الحث

الحث هو ميل الموصل الكهربائي لمقاومة أي تغيير في التيار الكهربائي المار فيه. يُولّد التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا حول الموصل، وتعتمد شدة هذا المجال على مقدار التيار، وبالتالي تتأثر بأي تغيير فيه. وبحسب قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، فإن أي تغيير في المجال المغناطيسي عبر دائرة كهربائية يُولّد قوة دافعة كهربائية ( جهدًا ) في الموصلات، وهي عملية تُعرف بالحث الكهرومغناطيسي . هذا الجهد المُستحث، الناتج عن تغير التيار، يُعاكس هذا التغير في التيار. يُنص على ذلك قانون لينز ، ويُسمى هذا الجهد بالقوة الدافعة الكهربائية العكسية .

يُعرَّف الحث بأنه نسبة الجهد المستحث إلى معدل تغير التيار المسبب له. [ 1 ] وهو ثابت تناسب يعتمد على هندسة موصلات الدائرة (مثل مساحة المقطع العرضي والطول) والنفاذية المغناطيسية للموصل والمواد المجاورة. [ 1 ] يُطلق على المكون الإلكتروني المصمم لإضافة الحث إلى الدائرة اسم المحث . ويتكون عادةً من ملف أو لولب من الأسلاك.

صاغ أوليفر هيفسايد مصطلح الحث الذاتي في مايو 1884، كوسيلة ملائمة للإشارة إلى "معامل الحث الذاتي". [ 2 ] [ 3 ] ومن المعتاد استخدام الرمزل{\displaystyle L}سُميت وحدة الحث، تكريمًا للفيزيائي هاينريش لينز . ​​[ 4 ] [ 5 ] في النظام الدولي للوحدات ، تُقاس وحدة الحث بالهنري (H)، وهي مقدار الحث اللازم لتوليد جهد مقداره فولت واحد ، عندما يتغير التيار بمعدل أمبير واحد في الثانية. [ 6 ] سُميت هذه الوحدة نسبةً إلى جوزيف هنري ، الذي اكتشف الحث بشكل مستقل عن فاراداي. [ 7 ] [ 8 ]

إن الحث، من خلال معارضته للتغيرات في التيار، هو مظهر غير مباشر لمفهوم الكتلة الكهرومغناطيسية .

تاريخ

بدأ تاريخ الحث الكهرومغناطيسي، وهو أحد جوانب الكهرومغناطيسية ، بملاحظات القدماء: الشحنة الكهربائية أو الكهرباء الساكنة (فرك الحرير على الكهرمان )، والتيار الكهربائي ( البرق )، والتجاذب المغناطيسي ( حجر المغناطيس ). وقد بدأ فهم وحدة هذه القوى الطبيعية، والنظرية العلمية للكهرومغناطيسية، وتحقق خلال القرن التاسع عشر.

وصف مايكل فاراداي الحث الكهرومغناطيسي لأول مرة عام 1831. [ 9 ] [ 10 ] في تجربة فاراداي، لفّ سلكين حول جانبين متقابلين من حلقة حديدية. توقع أنه عند بدء سريان التيار في أحد السلكين، ستنتقل موجة عبر الحلقة وتُحدث تأثيرًا كهربائيًا على الجانب الآخر. باستخدام الجلفانومتر ، لاحظ تدفق تيار عابر في الملف الثاني من السلك في كل مرة يتم فيها توصيل البطارية أو فصلها عن الملف الأول. [ 11 ] وقد نتج هذا التيار عن التغير في التدفق المغناطيسي الذي يحدث عند توصيل البطارية وفصلها. [ 12 ] اكتشف فاراداي عدة مظاهر أخرى للحث الكهرومغناطيسي. على سبيل المثال، لاحظ تيارات عابرة عندما أدخل مغناطيسًا قضيبًا وأخرجه بسرعة من ملف الأسلاك، كما ولّد تيارًا مستمرًا ( DC ) عن طريق تدوير قرص نحاسي بالقرب من المغناطيس القضيب باستخدام سلك كهربائي منزلق (" قرص فاراداي "). [ 13 ]

