كلمة "الاستقراء" باللغة الروسية تعني عمليات الإثارة والتوجيه وخلق شيء ما. في الهندسة الكهربائية، تم استخدام هذا المصطلح لأكثر من قرنين من الزمان.

بعد التعرف على منشورات عام 1821 التي تصف تجارب العالم الدنماركي أورستد حول انحرافات الإبرة المغناطيسية بالقرب من موصل به صدمة كهربائية، وضع مايكل فاراداي لنفسه المهمة التالية: تحويل المغناطيسية إلى كهرباء.

وبعد 10 سنوات من البحث، قام بصياغة القانون الأساسي الحث الكهرومغناطيسي، موضحا ذلك تتولد قوة دافعة كهربية داخل أي حلقة مغلقة. يتم تحديد قيمتها من خلال معدل تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق الدائرة قيد النظر، ولكن يتم أخذها بعلامة ناقص.

انتقال الموجات الكهرومغناطيسية عبر مسافة

إن التخمين الأول الذي ظهر على عقل العالم لم يتوج بالنجاح العملي.

لقد وضع موصلين مغلقين جنبًا إلى جنب. بالقرب من أحدهما، قمت بتثبيت إبرة مغناطيسية كمؤشر لمرور التيار، وتلقى السلك الآخر نبضًا من مصدر كلفاني قوي في ذلك الوقت: عمود فلطي.

افترض الباحث أنه مع وجود نبضة تيار في الدائرة الأولى، فإن المجال المغناطيسي المتغير فيها سيولد تيارًا في الموصل الثاني، مما يؤدي إلى انحراف الإبرة المغناطيسية. لكن النتيجة كانت سلبية - المؤشر لم يعمل. أو بالأحرى، كان يفتقر إلى الحساسية.

تنبأ دماغ العالم بإنشاء ونقل الموجات الكهرومغناطيسية عبر مسافة، والتي تستخدم الآن في البث الإذاعي والتلفزيون والتحكم اللاسلكي وتقنيات Wi-Fi و أجهزة مماثلة. لقد خذله ببساطة قاعدة العناصر غير الكاملة لأجهزة القياس في ذلك الوقت.

توليد الطاقة

بعد تجربة سيئةقام مايكل فاراداي بتعديل الظروف التجريبية.

في هذه التجربة، استخدم فاراداي ملفين بدائرة مغلقة. قام بتزويد التيار الكهربائي من المصدر إلى الدائرة الأولى، ولاحظ ظهور المجالات الكهرومغناطيسية في الثانية. أدى التيار المار عبر لفات الملف رقم 1 إلى إنشاء تدفق مغناطيسي حول الملف، مما أدى إلى اختراق الملف رقم 2 وتشكل فيه القوة الدافعة الكهربائية.

أثناء تجربة فاراداي:

• قم بتشغيل مصدر الجهد للدائرة بنبض بينما كانت الملفات ثابتة ؛

• عندما تم تطبيق التيار، أدخل الملف العلوي في الملف السفلي؛

• تثبيت الملف رقم 1 بشكل دائم وإدخال الملف رقم 2 فيه؛

• تغيرت سرعة حركة الملفات بالنسبة لبعضها البعض.

وفي كل هذه الحالات، لاحظ ظهور القوى الدافعة الكهربية المستحثة في الملف الثاني. وفقط عند المرور التيار المباشرلم يكن هناك تحريض للقوة الدافعة الكهربائية من خلال الملف رقم 1 والملفات الثابتة.

وقد قرر العالم ذلك يعتمد المجال المغناطيسي المستحث في الملف الثاني على السرعة التي يتغير بها التدفق المغناطيسي. إنه يتناسب مع حجمه.

ويتجلى نفس النمط بالكامل عند مرور منعطف مغلق، وتحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية، يتشكل تيار كهربائي في السلك.

يتغير التدفق المغناطيسي في الحالة قيد النظر في الدائرة Sk التي تم إنشاؤها بواسطة دائرة مغلقة.

وبهذه الطريقة، أتاح التطوير الذي ابتكره فاراداي إمكانية وضع إطار دوار موصل للتيار في مجال مغناطيسي.

ثم تم صنعه من كمية كبيرةيتحول، ثابتة في محامل الدوران. تم تثبيت حلقات الانزلاق والفرش المنزلقة على طولها في نهايات اللف، وتم توصيل الحمل من خلال المحطات الموجودة على السكن. حصلت على مولد حديث التيار المتناوب.

انها أكثر تصميم بسيطتم إنشاؤه عندما تم تثبيت اللف على غلاف ثابت، وبدأ النظام المغناطيسي في الدوران. في هذه الحالة، لم يتم انتهاك طريقة توليد التيارات على حساب بأي شكل من الأشكال.

مبدأ تشغيل المحركات الكهربائية

إن قانون الحث الكهرومغناطيسي، الذي أثبته مايكل فاراداي، جعل من الممكن الإنشاء تصاميم مختلفة محركات كهربائية. لديهم جهاز مشابه للمولدات: دوار وجزء ساكن متحرك، يتفاعلان مع بعضهما البعض بسبب المجالات الكهرومغناطيسية الدوارة.

تحويل الكهرباء

حدد مايكل فاراداي حدوث القوة الدافعة الكهربائية المستحثة والتيار المستحث في ملف قريب عندما يتغير المجال المغناطيسي في ملف مجاور.

يتم إحداث التيار داخل الملف المجاور عندما يتم تبديل دائرة التبديل في الملف 1 ويكون موجودًا دائمًا أثناء تشغيل المولد في الملف 3.

يعتمد تشغيل جميع أجهزة المحولات الحديثة على هذه الخاصية التي تسمى الحث المتبادل.

لتحسين مرور التدفق المغناطيسي، يتم وضع اللفات المعزولة على قلب مشترك يتمتع بالحد الأدنى من المقاومة المغناطيسية. وهي مصنوعة من درجات خاصة من الفولاذ وتتكون من صفائح رقيقة مكدسة على شكل مقاطع شكل معين، تسمى الدائرة المغناطيسية.

تنقل المحولات الطاقة المتناوبة عن طريق الحث المتبادل. حقل كهرومغناطيسيمن ملف إلى آخر بحيث يحدث في نفس الوقت تغيير وتحويل قيمة الجهد عند أطراف الإدخال والإخراج.

يتم تحديد نسبة عدد اللفات في اللفات نسبة التحولوسمك السلك وتصميم وحجم المادة الأساسية - مقدار الطاقة المرسلة وتيار التشغيل.

