فهم مغو و هو يعمل

الحث هو أحد المكونات السلبية الرئيسية في الإلكترونيات. المكونات الأساسية السلبية في الإلكترونيات هي المقاومات والمكثفات والمحاثات. ترتبط المحاثات ارتباطًا وثيقًا بالمكثفات حيث يستخدم كلاهما مجالًا كهربائيًا لتخزين الطاقة وكلاهما مكونان طرفيان سلبيان. لكن المكثفات والمحاثات لها خصائص بناء مختلفة وقيود واستخدامات مختلفة.

الحث هو مكونان طرفيان يخزن الطاقة في مجالاته المغناطيسية. يشار إليه أيضًا باسم ملف أو خنق. يمنع أي تغييرات في التيار المتدفق من خلاله.

يتميز المحرِّض بقيمة الحث وهي نسبة الجهد (EMF) والتغير الحالي داخل الملف. و حدة الحث هو هنري. إذا تم تغيير التدفق الحالي عبر محث بمعدل أمبير واحد في الثانية وتم إنتاج 1 فولت من EMF داخل الملف ، فستكون قيمة المحاثة 1 هنري.

نادرًا ما يتم استخدام المحرِّض بقيمة Henry في الإلكترونيات لأنه ذو قيمة عالية جدًا من حيث التطبيق. عادةً ما يتم استخدام قيم أقل بكثير مثل Milli Henry أو Micro Henry أو Nano Henry في معظم التطبيقات.

رمز	القيمة	العلاقة مع هنري
م	ميلي هنري	1/1000
اه	مايكرو هنري	1/1000000
nH	نانو هنري	1/1000000000

يظهر رمز مغو في الصورة أدناه-

يمثل الرمز تمثيلًا للأسلاك الملتوية مما يعني أن الأسلاك مبنية لتصبح ملفًا.

بناء مغو

يتم تشكيل المحاثات باستخدام أسلاك نحاسية معزولة والتي تشكلت أيضًا كملف. يمكن أن يكون الملف مختلفًا في الأشكال والأحجام ويمكن أيضًا لفه بأنواع مختلفة من المواد.

يمكن الاعتماد على محاثة الحث بشكل كبير على عوامل متعددة ، مثل عدد لفات الأسلاك ، والتباعد بين المنعطفات ، وعدد طبقات المنعطفات ، ونوع المواد الأساسية ، ونفاذية المغناطيسية ، والحجم ، والشكل ، إلخ.

هناك فرق كبير بين الحث المثالي والمحاثات الحقيقية الفعلية المستخدمة في الدوائر الإلكترونية. لا يحتوي المحث الحقيقي على محاثة فحسب ، بل يمتلك أيضًا سعة ومقاومة. تنتج الملفات المغلفة عن كثب كمية قابلة للقياس من السعة الشاردة بين لفات الملف. هذه السعة الإضافية ، بالإضافة إلى مقاومة السلك ، تغير السلوكيات عالية التردد للمحث.

تُستخدم المحرِّضات في كل منتج إلكتروني تقريبًا ، وبعض تطبيقات DIY للمحث هي:

• كاشف معادن
• جهاز كشف المعادن اردوينو
• مرسل FM
• المذبذبات

كيف يعمل مغو؟

قبل مزيد من المناقشة ، من المهم فهم الفرق بين المصطلحين ، المجال المغناطيسي والتدفق المغناطيسي.

أثناء تدفق التيار عبر الموصل ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي. هذان الشيئان متناسبان خطيًا. لذلك ، إذا زاد التيار ، سيزداد المجال المغناطيسي أيضًا. يتم قياس هذا المجال المغناطيسي بوحدة SI ، Tesla (T). الآن ، ما هو التدفق المغناطيسي ؟ حسنًا ، إنه قياس أو كمية المجال المغناطيسي الذي يمر عبر منطقة محددة. يحتوي Magnetic Flux أيضًا على وحدة في معيار SI ، وهي Weber.

لذلك ، حتى الآن ، هناك مجال مغناطيسي عبر المحاثات ، ينتج عن التيار المتدفق عبره.

لفهم المزيد ، فهم قانون فاراداي للمحاثة مطلوب. وفقًا لقانون الحث الخاص بفاراداي ، فإن المجال الكهرومغناطيسي المتولد يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي.

VL = N (dΦ / dt)

حيث N هو عدد الدورات و هو مقدار التدفق.

