تفاوت بین جریان القایی و جریان عبوری از سیم پیچ چیست

جریان القایی و جریان عبوری از سیم پیچ دو مفهوم مختلف هستند که هر کدام با اصول فیزیکی و کاربردهای خاص خود مجهز شده‌اند. در زیر توضیحات دقیق تفاوت‌های بین این دو نوع جریان آورده شده است:

1. جریان القایی

تعریف:

جریان القایی جریانی است که در رسانا به دلیل اثر القای الکترومغناطیسی ناشی از میدان مغناطیسی متغیر تولید می‌شود. بر اساس قانون فارادی القای الکترومغناطیسی، وقتی شار مغناطیسی از طریق یک حلقه بسته تغییر می‌کند، یک نیروی الکتریکی القاء (EMF) در حلقه القاء می‌شود که به نوبه خود جریان تولید می‌کند.

شرایط تولید:

• میدان مغناطیسی متغیر: میدان مغناطیسی باید با زمان تغییر کند، مانند حرکت قطب‌نما یا تغییر جریان.

• حلقه بسته: رسانا باید یک حلقه بسته را تشکیل دهد تا جریان بتواند جریان یابد.

بیان ریاضی:

قانون فارادی القای الکترومغناطیسی می‌تواند به صورت زیر بیان شود:

که در آن E نیروی الکتریکی القاء شده، ΦB شار مغناطیسی و t زمان است.

کاربردها:

• ژنراتورها: از تغییر در میدان مغناطیسی برای تولید جریان القایی استفاده می‌کنند و انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

• ترانسفورماتورها: جریان متناوب در سیم پیچ اصلی میدان مغناطیسی متغیری ایجاد می‌کند که جریان را در سیم پیچ ثانویه القاء می‌کند تا انرژی الکتریکی منتقل شود.

• گرمایش القایی: از میدان مغناطیسی متغیر برای القای جریان‌های دوگانه در فلزات استفاده می‌کند و اثر گرمایشی ایجاد می‌کند.

2. جریان عبوری از سیم پیچ

تعریف:

جریان عبوری از سیم پیچ جریانی است که مستقیماً از طریق رساناهای سیم پیچ جریان می‌یابد. این جریان می‌تواند یک جریان مستقیم ثابت (DC) یا یک جریان متناوب (AC) باشد.

شرایط تولید:

• منبع تغذیه: منبع تغذیه خارجی (مانند باتری، ژنراتور یا منبع AC) لازم است تا جریان را تامین کند.

• حلقه بسته: سیم پیچ باید بخشی از مدار بسته باشد تا جریان بتواند جریان یابد.

بیان ریاضی:

برای جریان مستقیم (DC)، می‌توان از قانون اهم استفاده کرد:

که در آن I جریان، V ولتاژ و R مقاومت است.

برای جریان متناوب (AC)، جریان می‌تواند به صورت موج سینوسی بیان شود:

که در آن I0 جریان ماکزیمم، ω فرکانس زاویه‌ای و ϕ زاویه فاز است.

کاربردها:

• الکترومغناطیس: جریان عبوری از سیم پیچ میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که برای ساخت الکترومغناطیس استفاده می‌شود.

• موتورها: جریان متناوب عبوری از سیم پیچ میدان مغناطیسی چرخان را ایجاد می‌کند که موتور را به حرکت درمی‌آورد.

• ترانسفورماتورها: جریان متناوب در سیم پیچ اصلی میدان مغناطیسی متغیری ایجاد می‌کند که جریان را در سیم پیچ ثانویه القاء می‌کند تا انرژی الکتریکی منتقل شود.

خلاصه

• جریان القایی جریانی است که در رسانا به دلیل اثر القای الکترومغناطیسی ناشی از میدان مغناطیسی متغیر تولید می‌شود و نیاز به میدان مغناطیسی متغیر و حلقه بسته دارد.

• جریان عبوری از سیم پیچ جریانی است که مستقیماً از طریق رساناهای سیم پیچ جریان می‌یابد و نیاز به منبع تغذیه خارجی و مدار بسته دارد.

درک تفاوت‌های بین این دو نوع جریان در درک بهتر اصول بنیادی الکترومغناطیس و انتخاب و استفاده صحیح از تکنولوژی‌های مرتبط در کاربردهای عملی مفید است.