تشغيل المحاثات

لوحظ ظهور الحث الكهرومغناطيسي في الملف أثناء التغير في حجم التيار المتدفق فيه. وتسمى هذه العملية بالحث الذاتي.

عند تشغيل المفتاح في الرسم البياني الموضح، يقوم التيار التحريضي بتعديل طبيعة الزيادة الخطية في تيار التشغيل في الدائرة، كما هو الحال أثناء إيقاف التشغيل.

ومع ذلك، عندما لا يتم تطبيق جهد ثابت على موصل ملفوف في الملف، ولكن AC الجهد، فإن القيمة الحالية المخفضة بواسطة المفاعلة الحثية تتدفق عبرها. تعمل مرحلة طاقة الحث الذاتي على تحويل التيار بالنسبة إلى الجهد المطبق.

تُستخدم هذه الظاهرة في الاختناقات المصممة لتقليل التيارات الكبيرة التي تحدث في ظل ظروف تشغيل معينة للمعدات. وتستخدم مثل هذه الأجهزة، على وجه الخصوص.

ميزة التصميمالدائرة المغناطيسية في المحث - قسم من الصفائح تم إنشاؤه لزيادة المقاومة المغناطيسية للتدفق المغناطيسي بسبب تكوين فجوة هوائية.

تُستخدم الإختناقات ذات الوضع المنفصل والقابل للتعديل للدائرة المغناطيسية في العديد من الأجهزة الهندسية الراديوية والكهربائية. في كثير من الأحيان يمكن العثور عليها في تصميمات محولات اللحام. إنها تقلل من حجم القوس الكهربائي الذي يمر عبر القطب إلى القيمة المثلى.

أفران الحث

تتجلى ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ليس فقط في الأسلاك والملفات، ولكن أيضًا داخل أي أجسام معدنية ضخمة. عادة ما تسمى التيارات المستحثة فيها بتيارات إيدي. عندما تعمل المحولات والاختناقات، فإنها تسبب تسخين النواة المغناطيسية والبنية بأكملها.

ولمنع هذه الظاهرة تصنع النوى من صفائح معدنية رقيقة ومعزولة فيما بينها بطبقة من الورنيش تمنع مرور التيارات المستحثة.

في هياكل التدفئة، لا تحد التيارات الدوامة، ولكنها تخلق الظروف الأكثر ملاءمة لمرورها. تستخدم على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي لخلق درجات حرارة عالية.

أجهزة القياس الكهربائية

تستمر فئة كبيرة من أجهزة الحث في العمل في قطاع الطاقة. عدادات كهرباءمع قرص ألومنيوم دوار، وتصميمات مماثلة لمرحلات الطاقة، وأنظمة تخميد المؤشر أدوات القياستعمل على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.

مولدات الغاز المغناطيسية

إذا تم نقل غاز أو سائل أو بلازما موصلة بدلاً من إطار مغلق في مجال المغناطيس، فإن شحنات الكهرباء تحت تأثير المغناطيسي خطوط الكهرباءسيبدأ في الانحراف في اتجاهات محددة بدقة، مما يشكل تيارًا كهربائيًا. يولد مجاله المغناطيسي الموجود على ألواح التلامس الكهربائية المثبتة قوة دافعة كهربائية. بموجب عملها، يتم إنشاء تيار كهربائي في الدائرة المتصلة بمولد MHD.

هكذا يتجلى قانون الحث الكهرومغناطيسي في مولدات MHD.

لا توجد أجزاء دوارة معقدة مثل الدوار. يؤدي ذلك إلى تبسيط التصميم، ويسمح لك بزيادة درجة حرارة بيئة العمل بشكل كبير، وفي الوقت نفسه، كفاءة توليد الطاقة. تعمل مولدات MHD كمصادر احتياطية أو مصادر طوارئ قادرة على توليد تدفقات كبيرة من الكهرباء في فترات زمنية قصيرة.

وهكذا، فإن قانون الحث الكهرومغناطيسي، الذي أثبته مايكل فاراداي في وقت واحد، لا يزال ذا صلة حتى يومنا هذا.

نحن نعلم بالفعل أن التيار الكهربائي الذي يتحرك عبر موصل يخلق مجالًا مغناطيسيًا حوله. وبناء على هذه الظاهرة، اخترع الإنسان ويستخدم على نطاق واسع مجموعة واسعة من المغناطيسات الكهربائية. لكن السؤال الذي يطرح نفسه: إذا تسببت الشحنات الكهربائية أثناء تحركها في ظهور مجال مغناطيسي، ألا يعمل هذا أيضًا بالعكس؟

بمعنى هل يمكن للمجال المغناطيسي أن يسبب حدوث تيار كهربائي في الموصل؟ وفي عام 1831، أثبت مايكل فاراداي ذلك في دائرة التوصيل المغلقة دائرة كهربائيةعندما يتغير المجال المغناطيسي، يحدث تيار كهربائي. ويسمى هذا التيار بالتيار التحريضي، وظاهرة حدوث تيار في دائرة موصلة مغلقة عندما يتغير المجال المغناطيسي الذي يخترق هذه الدائرة تسمى الحث الكهرومغناطيسي.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

يتكون اسم "الكهرومغناطيسي" في حد ذاته من جزأين: "كهربائي" و "مغناطيسي". الكهربائية و الظواهر المغناطيسيةترتبط ارتباطا وثيقا مع بعضها البعض. وإذا كانت الشحنات الكهربائية، تتحرك، تغير المجال المغناطيسي من حولها، فإن المجال المغناطيسي، المتغير، سيجبر حتما الشحنات الكهربائية على التحرك، وتشكيل تيار كهربائي.

في هذه الحالة، فإن المجال المغناطيسي المتغير هو الذي يسبب توليد التيار الكهربائي. المجال المغناطيسي الثابت لن يسبب الحركة الشحنات الكهربائية، وبالتالي لا يتم توليد تيار مستحث. يشير الفحص الأكثر تفصيلاً لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي واشتقاق الصيغ وقانون الحث الكهرومغناطيسي إلى مقرر الصف التاسع.

تطبيق الحث الكهرومغناطيسي

في هذا المقال سنتحدث عن استخدام الحث الكهرومغناطيسي. يعتمد تشغيل العديد من المحركات والمولدات الحالية على استخدام قوانين الحث الكهرومغناطيسي. مبدأ عملها سهل الفهم.

يمكن أن يحدث تغيير في المجال المغناطيسي، على سبيل المثال، عن طريق تحريك المغناطيس. لذلك، إذا قمت بتحريك مغناطيس داخل دائرة مغلقة بأي تأثير خارجي، فسينشأ تيار في هذه الدائرة. بهذه الطريقة يمكنك إنشاء مولد حالي.

