كيف يؤثر التدفق على ملفات التحريض؟

كيف يؤثر التدفق المغناطيسي على ملفات الذراع

يعد تأثير التدفق المغناطيسي على ملفات الذراع محوريًا في مبادئ عمل المحركات والمولدات. في هذه الأجهزة، يؤدي تغير التدفق المغناطيسي إلى إحداث قوة كهربائية ذاتية (EMF) في ملفات الذراع بناءً على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. فيما يلي شرح مفصل لكيفية تأثير التدفق المغناطيسي على ملفات الذراع:

1. القوة الكهربائية الذاتية (EMF) المستحثة

وفقا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر دائرة مغلقة، يتم إنتاج قوة كهربائية ذاتية مستحثة داخل تلك الدائرة. بالنسبة لملفات الذراع، إذا تغير التدفق المغناطيسي مع الزمن (على سبيل المثال، في مجال مغناطيسي دوار)، فإن هذا التدفق المتغير يحث جهدًا في ملفات الذراع. الصيغة كالتالي:

• E هي القوة الكهربائية الذاتية المستحثة؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">N</span>\; }$N هو عدد دورات ملف اللف؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Phi </span>\; }$Φ هو التدفق المغناطيسي؛

• $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">\Delta </span>\; }\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">t</span>\; }$Δt هو التغير في الزمن.

يشير العلامة السالبة إلى أن اتجاه القوة الكهربائية الذاتية المستحثة يعارض التغير في التدفق الذي أحدثه، وفقًا لقانون لينز.

2. التيار المستحث

بعد إنتاج قوة كهربائية ذاتية مستحثة في ملفات الذراع وتكون ملفات الذراع دائرة مغلقة مع حمل خارجي، سيتدفق التيار. هذا التيار، الناجم عن التدفق المغناطيسي المتغير، يُعرف بالتيار المستحث. تعتمد قيمة التيار المستحث على القوة الكهربائية الذاتية المستحثة، وممانعة اللف، وأي مقاومة متسلسلة أخرى موجودة.

3. توليد عزم الدوران

في المحركات، عندما يكون هناك تيار يتدفق عبر ملفات الذراع، تتفاعل هذه التيارات مع المجال المغناطيسي الذي يولده الاستاتور، مما يؤدي إلى عزم دوران. وهذا لأن الموصل الذي يحمل التيار يواجه قوة في المجال المغناطيسي (قوة أمبير). يمكن استخدام هذه القوة لدفع دوران العمود، مما يسمح للمحرك بإجراء العمل الميكانيكي.

4. القوة الكهربائية الذاتية العكسية

في المحركات الكهربائية المباشرة، عندما يبدأ الذراع في الدوران، فإنه يقطع أيضًا خطوط المجال المغناطيسي ويولد قوة كهربائية ذاتية تعارض الجهد المطبق؛ وهذا يُسمى القوة الكهربائية الذاتية العكسية أو القوة الكهربائية الذاتية المعكوسة. وجود القوة الكهربائية الذاتية العكسية يحد من نمو التيار في الذراع ويساعد في استقرار سرعة المحرك.

5. التشبع المغناطيسي والكفاءة

عندما تزداد كثافة التدفق المغناطيسي إلى نقطة معينة، قد يصل مادة اللب إلى التشبع المغناطيسي، حيث لا يؤدي زيادة التيار المثير إلى زيادة كبيرة في التدفق المغناطيسي. التشبع المغناطيسي يؤثر ليس فقط على أداء المحرك ولكنه يمكن أن يؤدي أيضًا إلى خسائر طاقة إضافية، مما يقلل من كفاءة المحرك.

باختصار، يؤثر تغير التدفق المغناطيسي مباشرة على القوة الكهربائية الذاتية المستحثة والتيار وبالتالي عزم الدوران في ملفات الذراع، وهي أساسية لعمل المحركات والمولدات بشكل صحيح. يجب أن تأخذ التصميم والتشغيل الصحيح للمحركات والمولدات في الاعتبار هذه العوامل لضمان الأداء الفعال والموثوق به.