مصدر الحث

تيار كهربائيأنا{\displaystyle i}يؤدي تدفق التيار الكهربائي عبر موصل إلى توليد مجال مغناطيسي حول الموصل، وهو ما يصفه قانون أمبير الدائري . التدفق المغناطيسي الكليΦ{\displaystyle \Phi }يساوي التدفق المغناطيسي المار عبر دائرة كهربائية حاصل ضرب المركبة العمودية لكثافة التدفق المغناطيسي في مساحة السطح الذي يمتد عبر مسار التيار. إذا تغير التيار، فإن التدفق المغناطيسيΦ{\displaystyle \Phi }تتغير التدفقات الكهربائية عبر الدائرة. وبحسب قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، فإن أي تغيير في التدفق عبر دائرة كهربائية يُحدث قوة دافعة كهربائية (EMF).هـ{\displaystyle {\mathcal {E}}}) في الدائرة، بما يتناسب مع معدل تغير التدفق

هـ(ت)=-ددتΦ(ت){\displaystyle {\mathcal {E}}(t)=-{\frac {\text{d}}{{\text{d}}t}}\,\Phi (t)}

تشير الإشارة السالبة في المعادلة إلى أن الجهد المستحث يكون في اتجاه معاكس لتغير التيار الذي أدى إلى توليده؛ وهذا ما يُعرف بقانون لينز . ​​ولذلك يُسمى الجهد الناتج بالقوة الدافعة الكهربائية العكسية . إذا كان التيار يتزايد، يكون الجهد موجبًا عند طرف الموصل الذي يدخل منه التيار وسالبًا عند الطرف الذي يخرج منه، مما يؤدي إلى انخفاض التيار. أما إذا كان التيار يتناقص، فيكون الجهد موجبًا عند الطرف الذي يخرج منه التيار من الموصل، مما يؤدي إلى استمرار التيار. الحث الذاتي، والذي يُسمى عادةً بالحث فقط،ل{\displaystyle L}هي النسبة بين الجهد المستحث ومعدل تغير التيار

v(ت)=لدأنادت(1){\displaystyle v(t)=L\,{\frac {{\text{di}}}{{\text{d}}t}}\qquad \qquad \qquad (1)\;}

إذن، الحثّ خاصيةٌ للموصل أو الدائرة الكهربائية، ناتجةٌ عن مجالها المغناطيسي، الذي يميل إلى مقاومة تغيرات التيار المارّ في الدائرة. وحدة قياس الحثّ في النظام الدولي للوحدات هي الهنري (H)، نسبةً إلى جوزيف هنري ، وهي مقدار الحثّ الذي يُولّد جهدًا مقداره فولت واحد عندما يتغير التيار بمعدل أمبير واحد في الثانية.

تتمتع جميع الموصلات بقدر من الحث الذاتي، والذي قد يكون له آثار مرغوبة أو ضارة في الأجهزة الكهربائية العملية. يعتمد حث الدائرة الكهربائية على هندسة مسار التيار، وعلى النفاذية المغناطيسية للمواد المجاورة؛ فالمواد المغناطيسية الحديدية ذات النفاذية العالية، كالحديد ، بالقرب من الموصل، تميل إلى زيادة المجال المغناطيسي والحث الذاتي. أي تغيير في الدائرة يزيد من التدفق المغناطيسي (المجال المغناطيسي الكلي) عبرها، الناتج عن تيار معين، يزيد من الحث الذاتي، لأن الحث الذاتي يساوي نسبة التدفق المغناطيسي إلى التيار [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ].

ل=Φ(أنا)أنا{\displaystyle L={\Phi (i) \over i}}

المحث هو عنصر كهربائي يتكون من موصل مصمم لزيادة التدفق المغناطيسي، أي إضافة حثية إلى الدائرة الكهربائية. يتكون عادةً من سلك ملفوف على شكل لولب . يتميز السلك الملفوف بحثية أعلى من السلك المستقيم ذي الطول نفسه، لأن خطوط المجال المغناطيسي تمر عبر الدائرة عدة مرات، مما يؤدي إلى تعدد روابط التدفق المغناطيسي . تتناسب الحثية طرديًا مع مربع عدد لفات الملف، بافتراض اكتمال روابط التدفق المغناطيسي.