على العكس من ذلك، إذا قمت بتمرير التيار من مصدر خارجي عبر الدائرة، فإن المغناطيس الموجود داخل الدائرة سيبدأ في التحرك تحت تأثير المجال المغناطيسي الذي يشكله التيار الكهربائي. بهذه الطريقة يمكنك تجميع محرك كهربائي.

تقوم المولدات الحالية الموصوفة أعلاه بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية في محطات توليد الطاقة. الطاقة الميكانيكية هي طاقة الفحم ووقود الديزل والرياح والمياه وما إلى ذلك. تنتقل الكهرباء عبر الأسلاك إلى المستهلكين وهناك الطريقة المعاكسةتحويلها إلى ميكانيكية في المحركات الكهربائية.

تعتمد المحركات الكهربائية للمكانس الكهربائية ومجففات الشعر والخلاطات والمبردات ومطاحن اللحوم الكهربائية وغيرها من الأجهزة العديدة التي نستخدمها يوميًا على استخدام الحث الكهرومغناطيسي والقوى المغناطيسية. ولا داعي للحديث عن استخدام هذه الظواهر نفسها في الصناعة، فمن الواضح أنها موجودة في كل مكان.

تتجلى العلاقة الوثيقة بين الكهرباء والمغناطيسية بوضوح في ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي: يمكن للمجال المغناطيسي المتغير أن يسبب تيارًا في الموصل، لأنه عندما يتغير المجال المغناطيسي، الحقل الكهربائي. ولذلك يتحدثون في الفيزياء عن مجال كهرومغناطيسي واحد، وهو يشمل المجالات الكهربائية والمغناطيسية المترابطة.

§ 17. ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

رأينا في الفصل السابق أن التيار الكهربي يخلق مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه. وقد باءت محاولات اكتشاف الظاهرة المعاكسة، وهي أن المجال المغناطيسي يولد تيارًا، بالفشل حتى اكتشف فاراداي عام 1831 أن التيار الكهربائي لا يتولد من تلقاء نفسه. حقل مغناطيسيبل بتغييره. والظاهرة التي اكتشفها فاراداي كانت تسمى الحث الكهرومغناطيسي.

التيار التعريفي.ولنتأمل بعض التجارب البسيطة التي توضح وجود ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، والتي يمكن ملاحظة مبادئها الأساسية.

أرز. 108. عندما يتحرك الملف 1 في المجال المغناطيسي للملف 2، يظهر تيار في دائرة الملف 1

إذا قمت بوضع ملف سلكي 1 (الشكل 108)، متصلاً بجلفانومتر حساس، على ملف آخر 2، حيث يمر التيار من خلاله

المصدر، فإن الجلفانومتر سيظهر عدم وجود تيار في الملف 1 عندما يكون ثابتًا والتيار في الملف 2 لا يتغير. ومع ذلك، في لحظات إغلاق أو فتح المفتاح أو عندما يتغير التيار في الملف 2 باستخدام مقاومة متغيرة، أو أثناء أي حركة نسبية للملفين 1 و 2، يكتشف الجلفانومتر ظهور التيار في الملف 1. ويسمى هذا التيار بالحث .

من السهل ملاحظة أن انحراف إبرة الجلفانومتر عند فتح المفتاح يحدث في الاتجاه المعاكس للانحراف عند إغلاقه. إن انحراف السهم مع زيادة التيار في دائرة الملف 2 يتعارض مع الانحراف مع انخفاض التيار. وأخيرا، عند وضع الملف 1 على الملف

أرز. 109. إثارة تيار تحريضي بحركة المغناطيس

تثبت تجارب فاراداي بوضوح أن سبب ظهور التيار المستحث هو التغير في المجال المغناطيسي. كيف يتم إنشاء هذا التغيير غير ذي صلة. على سبيل المثال، يمكن إنشاء مجال مغناطيسي متغير عن طريق تحريك مغناطيس دائم. تنحرف إبرة الجلفانومتر في اتجاه واحد عند دفع المغناطيس داخل الملف، وفي الاتجاه المعاكس عند سحبه من الملف (الشكل 109). يمكن أن يحدث تغيير في المجال المغناطيسي في الملف 1 الموجود على الملف 2 ليس فقط عن طريق تقليل التيار في الملف

أرز. 110. إثارة التيار التعريفي بحركة قلب حديدي غير ممغنط

2، ولكن أيضًا عن طريق دفع أو سحب قلب حديدي غير ممغنط (الشكل 110).

قدم فاراداي شرحًا مرئيًا لتجاربه باستخدام مفهوم خطوط القوة المغناطيسية. وخلص إلى أنه يحدث تيار حثي في ​​الموصل إذا تجاوزت الدائرة التي يتكون منها هذا الموصل أو أي جزء منها خطوط الحث المغناطيسي.

قانون لينز. أنشأ E. X. Lenz قانونًا مهمًا يسمح في جميع الحالات بالتنبؤ باتجاه التيار التعريفي. وفقًا لقانون لينز، يكون اتجاه التيار التحريضي دائمًا بحيث يمنع المجال المغناطيسي الذي يخلقه أي تغيير في التدفق المغناطيسي الذي يسبب التيار التحريضي.

يمكن توضيح هذا القانون بشكل كبير تجربة بسيطة، كما هو موضح في الشكل. 111. عندما يتم دفع مغناطيس دائم إلى حلقة معدنية مقطوعة B، لا يلاحظ أي تفاعل ويظل الذراع المتأرجح في مكانه.

أرز. 111. رسم توضيحي لقانون لينز

أرز. 112. القاعدة اليد اليمنى

عندما يتم دفع مغناطيس إلى حلقة صلبة A، فإنه يتنافر مع المغناطيس ويدور الذراع المتأرجح على طرفه حول محور رأسي؛ عندما يتم سحب المغناطيس للخارج، تميل الحلقة الصلبة إلى اتباعه.

من الناحية العملية، لتحديد اتجاه التيار المستحث في موصل يعبر خطوط القوة المغناطيسية، فمن الملائم استخدام قاعدة اليد اليمنى (الشكل 112): إذا تم وضع اليد اليمنى بحيث تكون خطوط الحث المغناطيسي أدخل راحة اليد، ويظهر الإصبع الكبير المثبت على الجانب اتجاه حركة الموصل، ثم تشير أربعة أصابع مستقيمة إلى اتجاه التيار التعريفي.

