ما هو الفرق بين التيار المحفز والتيار الذي يمر عبر الملف؟

التيار المحمول والتيار عبر ملف التفاف هما مفهومان مختلفان، كل منهما يحتوي على مبادئ فيزيائية وتطبيقات مميزة. فيما يلي شرح تفصيلي للفرق بين هذين النوعين من التيار:

1. التيار المحمول

تعريف:

التيار المحمول هو التيار الذي يتم إنتاجه في الموصل بسبب تأثير الحث الكهرومغناطيسي الناجم عن مجال مغناطيسي متغير. وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر حلقة مغلقة، يتم حث قوة كهربائية (EMF) في الحلقة، مما يؤدي بدوره إلى توليد تيار.

شروط الإنتاج:

• المجال المغناطيسي المتغير: يجب أن يتغير المجال المغناطيسي مع الزمن، مثل نقل مغناطيس أو تغيير التيار.

• حلقة مغلقة: يجب أن يشكل الموصل حلقة مغلقة لتسمح بتدفق التيار.

التعبير الرياضي:

يمكن التعبير عن قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي كالتالي:

حيث E هي القوة الكهربائية المحمولة، ΦB هو التدفق المغناطيسي، و t هو الزمن.

التطبيقات:

• المولدات: تستفيد من تغيير المجال المغناطيسي لتوليد تيار محمول، مما يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

• المحوّلات: التيار المتردد في الملف الأساسي يخلق مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا، مما يحث تيارًا في الملف الثانوي لنقل الطاقة الكهربائية.

• التسخين بالحث: يستخدم المجال المغناطيسي المتغير لإحداث تيارات دوامية في المعادن، مما يحقق تأثيرات تسخين.

2. التيار عبر الملف 

تعريف:

التيار عبر الملف هو التيار الذي يتدفق مباشرة عبر موصلات الملف. يمكن أن يكون هذا التيار تيارًا مستمرًا ثابتًا (DC) أو تيارًا متناوبًا (AC).

شروط الإنتاج:

• مصدر الطاقة: يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي (مثل البطارية، المولد، أو مصدر التيار المتناوب) لتوفير التيار.

• دائرة مغلقة: يجب أن يكون الملف جزءًا من دائرة مغلقة لتسمح بتدفق التيار.

التعبير الرياضي:

بالنسبة للتيار المستمر (DC)، يمكن استخدام قانون أوم:

حيث I هو التيار، V هو الجهد، و R هو المقاومة.

بالنسبة للتيار المتناوب (AC)، يمكن التعبير عن التيار كموجة جيبية:

حيث I0 هو التيار الأقصى، ω هو التردد الزاوي، و ϕ هو زاوية الطور.

التطبيقات:

• المغناطيس الكهربائي: التيار عبر الملف يولد مجالًا مغناطيسيًا، ويستخدم لإنشاء المغناطيس الكهربائي.

• المحركات: التيار المتناوب عبر الملف يولد مجالًا مغناطيسيًا دورانيًا، مما يدفع المحرك.

• المحوّلات: التيار المتناوب في الملف الأساسي يخلق مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا، مما يحث تيارًا في الملف الثانوي لنقل الطاقة الكهربائية.

ملخص

• التيار المحمول هو التيار الذي يتم إنتاجه في الموصل بسبب تأثير الحث الكهرومغناطيسي الناجم عن مجال مغناطيسي متغير، ويحتاج إلى مجال مغناطيسي متغير وحلقة مغلقة.

• التيار عبر الملف هو التيار الذي يتدفق مباشرة عبر موصلات الملف، ويحتاج إلى مصدر طاقة خارجي ودائرة مغلقة.

فهم الفروق بين هذين النوعين من التيار يساعد في فهم أفضل للمبادئ الأساسية للكهرومغناطيسية واختيار واستخدام التقنيات ذات الصلة بشكل صحيح في التطبيقات العملية.