يمكن زيادة حث الملف بوضع قلب مغناطيسي مصنوع من مادة مغناطيسية حديدية في الفتحة المركزية. يعمل المجال المغناطيسي للملف على مغنطة مادة القلب، مما يؤدي إلى محاذاة مجالاتها المغناطيسية ، ويتحد المجال المغناطيسي للقلب مع المجال المغناطيسي للملف، مما يزيد التدفق المغناطيسي عبر الملف. يُسمى هذا النوع من الملفات بملف الحث ذي القلب المغناطيسي الحديدي . يمكن للقلب المغناطيسي أن يزيد حث الملف آلاف المرات.

إذا وُجدت دوائر كهربائية متعددة متقاربة، فإن المجال المغناطيسي لإحداها يمكن أن يمر عبر الأخرى؛ وفي هذه الحالة، تُسمى الدوائر مُقترنة حثيًا . وبحسب قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، فإن تغير التيار في إحدى الدوائر يُمكن أن يُحدث تغيرًا في التدفق المغناطيسي في دائرة أخرى، وبالتالي يُولد جهدًا كهربائيًا في الدائرة الأخرى. ويمكن تعميم مفهوم الحث في هذه الحالة بتعريف الحث المتبادل.مك،{\displaystyle M_{k,\ell }}دائرةك{\displaystyle k}والدائرة{\displaystyle \ell }كنسبة الجهد المستحث في الدائرة{\displaystyle \ell }إلى معدل تغير التيار في الدائرةك{\displaystyle k}هذا هو المبدأ الذي يقوم عليه المحول الكهربائي .تُسمى الخاصية التي تصف تأثير موصل واحد على نفسه بشكل أدق بالحث الذاتي ، وتُسمى الخصائص التي تصف تأثيرات موصل واحد مع تغير التيار على الموصلات المجاورة بالحث المتبادل . [ 18 ]

الحث الذاتي والطاقة المغناطيسية

إذا كان التيار المار عبر موصل ذي حثية متزايدًا، فإن الجهدv(ت){\displaystyle v(t)}يتولد مجال مغناطيسي عبر الموصل بقطبية معاكسة للتيار، بالإضافة إلى أي انخفاض في الجهد ناتج عن مقاومة الموصل. تفقد الشحنات المتدفقة عبر الدائرة طاقة كامنة. تُخزن الطاقة اللازمة من الدائرة الخارجية للتغلب على هذا "الجهد الزائد" في المجال المغناطيسي المتزايد حول الموصل. لذلك، يخزن المحث الطاقة في مجاله المغناطيسي. في أي لحظة معينةت{\displaystyle t}، ص(ت){\displaystyle p(t)}تمثل القدرة المتدفقة إلى المجال المغناطيسي، والتي تساوي معدل تغير الطاقة المخزنة.يو{\displaystyle U}و إلى ناتج التيارأنا(ت){\displaystyle i(t)}والجهدv(ت){\displaystyle v(t)}عبر الموصل [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

ص(ت)=ديودت=v(ت)أنا(ت){\displaystyle p(t)={\frac {{\text{d}}U}{{\text{d}}t}}=v(t)\,i(t)}

من (1) أعلاه

ديودت=ل(أنا)أنادأنادتديو=ل(أنا)أنادأنا{\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {{\text{d}}U}{{\text{d}}t}}&=L(i)\,i\,{\frac {{\text{d}}i}{{\text{d}}t}}\\[3pt]{\text{d}}U&=L(i)\,i\,{\text{d}}i\end{aligned}}}