الحث الكهرومغناطيسي.إن ظهور تيار مستحث في دائرة مغلقة عند تغير التدفق المغناطيسي الذي يخترق هذه الدائرة يشير إلى وجود قوة دافعة كهربائية معينة فيها تسمى القوة الدافعة الكهربية المستحثة. تظهر التجربة أن القوى الدافعة الكهربية المستحثة لا تعتمد على المادة التي يصنع منها الموصل، وعلى وجه الخصوص، على مقاومته.

قانون الحث الكهرومغناطيسي.في جميع التجارب الموصوفة أعلاه، تبين أن انحراف إبرة الجلفانومتر، الذي يشير إلى ظهور تيار مستحث، يكون أكبر كلما تغير المجال المغناطيسي بشكل أسرع. وبتحليل نتائج تجارب فاراداي، وجد ماكسويل أنه في جميع الحالات فإن القوة الدافعة الكهربية للحث الكهرومغناطيسي تتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي يحده الكفاف:

يعتمد المعامل k على اختيار الوحدات. في SI، يتم استخدام قانون الحث الكهرومغناطيسي لتقديم وحدة التدفق المغناطيسي - Weber، والتي التقينا بها بالفعل في الفقرة 15. يتم اختيار هذه الوحدة بحيث يكون المعامل k في (1) يساوي الوحدة.

علامة الطرح في الصيغة (1) تتوافق مع قانون لينز. لاحظ أن قانون لينز، مثل قانون الحث الكهرومغناطيسي (1)، يمكن اعتباره نتيجة لقانون حفظ الطاقة. تاريخيًا، تم إنشاء قوانين ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي حتى قبل اكتشاف قانون الحفاظ على الطاقة وكانت بمثابة تأكيد تجريبي له، إلى جانب العديد من القوانين الأخرى التي تم العثور عليها تجريبيًا لمختلف الظواهر.

كان لاكتشاف الحث الكهرومغناطيسي أهمية علمية وتقنية هائلة. لقد حددت إلى حد كبير تطور الحضارة في القرن التاسع عشر. تكمن الأهمية العلمية لهذا الاكتشاف في أنه أثبت بشكل قاطع العلاقة بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية. وتتمثل أهميته العملية في أن جميع الطرق الصناعية لتوليد الكهرباء تعتمد على الحث الكهرومغناطيسي.

طبيعة القوى الخارجية.دوامة المجال الكهربائي. يمكن أن يكون سبب حدوث القوة الدافعة الكهربائية للتحريض هو قوى خارجية ذات طبيعة فيزيائية مختلفة. في الدائرة الثابتة، ينجم القوة الدافعة الكهربية المستحثة عن المجال الكهربائي الدوامي الذي يحدث عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر السطح الذي يحده الدائرة.

يمكن أن يحدث التغير في التدفق المغناطيسي إما عن طريق حركة المغناطيس التي تخلق المجال، أو عن طريق تغير في المجال المغناطيسي عن طريق تغيير التيار في المغناطيس الكهربائي. يتم تحقيق الاحتمال الأول في المولدات الصناعية، حيث يقوم مغناطيس كهربائي دوار بإثارة تيار في ملفات الجزء الثابت الثابت. ويتحقق الاحتمال الثاني في المحولات، حيث يؤدي تغير التيار في الملف الأولي إلى تغير التدفق المغناطيسي وبالتالي ظهور مجال كهربائي دوامي.

وعلى النقيض من المجال الكهروستاتيكي المحتمل الناتج عن الشحنات الكهربائية الثابتة، فإن المجال الكهربائي الدوامي الذي ينشأ عندما يتغير المجال المغناطيسي له خاصية عمل قوى هذا المجال على شكل مغلق

المسار ليس صفراً هذا هو العمل الذي يحدد القوة الدافعة الكهربية المستحثة في حلقة مغلقة.

ونؤكد على أن المجال الكهربائي الدوامي عندما يتغير المجال المغناطيسي موجود بغض النظر عما إذا كانت هناك دائرة موصلة مغلقة في هذا المكان. الدائرة الموصلة نفسها ليست سوى مؤشر يكشف عن وجود مجال كهربائي دوامي.

قوة لورنتز كسبب للقوة الخارجية.إن القوة الخارجية التي تسبب تيارًا مستحثًا، والتي تنشأ عندما يتحرك موصل في مجال مغناطيسي ثابت، لها طبيعة فيزيائية مختلفة. في هذه الحالة، لا يوجد مجال كهربائي دوامي، والقوة الخارجية ناتجة عن قوة لورنتز، التي يعمل بها المجال المغناطيسي على شحنات كهربائية تتحرك مع الموصل. ويستند العمل على هذا المبدأ مولدات كهربائيةطاقة منخفضة، حيث يتم إثارة تيار تحريضي في لف الدوار الذي يدور في مجال مغناطيسي ثابت. في حالة عدم وجود موصل يحتوي على شحنات كهربائية، لا توجد قوى خارجية، وبالتالي لا توجد قوة دافعة مستحثة.

الحث emf وعمل قوة لورنتز.من السهل التحقق من أن القوة الدافعة الكهربية المستحثة محسوبة بواسطة القانون العام(1)، يتزامن مع عمل قوة خارجية عند تحريك شحنة واحدة على طول دائرة مغلقة. لنفترض أن الإطار المعدني المستطيل يتحرك معه سرعة ثابتةكما يظهر في الشكل. 113. يعبر الجانب خطوط قوة المجال المغناطيسي المنتظم B الموجود بين قطبي المغناطيس. يمكن حساب القوة الدافعة الكهربية الحثية في الدائرة باستخدام قانون الحث الكهرومغناطيسي (1). مع الأخذ في الاعتبار أنه عندما يتحرك الإطار في الاتجاه المشار إليه في الشكل. 113، يتناقص التدفق المغناطيسي الذي يخترق الإطار

من حيث وفقا ل (1)

أرز. 113. حركة إطار موصل في مجال مغناطيسي

دعونا الآن نحسب نفس القوة الدافعة الكهربية المستحثة الناتجة عن عمل القوى الخارجية عند تحريك شحنة وحدة على طول الدائرة، ولنفكر في القوى المؤثرة على موصل عندما يتحرك بشكل منتظم في مجال مغناطيسي. عندما يتحرك موصل بسرعة، فإن الشحنات الموجودة فيه تتحرك على طول الموصل بسرعة ثابتة معينة و(سرعة الانجراف). ونتيجة لذلك، في الإطار المرجعي المختبري الاتهامات

يتحرك بسرعة و (شكل 114)، ويتم التأثير على كل منهما بواسطة قوة لورنتز

هذه القوة متعامدة مع المتجه V. دعونا نحللها إلى مكونين (الشكل 115 أ). المكون المتعامد مع الموصل، إذا تم جمعه على جميع حاملات الشحنة في قسم الموصل، سيعطي قوة أمبير تعمل على الموصل مع التيار. مع الحركة المنتظمة للموصل، فإنه يتوازن بواسطة قوة خارجية تتسبب في تحرك الموصل. إن مكون قوة لورنتز الموجهة على طول السلك هو قوة خارجية تجبر الشحنات على التحرك على طول الموصل، أي خلق تيار مستحث.

