير شدة التيار في الدائرة .

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nductance2.jpg

وذلك بسبب أن تغيّر شدة التيار يُحدث تغيّر في التدفق المغناطيسي المحيط بالدائرة ، ثم وكما قال فاراداي: أنه عندما يتغير تدفق المجال المغناطيسي خلال دائرة كهربائية تتولد فيها قوة محركة كهربائية تأثيرية يتناسب مقدارها مع معدل تغيّر التدفق بالنسبة للزمن .

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nductance3.jpg

[flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/Self_Inductance.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash]
http://www.phys4arab.net/uploood/nas...Inductance.swf

من قانون فاراداي نستطيع إيجاد صيغة رياضية للتعبير عن الحث الذاتي ، حيث أن التدفق المغناطيسي يتناسب مع المجال المغناطيسي و المجال المغناطيسي يتناسب مع التيار في الدائرة لذا فإن القوة الدافعة الكهربية للحث الذاتي تتناسب مع التغير في التيار الكهربي.
وهذا ما يفسر فيزيائياَ تولد شرارة ضوئية عند نزع فيش الكهرباء أو تثبيتها وكذلك إضاءة المصابيح أو إطفاءها :
حيث أنه عند فتح أو إغلاق الدائرة الكهربية يحدث تغير في التدفق المغناطيسي المحيط بالدائرة الكهربية نتيجة تغير شدة التيار المارة . فينشأ عن ذلك تيار تأثيري في نفس الدائرة الكهربية ويكون اتجاه التيار المتولد معاكساَ لاتجاه التيار الأصلي . مما يؤدى إلى تولد الشرارة التي نشاهدها ، وهذا ما نسميه بالحث الكهرومغناطيسي الذاتي .

Δ تد = ثا Δ ت ( وبالقسمة على Δ ز )
Δ تد / Δ ز = ثا Δ ت / Δ ز
قم = ثا Δ ت / Δ ز

- قم = ذ Δ ت / Δ ز

حيث:
قم : القوة المحركة التأثيرية الذاتية ( فولت )
(ذ) ثابت يسمى معامل الحث الذاتي للملف ويقاس بوحدة تسمى (هنري ) وتعتمد
Δ ت = ت2 – ت1 ، التغير في شدة التيار الكهربائي ( أمبير ) .
Δ ز زمن التغير في شدة التيار .

معامل الحث الذاتي للملف :
مقدار القوة المحركة الكهربائية التأثيرية الذاتية المتولدة في الملف أثناء تغير مقداره بمعدل أمبير واحد لكل ثانية .
أو
النسبة بين القوة المحركة الكهربائية التأثيرية الذاتية المتولدة في الملف ومعدل تغير شدة التيار المار بالملف .

الهنري :
هو معامل الحث الذاتي لملف تتولد فيه قوة محركة كهربائية تاثيرية ذاتية مقدارها فولت واحد عندما يكون معدل تغير شدة التيار المار به امبير واحد لكل ثانية .

العوامل المؤثرة على معامل الحث الذاتي
قيمته على خصائص الملف من حيث الطول وعدد اللفات ومساحة المقطع ونوع الوسط .

ذ = μ × ن2 × س / ل
μ : النفاذية ، ن : عدد اللفات ، س : مساحة المقطع ، ل: طول الملف

الحث المتبادل :

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...nductance4.jpg

هو تولد قوة محركة كهربائية تأثيرية في ملف أثناء تغيير شدة التيار لملف آخر مجاور له .

في الرابط التالي مقطعيّ فيديو للحث الذاتي :

http://www.phys4arab.net/uploood/nas...Inductance.rar