أحد القوانين الشهيرة المتعلقة بالكهرباء هو 'قانون أوم'. يعطي قانون أوم علاقة تجريبية تصف التوصيل لمختلف المواد الموصلة للكهرباء. وفقًا لهذا القانون ، يتناسب التيار المتدفق في الموصل بشكل مباشر مع الجهد عبر الموصل ، مع المقاومة باعتبارها ثابت التناسب. هنا ، وحدات التيار هي أمبير ، وحدات الجهد معطاة بالفولت ، ووحدات المقاومة هي أوم. في الفيزياء ، يستخدم هذا القانون أيضًا للإشارة إلى التعميمات المختلفة للقانون ، كما هو الحال في شكل المتجهات في الكهرومغناطيسية. وبالمثل ، عند العمل مع AC المحاثات ، يتم استخدام قانون أوم ، حيث يشار إلى المقاومة باسم 'التفاعل الحثي' بدلاً من 'المقاومة'.
ما هي المفاعلة الاستقرائية؟
عندما يتم تطبيق الجهد على مغو ، يتم تحفيز تيار عبر دائرة المحرِّض. ومع ذلك ، لا يتم توليد هذا التيار على الفور ولكنه ينمو بمعدل سريع تحدده القيم المستحثة ذاتيًا للمحث. يقتصر التيار المستحث على العناصر المقاومة الموجودة في لفات ملف الحث. هنا ، يعتمد مقدار المقاومة على نسبة الجهد المطبق إلى التيار المستحث ، كما هو مذكور في قانون أوم.
الشكل أدناه عبارة عن دارة محث تستخدم لحساب التفاعل الحثي.
مفاعلة حثي
ومع ذلك ، عندما يكون المحث متصلاً بدائرة التيار المتردد ، يتصرف تدفق التيار بشكل مختلف. هنا ، يتم استخدام الإمداد الجيبي. ومن ثم ، يحدث فرق طور بين شكل موجة الجهد والتيار. الآن ، عند استخدام مصدر التيار المتردد لملف الحث ، بالإضافة إلى تحريض الملف ، يجب أن يواجه التيار مقاومة من تردد شكل الموجة المتناوبة. هذه المقاومة التي يواجهها التيار في المحرِّض أثناء التوصيل في دائرة التيار المتردد تسمى 'المقاومة الحثية'.
الفرق بين الحث والمفاعلة
الحث هو قدرة المادة على إحداث جهد فيها عندما يكون هناك تغيير في تدفق التيار داخلها. رمز المحاثة هو 'L'. بينما، مفاعلة هي خاصية المواد الكهربائية التي تعارض التغيير في التيار. وحدات التفاعل هي 'أوم' ويشار إليها بالرمز 'X' لتمييزها عن المقاومة العادية.
تعمل المفاعلة بشكل مشابه لـ المقاومة الكهربائية ولكن على عكس المقاومة ، فإن المفاعلة لا تبدد الطاقة كالحرارة. بل يخزن الطاقة كقيمة مفاعلة ويعيدها إلى الدائرة. المحرِّض المثالي لديه مقاومة صفرية بينما المقاوم المثالي ليس له مفاعلة.
اشتقاق صيغة المفاعلة الاستقرائية
التفاعل الاستقرائي هو المصطلح المتعلق بدارات التيار المتردد. إنه يقاوم تدفق التيار في دوائر التيار المتردد. في الدائرة الحثية للتيار المتردد بسبب اختلاف الطور ، يكون شكل الموجة الحالي 'LAGS' هو شكل موجة الجهد المطبق بمقدار 90 درجة ، أي إذا كان شكل موجة الجهد عند 0 درجة ، فسيكون شكل الموجة الحالية عند -90 درجة.