الشغل الذي تبذله قوة لورنتز هو صفر، لأن هذه القوة متعامدة مع سرعة الشحنات V. وهذا يعني أن مجموع الشغل الذي تبذله قوة أمبير والقوة الخارجية يساوي صفر:

لكن عمل قوة أمبير يساوي عمل القوة الخارجية، حتى الإشارة:

أرز. 114. سرعة حاملة الشحنة في موصل متحرك

أرز. 115. القوى المؤثرة على موصل يتحرك في مجال مغناطيسي لكل حامل شحنة (أ)؛ منظر علوي (ب)

ويترتب على ذلك أن عمل القوى الخارجية عندما تتحرك الشحنات في الدائرة يساوي عمل القوى الخارجية التي تحرك هذه الدائرة. بمعنى آخر، تنشأ الطاقة الكهربائية للتيار التحريضي نتيجة الشغل الميكانيكي الذي تقوم به قوى خارجية.

تؤثر القوة الخارجية فقط على جزء من الطول

أين هي الزاوية بين المتجهات، وبالتالي . ونتيجة لذلك نحصل أخيرا لعمل القوى الخارجية:

ونسبة هذا الشغل إلى الشحنة هي القوة الدافعة الكهربية للتحريض، وبالتالي، والتي تتطابق مع (2)،

لاحظ أن تحريض EMF في مثل هذا الإطار يحدث فقط عندما يكون جزء فقط من الإطار في مجال مغناطيسي موحد (كما هو موضح في الشكل 113) أو عندما يكون المجال المغناطيسي غير متجانس. إذا كان الإطار بالكامل في مجال موحد، فإن التدفق المغناطيسي أثناء حركته الانتقالية لا يتغير ويكون تحريض EMF صفرًا: على الرغم من أن القوى الخارجية تعمل في بعض أجزاء الإطار، إلا أن عمل هذه القوى على طول الإطار بأكمله يكون صفرًا .

على الرغم من اختلاف الطبيعة الفيزيائية للقوى الخارجية في الحالات قيد النظر، فإن قانون الحث الكهرومغناطيسي (1)، الذي بموجبه يكون المجال الكهرومغناطيسي للحث في الدائرة يساوي معدل تغير التدفق المغناطيسي المأخوذ بالإشارة المعاكسة، هو صالحة أيضًا في الحالة التي يتغير فيها التدفق بسبب تغير المجال المغناطيسي، وفي الحالة التي يتغير فيها التدفق بسبب حركة الدائرة في مجال مغناطيسي ثابت، وفي الحالة التي يحدث فيها كلاهما في وقت واحد. هذه الاحتمالات - المجال يتغير أو الدائرة تتحرك - لا يمكن تمييزها في صياغة قانون الحث. دعونا نفكر في هذه الاحتمالات من وجهة نظر القوى الخارجية التي تعمل بناءً على الاتهامات.

القوة المؤثرة على شحنة في مجال كهربائي قوته E متساوية بغض النظر عما إذا كان المجال محتملًا أم دواميًا، أي أنه يتم إنشاؤه بواسطة شحنات كهربائية أو مجال مغناطيسي. يتم تحديد قوة لورنتز المؤثرة على شحنة تتحرك بسرعة في مجال مغناطيسي للتحريض B بواسطة منتج ناقلاتالسرعة والتحريض ب:

هذه القوة متعامدة مع كل من سرعة الشحنة وتحريض المجال المغناطيسي. القوة الكاملة، التصرف على الشحنة متساوي

في الموصلات التي تتحرك في مجال مغناطيسي، تنشأ القوة بسبب دوامة المجال الكهربائي التي تنشأ إذا تغير المجال المغناطيسي في مكان ما. هذه التأثيرات مستقلة ويمكن أن تحدث بشكل منفصل أو في وقت واحد. لكن على أية حال، فإن عمل هذه القوى الخارجية يخلق قوة دافعة كهربائية في الدائرة، قيمتها تساوي معدل تغير التدفق المغناطيسي.

وبهذا المعنى، يمكن تسمية الصيغة (1) بقاعدة إيجاد المجال الكهرومغناطيسي للتحريض، لأن هذه الصيغة، كما رأينا، لا تكشف عن السبب المادي لحدوث المجال الكهرومغناطيسي - وقد يكون السبب مختلفًا في مناسبات مختلفة. قاعدة التدفق (1) تعطي فقط قيمة EMF، ويجب إنشاء آلية حدوثها بشكل مستقل.

استثناءات لقاعدة التدفقولكن هناك استثناءات لهذه القاعدة! ولا يمكن فهم هذه الاستثناءات إلا من خلال معرفة السبب الحقيقي لظهور القوى الخارجية. ومن الأمثلة الصارخة على ذلك المحرِّض أحادي القطب المعروف لدى فاراداي (الشكل 116). تدور الدائرة المعدنية حول مغناطيس دائم أسطواني، لتشكل دائرة كهربائية مغلقة مع المغناطيس باستخدام موصلين منزلقين، أحدهما يلامس محور المغناطيس، والآخر يلامس المغناطيس نفسه عند النقطة المحايدة. يكون التدفق المغناطيسي عبر الدائرة المغلقة بواسطة جزء من المغناطيس صفرًا في أي وقت، نظرًا لأن خطوط المجال المغناطيسي تقع في مستوى الدائرة. التغير في التدفق المغناطيسي عند دوران الدائرة هو أيضًا صفر، لكن يوجد تيار مستحث!

إذا كنت تتخيل بوضوح أن سبب ظهور المجالات الكهرومغناطيسية في مثل هذا الجهاز هو قوة لورنتز التي تعمل على الإلكترونات في دائرة متحركة، فمن السهل أن نفهم أن المجالات الكهرومغناطيسية يجب أن تنشأ بالفعل.

