جهاز متحرك الحديد

هذا الجهاز يعتبر من أقدم أشكال الأجهزة المستخدمة في القياس والتوصيل. تأتي أجهزة نوع الحديد المتحرك بشكل أساسي في نوعين: النوع الجاذب والنوع المتصادم.
عند وضع قطعة حديد بالقرب من مغناطيس، فإنها تجذب بواسطة المغناطيس. تعتمد قوة هذا الجذب على شدة المجال المغناطيسي. إذا كان المغناطيس كهرومغناطيسياً، يمكن زيادة أو تقليل شدة المجال المغناطيسي بسهولة عن طريق زيادة أو تقليل التيار عبر ملفه.
وبالتالي، ستنمو وتقل قوة الجذب المؤثرة على قطعة الحديد. بناءً على هذا الظاهرة البسيطة تم تطوير جهاز الحديد المتحرك من النوع الجاذب.

عند وضع قطعتين من الحديد جنبًا إلى جنب وإحضار مغناطيس بالقرب منهما، ستتصادم القطعتان. هذه القوة التصادمية ناتجة عن وجود قطبي مغناطيسي مشابهين في نفس الجانبين من القطعتين بسبب المجال المغناطيسي الخارجي.
تزيد هذه القوة التصادمية إذا زادت شدة المجال المغناطيسي للمغناطيس. كما في الحالة السابقة، إذا كان المغناطيس كهرومغناطيسياً، يمكن التحكم بسهولة في شدة المجال المغناطيسي عن طريق التحكم في التيار الداخل إليه. لذا، إذا زاد التيار، تزداد القوة التصادمية بين قطعتي الحديد وإذا قل التيار، تنقص القوة التصادمية بينهما. بناءً على هذا الظاهرة تم بناء جهاز الحديد المتحرك من النوع المتصادم.

بناء جهاز الحديد المتحرك

يوضح الرسم الأساسي لبناء جهاز الحديد المتحرك من النوع الجاذب
قرص رقيق من الحديد الناعم يتم تثبيته بشكل مائل أمام ملف. يميل هذا الحديد للتحرك نحو الداخل، أي من المجال المغناطيسي الأضعف إلى الأقوى عندما يمر التيار عبر الملف. في السابق، تم استخدام التحكم بالجاذبية في أجهزة الحديد المتحرك الجاذبة، ولكن الآن تم استبدال طريقة التحكم بالجاذبية بالتحكم بالربيع في الأجهزة الحديثة. يتم تحقيق الانحراف الصفر للمؤشر عن طريق ضبط وزن التوازن. يتم توفير القوة المخمدية المطلوبة في هذا الجهاز بواسطة احتكاك الهواء. يظهر الشكل نظام الخميد المتواجد في الجهاز، حيث يتم تحقيق الخميد بواسطة مكبس متحرك في سرنجة هواء.

نظرية جهاز الحديد المتحرك من النوع الجاذب

لنفترض أنه عندما لا يوجد تيار عبر الملف، يكون المؤشر عند الصفر، والزاوية التي تشكلها محور القرص الحديد مع الخط العمودي على المجال هي φ. الآن بسبب التيار I وشدة المجال المغناطيسي المقابلة، تتحرك قطعة الحديد إلى زاوية θ. الآن المكون H في اتجاه محور القرص الحديد المنحرف هو Hcos{90 – (θ + φ) أو Hsin (θ + φ). الآن القوة F المؤثرة على القرص نحو الداخل للملف تكون متناسبة مع H2sin(θ + φ) وبالتالي تكون القوة متناسبة أيضاً مع I2sin(θ + φ) لثبات النفاذية. إذا كانت هذه القوة تعمل على القرص على مسافة l من المحور، فإن عزم الانحراف،


حيث أن l ثابت.

حيث k ثابت.
الآن، بما أن الجهاز متحكم به بالجاذبية، سيكون عزم التحكم

حيث k' ثابت.
في حالة الاستقرار،

حيث K ثابت.

عرض فيديو لجهاز الحديد المتحرك

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالة المحتوى.