عندما لا يوجد تيار كهربائي، لا يوجد مجال مغناطيسي وتكون الطاقة المخزنة صفرًا. وبإهمال الفقد الناتج عن المقاومة، فإن الطاقةيو{\displaystyle U}(مقاسة بالجول ، في النظام الدولي للوحدات ) مخزنة بواسطة محاثة بتيارأنا{\displaystyle I}وهي تساوي مقدار الشغل اللازم لتوليد التيار عبر المحث من الصفر، وبالتالي توليد المجال المغناطيسي. ويُعطى هذا بالمعادلة التالية:

يو=0أنال(أنا)أنادأنا{\displaystyle U=\int _{0}^{I}L(i)\,i\,{\text{d}}i\,}

إذا كان الحثل(أنا){\displaystyle L(i)}إذا كانت ثابتة على مدى النطاق الحالي، فإن الطاقة المخزنة هي [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

يو=ل0أناأنادأنا=12لأنا2{\displaystyle {\begin{aligned}U&=L\int _{0}^{I}\,i\,{\text{d}}i\\[3pt]&={\tfrac {1}{2}}L\,I^{2}\end{aligned}}}

وبالتالي، فإن الحث يتناسب طرديًا مع الطاقة المخزنة في المجال المغناطيسي لتيار معين. تُخزن هذه الطاقة طالما بقي التيار ثابتًا. إذا انخفض التيار، ينخفض ​​المجال المغناطيسي، مما يُحدث فرق جهد في الموصل في الاتجاه المعاكس، سالبًا عند الطرف الذي يدخل منه التيار وموجبًا عند الطرف الذي يخرج منه. هذا يُعيد الطاقة المغناطيسية المخزنة إلى الدائرة الخارجية.

إذا وُجدت مواد مغناطيسية حديدية بالقرب من الموصل، كما هو الحال في ملف حث ذي قلب مغناطيسي ، فإن معادلة الحث الثابت المذكورة أعلاه لا تصح إلا في المناطق الخطية للتدفق المغناطيسي، عند تيارات أقل من مستوى تشبع المادة المغناطيسية الحديدية ، حيث يكون الحث ثابتًا تقريبًا. أما إذا اقترب المجال المغناطيسي في ملف الحث من مستوى تشبع القلب، فإن الحث يبدأ بالتغير مع التيار، ويجب استخدام المعادلة التكاملية.

المفاعلة الحثية

الجهد (v{\displaystyle v}(أزرق) والتيار (أنا{\displaystyle i}(باللون الأحمر) أشكال الموجات في محث مثالي تم تطبيق تيار متردد عليه. يتأخر التيار عن الجهد بمقدار 90 درجة

عندما يمر تيار متردد جيبي الشكل عبر محاثة خطية، تكون القوة الدافعة الكهربائية العكسية المستحثة جيبية الشكل أيضًا. إذا كان التيار المار عبر المحاثةأنا(ت)=أناقمةالخطيئة(ωت){\displaystyle i(t)=I_{\text{peak}}\sin \left(\omega t\right)}من (1) أعلاه، يكون الجهد عبره هو v(ت)=لدأنادت=لددت[أناقمةالخطيئة(ωت)]=ωلأناقمةكوس(ωت)=ωلأناقمةالخطيئة(ωت+π2){\displaystyle {\begin{aligned}v(t)&=L{\frac {{\text{di}}}{{\text{d}}t}}=L\,{\frac {\text{d}}{{\text{d}}t}}\left[I_{\text{peak}}\sin \left(\omega t\right)\right]\\&=\omega L\,I_{\text{peak}}\,\cos \left(\omega t\right)=\omega L\,I_{\text{peak}}\,\sin \left(\omega t+{\pi \over 2}\right)\end{aligned}}}

أينأناقمة{\displaystyle I_{\text{peak}}}يمثل سعة (القيمة القصوى) التيار الجيبي بالأمبير،ω=2πو{\displaystyle \omega =2\pi f}هي التردد الزاوي للتيار المتردد، معو{\displaystyle f}حيث أن ترددها بالهرتز ، ول{\displaystyle L}هي الحث.