أرز. 116. مغو أحادي القطب

أرز. 117. لشرح عمل مغو أحادي القطب

لمزيد من الوضوح، دعونا نفكر في نسخة معدلة من هذه التجربة، عندما تتحرك الدائرة بشكل انتقالي على طول شريط موصل موضوع في مجال مغناطيسي منتظم (الشكل 117 أ). هنا أيضًا، يكون التدفق المغناطيسي عبر الدائرة وتغيره مساويًا للصفر، لكن في هذا القسم تؤثر قوة لورنتز على الإلكترونات، مما يجبرها على التحرك على طول الدائرة. المستجدة

سيكون هو نفسه الموجود في الجهاز الموضح في الشكل. 117 ب، حيث بدلا من الشريط توجد قضبان موصلة متصلة في مكان واحد.

ولكن في الجهاز الموضح في الصورة 118، على العكس من ذلك، يتغير التدفق المغناطيسي، ولكن لا يوجد قوة دافعة مستحثة. يتم توجيه المجال المغناطيسي بشكل عمودي على سطح الصفائح المعدنية. عند سحب قابس التلامس، تزداد مساحة الدائرة، وبالتالي التدفق المغناطيسي الذي يغطيها بشكل ملحوظ. إذا تم تحديد القوة الدافعة الكهربية المستحثة هنا من خلال الصيغة، فمن المفترض أن يكون هناك تيار مستحث كبير، مصحوبًا بإطلاق حرارة جول. سيتم إطلاق هذه الحرارة بسبب عمل قوة خارجية. ومع ذلك، فإن عمل القوة الخارجية هنا لا يكاد يذكر. في الواقع، يلعب الصندوق الذي يغلق الكفاف دور جانب الإطار (انظر الشكل 113) في المثال الذي تمت مناقشته أعلاه. يميل العمل المحدد بالصيغة (3) إلى الصفر مع انخفاض عرض السدادة I.

أرز. 118. عندما يتحرك القابس، يتغير التدفق المغناطيسي، ولكن لا يوجد قوة دافعة مستحثة

ظاهرة الحث الذاتي.حالة خاصة مهمة من الحث الكهرومغناطيسي هي الحث الذاتي، عندما يتم إنشاء تدفق مغناطيسي متغير، مما يسبب قوة دافعة مستحثة، بواسطة التيار في الدائرة قيد النظر نفسها. وفقا لقانون لينز فإن ظاهرة الحث الذاتي تمنع تغير التيار في الدائرة. ولذلك، عندما تكون الدائرة التي تحتوي على مصدر تيار مباشر مغلقة، فإن التيار لا يصل إلى قيمة الحالة المستقرة على الفور، وعندما تكون الدائرة مفتوحة، لا يمكن أن يختفي على الفور.

دعونا نفكر في ما يعتمد عليه الحث الذاتي emf. إن المجال المغناطيسي الناتج عن تيار في دائرة أو ملف ذو حجم وشكل ثابت يتناسب مع شدة التيار عند أي نقطة، وبالتالي فإن التدفق المغناطيسي Ф الذي يخترق الدائرة يتناسب مع التيار:

الحث.ويسمى معامل التناسب محاثة الحلقة أو معامل الحث الذاتي. باستخدام قانون الحث الكهرومغناطيسي (1)، بالنسبة للحث الذاتي emf نحصل على التعبير

مع عدم تغيير شكل الدائرة وأبعادها، فإن القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث تتناسب مع معدل تغير التيار في الدائرة. يعتمد محاثة الدائرة على حجمها وشكلها، وكذلك على الخواص المغناطيسية للبيئة التي توضع فيها.

مراقبة الحث الذاتي.من السهل ملاحظة ظاهرة الاستقراء الذاتي في التجربة، والتي يظهر مخططها في الشكل. 119 أ. يتم توصيل مصباحين كهربائيين متطابقين بمصدر تيار، أحدهما من خلال مقاومة متغيرة تقليدية والآخر من خلال ملف حث كبير يسمى الاختناق. عند إغلاق المفتاح، يومض الضوء الأول على الفور، والثاني مع تأخير ملحوظ. يحدث هذا لأنه في اللحظة الأولية تظهر قوة دافعة كهربية كبيرة ذاتية الحث في المحث، والتي، وفقًا لقانون لينز، تمنع زيادة التيار في هذا الفرع من الدائرة.

تظهر ظاهرة الحث الذاتي ليس فقط عند الإغلاق، ولكن أيضًا عند فتح الدائرة. يمكن التحقق من ذلك باستخدام الدائرة الموضحة في الشكل. 1196. عند إغلاق المفتاح، يتفرع تيار البطارية: يمر جزء منه عبر جلفانومتر تقريبي، يقع صفره في منتصف المقياس، ويمر جزء منه عبر المحث.

أرز. 119. مخططات التجارب لمراقبة الحث الذاتي عند إغلاق (أ) وفتح (ب) الدائرة

عندما يتم فتح المفتاح، يبدأ التدفق المغناطيسي في الملف في الانخفاض، ويظهر emf ذاتي الحث، مما يمنع التيار من خلال الملف من الانخفاض. لكن البطارية مفصولة بالفعل، لذلك يضطر التيار إلى التدفق عبر الجلفانومتر، وفي الاتجاه المعاكس للاتجاه الأصلي. سيظهر ذلك بواسطة الجلفانومتر، الذي تنحرف إبرته في الاتجاه المعاكس.

لاحظ أن emf الحث الذاتي يمكن أن يتجاوز بشكل كبير مصدر المجالات الكهرومغناطيسية. وهذا ما يفسر خطر الانفصال الحاد عن شبكة الطاقة للمحركات الكهربائية القوية التي تتمتع ملفاتها بمحاثة كبيرة. يتم إيقاف تشغيلها باستخدام مقاومة متغيرة، مما يقلل التيار تدريجيًا.

الحث الذاتي هو نظير للقصور الذاتي.إن ظاهرة الاستقراء الذاتي تشبه إلى حد ما ظاهرة القصور الذاتي في الميكانيكا. مثلما يؤدي القصور الذاتي إلى تغيير تدريجي في سرعة الجسم حتى مع تطبيق القوة بشكل فوري، فإن الحث الذاتي يمنع التيار من تغيير قيمته على الفور في الدائرة الكهربائية. لذلك، فإن محاثة الملف هي نظير للكتلة، وتعمل كمقياس للقصور الذاتي. مرات أكثر:

مقارنة نحصل عليها

وبتقديم عدد اللفات لكل وحدة طول، يمكن إعطاء هذا التعبير بالشكل

أين هو حجم الملف اللولبي الذي يتركز فيه المجال المغناطيسي بشكل رئيسي.