بناء مغو

يمكن إظهار بناء وعمل محث قياسي عام واحد على أنه سلك نحاسي ملفوف بإحكام عبر مادة أساسية. في الصورة أدناه ، يتم لف الأسلاك النحاسية عن كثب عبر مادة أساسية ، مما يجعلها محثًا سلبيًا طرفيًا.

عندما يتدفق التيار عبر السلك ، سيتطور المجال الكهرومغناطيسي عبر الموصل وستولد القوة الدافعة الكهربائية أو EMF اعتمادًا على معدل تغير التدفق المغناطيسي. لذا ، فإن ارتباط التدفق سيكون Nɸ.

يُقال إن تحريض ملف الجرح في مادة أساسية هو كذلك

µN ² A / L

حيث N هو عدد المنعطفات

A هي منطقة المقطع العرضي للمادة الأساسية

L هو طول الملف

µ هي نفاذية المادة الأساسية وهي ثابتة.

صيغة عودة EMF التي تم إنشاؤها هي

فيمف (L) = -L (di / dt)

في الدائرة ، إذا تم تطبيق مصدر جهد على المحرِّض باستخدام مفتاح. يمكن أن يكون هذا المفتاح أي شيء مثل الترانزستورات أو MOSFET أو أي نوع من المفاتيح النموذجية التي ستوفر مصدر الجهد للمحث.

هناك نوعان من دول الدائرة.

عندما يكون المفتاح مفتوحًا ، لن يحدث أي تدفق للتيار في المحرِّض بالإضافة إلى أن معدل التغير الحالي هو صفر. إذن ، EMF يساوي صفرًا أيضًا.

عند إغلاق المفتاح ، يبدأ التيار من مصدر الجهد إلى المحرِّض في الارتفاع حتى يصل التدفق الحالي إلى أقصى قيمة للحالة الثابتة. في هذا الوقت يزداد التدفق الحالي عبر المحرِّض ويعتمد معدل التغير الحالي على قيمة المحاثة. وفقًا لقانون فاراداي ، يولد المحث عودة المجالات الكهرومغناطيسية التي تبقى حتى يصل التيار المستمر إلى الحالة المستقرة. أثناء الحالة المستقرة ، لا يوجد تغيير حالي في الملف ويمر التيار ببساطة عبر الملف.

خلال هذا الوقت ، سيعمل الحث المثالي كدائرة قصيرة لأنه لا يوجد لديه مقاومة ، ولكن في حالة عملية ، فإن تدفق التيار عبر الملف والملف له مقاومة وكذلك السعة.

في الحالة الأخرى عندما يتم إغلاق المفتاح مرة أخرى ، ينخفض ​​تيار الحث بسرعة ومرة ​​أخرى يكون هناك تغيير حالي مما يؤدي إلى توليد EMF.

التيار والجهد في مغو

يوضح الرسم البياني أعلاه حالة التبديل ، تيار الحث والجهد المستحث في ثابت الوقت.

يمكن حساب القدرة من خلال المحرِّض باستخدام قانون أومس للطاقة حيث P = الجهد × التيار. لذلك ، في مثل هذه الحالة ، يكون الجهد هو –L (di / dt) والتيار هو i. لذلك ، يمكن حساب القدرة في المحث باستخدام هذه الصيغة

P _L = L (di / dt) أنا

لكن خلال الحالة المستقرة ، يتصرف الحث الحقيقي مثل المقاوم. لذلك يمكن حساب القوة كـ

P = V ² R

من الممكن أيضًا حساب الطاقة المخزنة في محث. يخزن الحث الطاقة باستخدام المجال المغناطيسي. يمكن حساب الطاقة المخزنة في الحث باستخدام هذه الصيغة-

W (t) = Li ² (t) / 2

هناك أنواع مختلفة من المحاثات المتاحة من حيث البناء والحجم. يمكن تشكيل محاثات البناء الحكيمة في قلب الهواء ، ولب الفريت ، ولب الحديد ، وما إلى ذلك.

تطبيقات المحاثات

تستخدم المحاثات في منطقة واسعة من التطبيق.

1. في التطبيق ذات الصلة RF.
2. SMPS وإمدادات الطاقة.
3. في المحولات.
4. واقي من زيادة التيار للحد من تدفق التيار.
5. داخل المرحلات الميكانيكية إلخ.