وبالتالي فإن سعة (القيمة القصوى) الجهد عبر المحث هي

Vص=ωلأناص=2πولأناص{\displaystyle V_{p}=\omega L\,I_{p}=2\pi f\,L\,I_{p}}

المفاعلة الحثية هي مقاومة المحث للتيار المتردد. [ 22 ] وهي تُعرَّف بشكل مماثل للمقاومة الكهربائية في المقاوم، كنسبة سعة ( القيمة القصوى) الجهد المتردد إلى التيار في العنصر

Xل=Vصأناص=2πول{\displaystyle X_{L}={\frac {V_{p}}{I_{p}}}=2\pi f\,L}

تُقاس المفاعلة بوحدة الأوم . ويمكن ملاحظة أن المفاعلة الحثية للمحث تزداد تناسبياً مع التردد.و{\displaystyle f}لذا ، يمرر المحث تيارًا أقل عند تطبيق جهد متردد معين مع زيادة التردد. ولأن الجهد المستحث يكون في أعلى مستوياته عند زيادة التيار، فإن شكلي موجتي الجهد والتيار يكونان متعاكسين في الطور ؛ إذ تحدث ذروات الجهد قبل ذروات التيار في كل دورة. فرق الطور بين التيار والجهد المستحث هوϕ=12π{\displaystyle \phi ={\tfrac {1}{2}}\pi }الراديان أو 90  درجة، مما يدل على أنه في المحث المثالي، يتأخر التيار عن الجهد بمقدار 90 درجة .

حساب الحث الذاتي

في الحالة العامة، يمكن حساب الحث الذاتي باستخدام معادلات ماكسويل. ويمكن حل العديد من الحالات المهمة باستخدام تبسيطات. عند دراسة التيارات عالية التردد، مع مراعاة تأثير الجلد ، يمكن الحصول على كثافة التيار السطحي والمجال المغناطيسي بحل معادلة لابلاس . وعندما تكون الموصلات عبارة عن أسلاك رفيعة، يظل الحث الذاتي معتمدًا على نصف قطر السلك وتوزيع التيار فيه. ويكون توزيع التيار هذا ثابتًا تقريبًا (على سطح السلك أو في حجمه) لنصف قطر سلك أصغر بكثير من أطوال المقاييس الأخرى.

سلك مفرد مستقيم

من الناحية العملية، تتمتع الأسلاك الأطول بحث أكبر، بينما تتمتع الأسلاك الأكثر سمكًا بحث أقل، على غرار مقاومتها الكهربائية (على الرغم من أن العلاقات ليست خطية، وتختلف نوعيًا عن العلاقات التي تربط الطول والقطر بالمقاومة).

يؤدي فصل السلك عن باقي أجزاء الدائرة إلى إدخال بعض الأخطاء التي لا مفر منها في نتائج أي صيغ. وغالبًا ما يُشار إلى هذه المحاثات باسم "المحاثات الجزئية"، وذلك جزئيًا لتشجيع مراعاة المساهمات الأخرى في محاثة الدائرة الكلية التي يتم إغفالها.

صيغ عملية

للاطلاع على اشتقاق الصيغ أدناه، انظر روزا (1908). [ 23 ] الحث الكلي للتردد المنخفض (الداخلي والخارجي) لسلك مستقيم هو:

لالعاصمة واشنطن=200 nHم[ln(2ر)-0.75]{\displaystyle L_{\text{DC}}=200{\text{ }}{\tfrac {\text{nH}}{\text{m}}}\,\ell \left[\ln \left({\frac {\,2\,\ell \,}{r}}\right)-0.75\right]}