في الدائرة الحثية ، يتم وضع المحث عبر مصدر جهد التيار المتردد. يزيد emf المستحث ذاتيًا في المحرِّض وينقص مع الزيادة والنقصان في تردد جهد التغذية. تتناسب emf المستحثة ذاتيًا بشكل مباشر مع معدل تغير التيار في ملف الحث. يحدث أعلى معدل للتغير عندما ينتقل شكل موجة جهد الإمداد من نصف دورة موجبة إلى نصف دورة سلبية أو العكس.
في الدائرة الاستقرائية ، يتأخر التيار عن الجهد. لذلك ، إذا كان الجهد عند 0 درجة ، فسيكون التيار عند -90 درجة بالنسبة للجهد. ومن ثم ، عندما يتم النظر في أشكال الموجة الجيبية ، يكون شكل موجة الجهد Vإليمكن تصنيفها على أنها موجة جيبية وشكل موجة تيار Iإلكموجة جيب تمام سلبية.
وبالتالي ، يمكن تعريف التيار عند نقطة ما على النحو التالي:
أناإل= أناالأعلى. الخطيئة (ωt - 900) ، φω بالراديان و 't' بالثواني
تعطي نسبة الجهد والتيار في الدائرة الحثية قيمة التفاعل الحثي Xإل
وهكذا ، Xإل= V.إل/ أناإلأوم = L = 2πfL أوم
هنا ، L هي المحاثة ، و f التردد ، و 2πf = ω
من هذا الاشتقاق ، يمكن ملاحظة أن التفاعل الاستقرائي يتناسب طرديًا مع التردد 'f' والحث 'L' للمحث. مع زيادة تواتر الجهد أو محاثة الملف ، يزداد التفاعل الكلي للدائرة. مع زيادة التردد إلى ما لا نهاية ، تزداد المفاعلة الحثية أيضًا إلى ما لا نهاية تعمل بشكل مشابه للدائرة المفتوحة. من أجل تراجع التردد إلى الصفر ، تنخفض المفاعلة الحثية أيضًا إلى الصفر ، وتعمل بشكل مشابه لدائرة كهربائية قصيرة.
رمز
المفاعلة الحثية هي المقاومة التي يواجهها التدفق الحالي في المحرِّض عند توفير جهد التيار المتردد. وحداتها تشبه وحدات المقاومة. إن رمز التفاعل الحثي هو 'Xإل'. نظرًا لأن التيار يتأخر بمقدار 90 درجة فيما يتعلق بمحث الجهد ، من خلال الحصول على قيمة لأي من الكمية ، يمكن حساب الآخر بسهولة. إذا كان الجهد معروفًا ، فيمكن اشتقاق شكل الموجة الحالي من خلال التحول السالب 90 درجة لشكل موجة الجهد.
مثال
دعونا نلقي نظرة على مثال لحساب التفاعل الاستقرائي.
يتم توصيل محث مع محاثة 200 مللي أمبير ومقاومة صفرية عبر مصدر جهد 150 فولت. تردد إمداد الجهد هو 60 هرتز. احسب التفاعل الحثي والتيار المتدفق خلال المحرِّض
مفاعلة حثي
Xإل= 2πfL
= 2π × 50 × 0.20
= 76.08 أوم
تيار
أناإل= V.إل/ Xإل
= 150 / 76.08
= 1.97 أ
في الدوائر الكهربائية والإلكترونية ، يستخدم مصطلح 'التفاعل' بانتظام مع دوائر المحرِّض والمكثف. تؤدي زيادة قيمة المفاعلة في هذه الدوائر إلى انخفاض التيار عبرها. تؤدي المفاعلة الاستقرائية إلى خروج الجهد والتيار عن الطور. في أنظمة الطاقة الكهربائية ، سيحد هذا من قدرة الطاقة لخطوط نقل التيار المتردد. على الرغم من أن التيار لا يزال يتدفق في مثل هذه المواقف ، إلا أن خطوط النقل ستسخن ولن يكون هناك نقل فعال للطاقة. لذلك ، من المهم مراقبة التفاعل الاستقرائي للدوائر. ما هو فرق الطور بين أشكال موجة الجهد والتيار لدائرة المحرِّض؟
