ما هو تيار النزوح: الاشتقاق وخصائصه

في النظرية الكهرومغناطيسية ، يمكن تفسير ظاهرة المجال المغناطيسي فيما يتعلق بتغيير في الحقل الكهربائي . يتم إنتاج المجال المغناطيسي في محيط التيار الكهربائي (تيار التوصيل). نظرًا لأن التيار الكهربائي قد يكون في حالة مستقرة أو متغيرة. يعتمد مفهوم الإزاحة الحالي على تباين زمن المجال الكهربائي E ، الذي طوره الفيزيائي البريطاني جيمس كليرك ماكسويل في القرن التاسع عشر. لقد أثبت أن تيار الإزاحة هو نوع آخر من التيار ، يتناسب مع معدل تغير المجالات الكهربائية وأيضًا شرح رياضيًا. دعونا نناقش معادلة الإزاحة الحالية والضرورة في هذه المقالة.

ما هو تيار النزوح؟

يُعرَّف تيار الإزاحة على أنه نوع التيار الناتج بسبب معدل مجال الإزاحة الكهربائية D. وهي كمية متغيرة بمرور الوقت مقدمة في معادلات ماكسويل . يتم شرحه بوحدات كثافة التيار الكهربائي. تم تقديمه في قانون دوائر أمبير.
ال وحدة SI لتيار الإزاحة هو أمبير (أمبير). يمكن قياس بُعد هذا بوحدة الطول ، والتي يمكن أن تكون الحد الأقصى أو الحد الأدنى أو مساويًا للمسافة الفعلية المقطوعة من نقطة أولية إلى نقطة النهاية.

الاشتقاق

صيغة الإزاحة الحالية والأبعاد و اشتقاق تيار الإزاحة يمكن تفسيره من خلال النظر في الدائرة الأساسية ، التي تعطي تيار الإزاحة في مكثف.

ضع في اعتبارك مكثف لوحة متوازية مع مصدر طاقة مطلوب. عندما يتم إعطاء المكثف للمصدر ، يبدأ الشحن ولن يكون هناك توصيل للتيار في البداية. مع زيادة الوقت ، يشحن المكثف باستمرار ويتراكم فوق الألواح. أثناء شحن ملف مكثف مع مرور الوقت ، سيكون هناك تغيير في المجال الكهربائي بين الصفائح مما يؤدي إلى تيار الإزاحة.

من الدائرة المعطاة ، ضع في اعتبارك مساحة مكثف اللوح المتوازي = S

النزوح الحالي = معرف

Jd = كثافة تيار الإزاحة

d = € E ، أي متعلق بالمجال الكهربائي E

€ = سماحية الوسط بين ألواح المكثف

يتم إعطاء صيغة الإزاحة الحالية للمكثف كما يلي:

المعرف = Jd × S = S [dD / dt]

منذ دينار = dD / dt

من معادلة ماكسويل ، يمكننا أن نستنتج أن تيار الإزاحة سيكون له نفس الوحدة والتأثير على المجال المغناطيسي لتيار التوصيل.

▽ × H = J + Jd

أين،

H = المجال المغناطيسي B as ب = ميكرومتر

μ = نفاذية الوسط بين ألواح المكثف

J = كثافة التيار الموصلة.

Jd = كثافة تيار الإزاحة.

كما نعلم ذلك ▽ (▽ × H) = 0 و ▽ .J = −∂ρ / t = - ▽ (D / t)

باستخدام قانون غاوس الذي هو ▽ .D = ρ

هنا ، ρ = كثافة الشحنة الكهربائية.

ومن ثم يمكننا أن نستنتج أن ، Jd = ∂D / t كثافة تيار الإزاحة ومن الضروري موازنة RHS مع LHS للمعادلة.

ضرورة تيار النزوح

لا يوجد تدفق لشحنات الشحن عبر لوحين للمكثف ولا يحدث تيار التوصيل من خلال هذا العزل. تعطي تأثيرات المجال المغناطيسي المستمر بين الألواح تيار الإزاحة. يمكن حساب حجم هذا من تيار الشحن والتفريغ لدائرة يساوي حجم تيار التوصيل لسلك موصل يربط مكثفًا (نقطة البداية إلى نقطة النهاية)

يمكن تفسير ضرورة ذلك من خلال النظر في العوامل التالية ،

• في الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل موجات الضوء وموجات الراديو تنتشر في الفضاء.
• عندما يكون المجال المغناطيسي المتغير متناسبًا طرديًا مع معدل تغير المجال الكهربائي.
• تيار الإزاحة ضروري لإنتاج المجال المغناطيسي بين لوحتين للمكثف.
• تستخدم في حلبة امبير.
• أصبح تيار الإزاحة ممكنًا لفهم كيفية انتشار الموجات الكهرومغناطيسية عبر المساحات الفارغة.

النزوح الحالي في مكثف

يعتمد المكثف دائمًا على تيار الإزاحة وليس على تيار التوصيل عندما يكون هناك فرق جهد أقل من الحد الأقصى للجهد بين الألواح. بما أننا نعلم ذلك ، فإن تدفق الإلكترونات يعطي تيار التوصيل. في حين أن هذا التيار في مكثف يرجع إلى معدل تغير المجال الكهربائي الذي يعادل التيار المتدفق عبر الألواح.

النزوح الحالي في مكثف

عندما يتم تطبيق أقصى جهد على المكثف ، فإنه يبدأ في الشحن والتوصيل. عندما يتجاوز الجهد ، فإنه يعمل كموصل وينتج عنه تيار توصيل. في هذه المرحلة ، يطلق عليه كسر مكثف.

الفرق بين تيار التوصيل وتيار الإزاحة

يشمل الفرق بين تيار التوصيل وتيار الإزاحة ما يلي.

ملكيات

ال خصائص تيار الإزاحة المذكورة أدناه ،

• إنها كمية متجهة وتطيع خاصية الاستمرارية في مسار مغلق.
• يتغير مع معدل تغير التيار في مجال الكثافة الكهربائية.
• يعطي مقدارًا صفريًا عندما يكون التيار في المجال الكهربائي للسلك ثابتًا
• يعتمد ذلك على الوقت المتغير للمجال الكهربائي.
• كان له اتجاه وحجم ، يمكن أن يكونا موجبين أو سالبين أو صفر
• يمكن اعتبار طول هذا الحد الأدنى للمسافة من نقطة البداية إلى نقطة النهاية بغض النظر عن المسار.
• يمكن قياسه بوحدة طول
• لها حد أدنى أو أقصى أو مساوٍ لحجم الإزاحة لفترة زمنية معينة إلى المسافة الفعلية من النقطة.
• يعتمد على المجال الكهرومغناطيسي.
• يعطي قيمة صفرية عندما تكون نقطة البداية ونقطة النهاية هي نفسها

وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن تيار الإزاحة - الصيغة والاشتقاق والأهمية والضرورة وتيار الإزاحة في مكثف. هنا qi بالنسبة لك ، 'ما هو تيار التوصيل في مكثف؟ '