أين

  • لالعاصمة واشنطن{\displaystyle L_{\text{DC}}}هي الحثية "منخفضة التردد" أو حثية التيار المستمر بوحدة النانوهنري (nH أو 10 9 H)،
  • {\displaystyle \ell }طول السلك بالأمتار،
  • ر{\displaystyle r}يمثل نصف قطر السلك بالأمتار (وبالتالي فهو رقم عشري صغير جدًا)،
  • الثابت200 nHم{\displaystyle 200{\text{ }}{\tfrac {\text{nH}}{\text{m}}}}هي نفاذية الفراغ الحر ، والتي تسمى عادةًμo{\displaystyle \mu _{\text{o}}}، مقسوماً على2π{\displaystyle 2\pi }في حالة عدم وجود عزل مغناطيسي تفاعلي، تكون القيمة 200 دقيقة عند استخدام التعريف الكلاسيكي لـ μ 0 =× 10 −7  H/m ، ومُصحَّحة إلى 7 منازل عشرية عند استخدام قيمة μ 0 المُعاد تعريفها في النظام الدولي للوحدات لعام 2019 =1.256 637 062 12 (19) × 10 −6 H /m  .

الثابت 0.75 هو مجرد قيمة واحدة من بين عدة قيم؛ فنطاقات التردد المختلفة، والأشكال المختلفة، أو أطوال الأسلاك الطويلة للغاية تتطلب قيمة ثابتة مختلفة قليلاً ( انظر أدناه ). وتستند هذه النتيجة إلى افتراض أن نصف القطرر{\displaystyle r}أقل بكثير من الطول{\displaystyle \ell }وهذا هو الحال الشائع بالنسبة للأسلاك والقضبان. أما الأقراص أو الأسطوانات السميكة فلها تركيبات مختلفة قليلاً .

عند الترددات العالية بما يكفي، تتسبب تأثيرات الجلد في تلاشي التيارات الداخلية، ولا يتبقى سوى التيارات على سطح الموصل؛ الحث للتيار المتردد،لمكيف هواء{\displaystyle L_{\text{AC}}}ثم يتم الحصول عليها من خلال صيغة مشابهة جداً:

لمكيف هواء=200 nHم[ln(2ر)-1]{\displaystyle L_{\text{AC}}=200{\text{ }}{\tfrac {\text{nH}}{\text{m}}}\,\ell \left[\ln \left({\frac {\,2\,\ell \,}{r}}\right)-1\right]} حيث المتغيرات{\displaystyle \ell }ور{\displaystyle r}هي نفسها كما في الأعلى؛ لاحظ أن الحد الثابت المتغير أصبح الآن 1، من 0.75 أعلاه.

على سبيل المثال، موصل واحد في سلك المصباحطوله 10  أمتار ، مصنوع من عيار 18 AWG ( سلك قطره 1.024  مم ، سيكون له حث منخفض التردد يبلغ حوالي19.67  ميكروهنري ، إذا تم تمديدها بشكل مستقيم.

حلقة سلكية

بصورة رسمية، يُعطى معامل الحث الذاتي لحلقة سلكية بالمعادلة المذكورة أعلاه مع م=ن .{\displaystyle \ m=n\ .}لكن هنا 1/|x-x| {\displaystyle \ 1/\left|\mathbf {x} -\mathbf {x} '\right|\ }يصبح لانهائيًا، مما يؤدي إلى تكامل متباعد لوغاريتميًا. [ أ ] وهذا يستلزم أخذ نصف قطر السلك المحدود أ {\displaystyle \ a\ }ويؤخذ في الاعتبار توزيع التيار في السلك. ويبقى مساهمة التكامل على جميع النقاط ومصطلح تصحيح، [ 24 ]

ل=μ04π[  Y+ججدxدx |x-x|  ]+يابهـند ل |s-s|>12أ {\displaystyle L={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\left[\ \ell \ Y+\oint _{C}\oint _{C'}{\frac {\mathrm {d} \mathbf {x} \cdot \mathrm {d} \mathbf {x} '}{\ \left|\mathbf {x} -\mathbf {x} '\right|\ }}\ \right]+{\mathcal {O}}_{\mathsf {bend}}\quad {\text{ for }}\;\left|\mathbf {s} -\mathbf {s} '\right|>{\tfrac {1}{2}}a\ }