تيارات إيدي.وفي مجال التكنولوجيا، ظهرت ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، إلى جانب مجموعة واسعة من تطبيقات مفيدةوأحياناً يكشف عن نفسه بطرق غير مرغوب فيها. ومن الأمثلة على ذلك ما يسمى بالتيارات الدوامية، أو تيارات فوكو. هذه هي التيارات الكهربائية المغلقة في الموصلات الصلبة الضخمة، والتي تنشأ إما عندما يتغير المجال المغناطيسي الذي يخترقها، أو عندما يتحرك جسم موصل في مجال مغناطيسي. تغلق تيارات إيدي مباشرة في الكتلة الموصلة، وتشكل دوائر تشبه الدوامة.

وفقًا لقانون لينز، يتم توجيه المجال المغناطيسي الناتج عن التيارات الدوامية بطريقة تعوض التغير في التدفق المغناطيسي الذي يولدها. ونتيجة لذلك، فإن موصلًا ضخمًا يتحرك في مجال مغناطيسي يتأثر بقوة فرملة موجهة ضد الحركة ومتناسبة مع السرعة.

يمكن إظهار مظاهر تيارات فوكو في التجربة البسيطة التالية (الشكل 120 أ). في الفجوة بين القطبين الأقوياء

يقوم المغناطيس الكهربائي (7 و 2) بتأرجح البندول، وفي نهايته يتم تثبيت لوحة نحاسية صلبة، وعندما يتم تشغيل المغناطيس الكهربائي، تتوقف تذبذبات البندول بسرعة كبيرة. إذا قمت باستبدال لوحة صلبة بلوحة من نفس الحجم مع قطع عرضية (الشكل 1206)، فإن تشغيل المغناطيس الكهربائي ليس له أي تأثير تقريبًا على تخميد التذبذبات.

لا تتسبب تيارات إيدي في ظهور القوى الميكانيكية فحسب، بل تتسبب أيضًا في إطلاق حرارة جول. في العديد من الأجهزة الكهربائية، تستخدم الدوائر المغناطيسية (قلوب المحولات، والتجهيزات) لمكافحة هذا الأمر الآلات الكهربائية) يتم تجميعها من صفائح حديدية منفصلة معزولة عن بعضها البعض.

في الموصلات الفائقة، لا تنشأ تيارات الحث في السمك، ولكن في طبقة رقيقة قريبة من السطح. يحدث هذا لأن المجال المغناطيسي لا يخترق عمق الموصل الفائق (تأثير مايسنر). في الموصلات الفائقة، لا تتحلل التيارات الحثية.

أرز. 120. عرض تيارات فوكو (أ) واستخدامها لتخميد تذبذبات إبرة أدوات القياس الكهربائية (ب)

وقد تجلى مظهرها في تجربة مذهلة عندما تم تعليق مغناطيس صغير دائم، مثل نعش محمد، دون أي دعم فوق قرص من السيراميك فائق التوصيل، المبرد بالنيتروجين السائل، الذي ينتمي إلى ما يسمى بالموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية.

بين ذلك في كل مما هو مبين في الشكل. تجارب 108-110، يرتبط حدوث تيار تحريضي بتقاطع الملف مع خطوط القوة المغناطيسية، مما يؤدي إلى تغير في عدد خطوط القوة التي تغطيها الدائرة («المرتبطة» بالدائرة).

أظهر أنه وفقًا لقانون لينز، فإن انحرافات إبرة الجلفانومتر في التجارب الموضحة في الشكل. 108-110 يجب أن تحدث بالفعل في اتجاهين متعاكسين للإجراءات الأمامية والعكسية، كما هو مذكور في النص.

اشرح نتائج تجربة إدخال مغناطيس في حلقات صلبة ومقطعة مثبتة على ذراع متأرجح دوار (الشكل 111).

بيّن أن قاعدة اليد اليمنى لتحديد اتجاه التيار المستحث في موصل متحرك تتوافق مع قانون لينز.

اشرح كيف يرتبط قانون لينز بقانون حفظ الطاقة.

ماذا يمكن أن يقال عن الطبيعة الفيزيائية للقوى الخارجية في ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي؟ هل يؤثر على صياغة قانون الحث الكهرومغناطيسي (I)؟

سبب إثارة التيار المستحث في ملفات المولد الكهربائي هو قوة لورنتز. ولكنها موجهة بشكل عمودي على سرعة الشحنات ولا تبذل أي شغل. كيف يقوم المولد الكهربائي بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية؟

كيف نفسر حدوث تيار مستحث في دائرة مغلقة في الحالات التي لا يتغير فيها التدفق المغناطيسي المقترن بالدائرة، على سبيل المثال، في مغو أحادي القطب؟

هل من الممكن حدوث حالات عندما يتغير التدفق المغناطيسي، ولكن لا يوجد قوة دافعة مستحثة؟

ما هي ظاهرة الاستقراء الذاتي؟

بيّن أنه عند إغلاق دائرة تحتوي على محرِّض، يؤدي عمل القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث إلى تباطؤ في صعود التيار.

اشرح نوعيًا سبب تناسب القوة الدافعة الكهربية الحثية الذاتية للملف مع مربع عدد اللفات.

إذا وضعت حلقة معدنية من النحاس أو الألومنيوم على قلب المغناطيس الكهربائي، فعند تشغيل المغناطيس الكهربائي، فإن الحلقة "تطلق" حرفيًا من القلب. اشرح عمل مثل هذا "المدفع الكهرومغناطيسي".

نحن نعلم بالفعل أن التيار الكهربائي الذي يتحرك عبر موصل يخلق مجالًا مغناطيسيًا حوله. وبناء على هذه الظاهرة، اخترع الإنسان ويستخدم على نطاق واسع مجموعة واسعة من المغناطيسات الكهربائية. لكن السؤال الذي يطرح نفسه: إذا تسببت الشحنات الكهربائية أثناء تحركها في ظهور مجال مغناطيسي، ألا يعمل هذا أيضًا بالعكس؟

بمعنى هل يمكن للمجال المغناطيسي أن يسبب حدوث تيار كهربائي في الموصل؟ في عام 1831، أثبت مايكل فاراداي أن التيار الكهربائي ينشأ في دائرة كهربائية موصلة مغلقة عندما يتغير المجال المغناطيسي. ويسمى هذا التيار بالتيار التحريضي، وظاهرة حدوث تيار في دائرة موصلة مغلقة عندما يتغير المجال المغناطيسي الذي يخترق هذه الدائرة تسمى الحث الكهرومغناطيسي.

ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي

يتكون اسم "الكهرومغناطيسي" في حد ذاته من جزأين: "كهربائي" و "مغناطيسي". ترتبط الظواهر الكهربائية والمغناطيسية ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. وإذا كانت الشحنات الكهربائية، تتحرك، تغير المجال المغناطيسي من حولها، فإن المجال المغناطيسي، المتغير، سيجبر حتما الشحنات الكهربائية على التحرك، وتشكيل تيار كهربائي.

في هذه الحالة، فإن المجال المغناطيسي المتغير هو الذي يسبب توليد التيار الكهربائي. المجال المغناطيسي الثابت لن يسبب حركة الشحنات الكهربائية، وبالتالي لن يتولد أي تيار مستحث. تشير دراسة أكثر تفصيلاً لظاهرة الحث الكهرومغناطيسي واشتقاق الصيغ وقانون الحث الكهرومغناطيسي إلى مسار الصف التاسع.

تطبيق الحث الكهرومغناطيسي

في هذا المقال سنتحدث عن استخدام الحث الكهرومغناطيسي. يعتمد تشغيل العديد من المحركات والمولدات الحالية على استخدام قوانين الحث الكهرومغناطيسي. مبدأ عملها سهل الفهم.

يمكن أن يحدث تغيير في المجال المغناطيسي، على سبيل المثال، عن طريق تحريك المغناطيس. لذلك، إذا قمت بتحريك مغناطيس داخل دائرة مغلقة بأي تأثير خارجي، فسينشأ تيار في هذه الدائرة. بهذه الطريقة يمكنك إنشاء مولد حالي.

على العكس من ذلك، إذا قمت بتمرير التيار من مصدر خارجي عبر الدائرة، فإن المغناطيس الموجود داخل الدائرة سيبدأ في التحرك تحت تأثير المجال المغناطيسي الذي يشكله التيار الكهربائي. بهذه الطريقة يمكنك تجميع محرك كهربائي.

تقوم المولدات الحالية الموصوفة أعلاه بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية في محطات توليد الطاقة. الطاقة الميكانيكية هي طاقة الفحم ووقود الديزل والرياح والمياه وما إلى ذلك. يتم توفير الكهرباء للمستهلكين عن طريق الأسلاك وهناك يتم تحويلها مرة أخرى إلى طاقة ميكانيكية في المحركات الكهربائية.

تعتمد المحركات الكهربائية للمكانس الكهربائية ومجففات الشعر والخلاطات والمبردات ومطاحن اللحوم الكهربائية وغيرها من الأجهزة العديدة التي نستخدمها يوميًا على استخدام الحث الكهرومغناطيسي والقوى المغناطيسية. ولا داعي للحديث عن استخدام هذه الظواهر نفسها في الصناعة، فمن الواضح أنها موجودة في كل مكان.

البث

يخلق المجال المغناطيسي المتناوب المثار بتيار متغير مجالًا كهربائيًا في الفضاء المحيط، والذي بدوره يثير مجالًا مغناطيسيًا، وما إلى ذلك. تولد هذه المجالات بعضها البعض بشكل متبادل، وتشكل مجالًا كهرومغناطيسيًا واحدًا متغيرًا - موجه كهرومغناطيسية. ينتشر المجال الكهرومغناطيسي في الفضاء بسرعة الضوء -300000 كم/ثانية، عند نشوئه في مكان يوجد فيه سلك يحمل تيارًا كهربائيًا.

العلاج المغناطيسي

في الطيف الترددي، تشغل موجات الراديو والضوء والأشعة السينية وغيرها أماكن مختلفة الاشعاع الكهرومغناطيسي. وهي تتميز عادة بمجالات كهربائية ومغناطيسية مقترنة بشكل مستمر.

السنكروفاسوترونات

حاليًا، يُفهم المجال المغناطيسي على أنه شكل خاص من المادة يتكون من جسيمات مشحونة. في الفيزياء الحديثة، يتم استخدام حزم من الجسيمات المشحونة لاختراق أعماق الذرات من أجل دراستها. القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على جسيم مشحون متحرك تسمى قوة لورنتز.

عدادات التدفق - متر

تعتمد الطريقة على تطبيق قانون فاراداي للموصل في مجال مغناطيسي: في تدفق سائل موصل كهربائيًا يتحرك في مجال مغناطيسي، يتم حث المجال الكهرومغناطيسي، بما يتناسب مع سرعة التدفق، ويتم تحويله بواسطة الجزء الإلكتروني إلى تيار كهربائي إشارة تناظرية/رقمية.

مولد العاصمة

في وضع المولد، يدور عضو الجهاز تحت تأثير عزم الدوران الخارجي. يوجد بين قطبي الجزء الثابت تدفق مغناطيسي ثابت يخترق عضو الإنتاج. تتحرك موصلات ملف حديد التسليح في مجال مغناطيسي، وبالتالي يتم تحفيز المجال الكهرومغناطيسي فيها، والذي يمكن تحديد اتجاهه من خلال قاعدة "اليد اليمنى". في هذه الحالة، تنشأ إمكانات إيجابية على فرشاة واحدة بالنسبة للثانية. إذا قمت بتوصيل الحمل بأطراف المولد، فسوف يتدفق التيار من خلاله.

محولات

تستخدم المحولات على نطاق واسع في النقل طاقة كهربائيةعلى مسافات طويلة، وتوزيعها بين أجهزة الاستقبال، وكذلك في مختلف أجهزة التصحيح والتضخيم والتشوير وغيرها.

يتم تحويل الطاقة في المحول بواسطة مجال مغناطيسي متناوب. المحول عبارة عن قلب مصنوع من صفائح فولاذية رقيقة معزولة عن بعضها البعض، يتم وضع ملفين (ملفات) عليها وأحيانًا أكثر. سلك معزول. يُطلق على اللف الذي يتصل به مصدر الطاقة الكهربائية الحالية اسم اللف الأولي، وتسمى اللفات المتبقية باللف الثانوي.

إذا كان الملف الثانوي للمحول يحتوي على لفات ملفوفة أكثر بثلاث مرات من الملف الأولي، فإن المجال المغناطيسي الناتج في القلب بواسطة الملف الأولي، الذي يعبر لفات الملف الثانوي، سيولد ثلاثة أضعاف الجهد فيه.

باستخدام محول ذو نسبة دوران عكسية، يمكنك بسهولة الحصول على جهد منخفض.