أين

 s {\displaystyle \ \mathbf {s} \ }و s {\displaystyle \ \mathbf {s} '\ }المسافات على طول المنحنيات ج {\displaystyle \ C\ }و ج {\displaystyle \ C'\ }على التوالى
 أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك
  {\displaystyle \ \ell \ }هو طول السلك
 Y {\displaystyle \ Y\ }هو ثابت يعتمد على توزيع التيار في السلك:
 Y=0 {\displaystyle \ Y=0\ }عندما يتدفق التيار على سطح السلك ( تأثير الجلد الكلي )،
 Y=12 {\textstyle \ Y={\tfrac {1}{2}}\ }عندما يكون التيار متساوياً على كامل المقطع العرضي للسلك.
 يابهـند {\displaystyle \ {\mathcal {O}}_{\mathsf {bend}}\ }هو حد خطأ يعتمد حجمه على منحنى الحلقة:
 يابهـند=يا(μ0أ) {\displaystyle \ {\mathcal {O}}_{\mathsf {bend}}={\mathcal {O}}(\mu _{0}a)\ }عندما تحتوي الحلقة على زوايا حادة، و
 يابهـند=يا(μ0أ2/) {\textstyle \ {\mathcal {O}}_{\mathsf {bend}}={\mathcal {O}}{\mathord {\left({\mu _{0}a^{2}}/{\ell }\right)}}\ }عندما يكون منحنىً أملسًا.
كلاهما صغيران عندما يكون السلك طويلاً مقارنة بنصف قطره.

الملف اللولبي

الملف اللولبي عبارة عن ملف طويل ورفيع؛ أي ملف طوله أكبر بكثير من قطره. في ظل هذه الظروف، ودون استخدام أي مادة مغناطيسية، تكون كثافة التدفق المغناطيسيب{\displaystyle B}تكون قيمة داخل الملف ثابتة عمليًا، ويتم تحديدها بواسطة ب=μ0شمالأنا{\displaystyle B={\frac {\mu _{0}\,N\,i}{\ell }}}

أينμ0{\displaystyle \mu _{0}}هو الثابت المغناطيسي ،شمال{\displaystyle N}عدد الأدوار،أنا{\displaystyle i}التيار ول{\displaystyle l}طول الملف. وبإهمال تأثيرات الأطراف، يتم الحصول على التدفق المغناطيسي الكلي عبر الملف بضرب كثافة التدفقب{\displaystyle B}حسب مساحة المقطع العرضيأ{\displaystyle A}:Φ=μ0شمالأناأ،{\displaystyle \Phi ={\frac {\mu _{0}\,N\,i\,A}{\ell }},}

عند دمج ذلك مع تعريف الحثل=شمالΦأنا{\displaystyle L={\frac {N\,\Phi }{i}}}وبناءً على ذلك ، فإن حث الملف اللولبي يُعطى بالعلاقة التالية: ل=μ0شمال2أ.{\displaystyle L={\frac {\mu _{0}\,N^{2}\,A}{\ell }}.}

لذلك، بالنسبة للملفات ذات القلب الهوائي، فإن الحث هو دالة لهندسة الملف وعدد اللفات، وهو مستقل عن التيار.

كابل محوري

لنفترض أن نصف قطر الموصل الداخليرأنا{\displaystyle r_{i}}والنفاذيةμأنا{\displaystyle \mu _{i}}لنفترض أن العازل بين الموصل الداخلي والخارجي له نفاذيةμد{\displaystyle \mu _{d}}وليكن للموصل الخارجي نصف قطر داخليرo1{\displaystyle r_{o1}}، نصف القطر الخارجيرo2{\displaystyle r_{o2}}والنفاذيةμ0{\displaystyle \mu _{0}}مع ذلك ، في تطبيقات الخطوط المحورية النموذجية، نهتم بتمرير الإشارات (غير المستمرة) بترددات لا يمكن عندها إهمال تأثير المقاومة السطحية . في معظم الحالات، تكون حدود الموصل الداخلي والخارجي مهملة، وفي هذه الحالة يمكن تقريبها

ل=دلدμد2πlnرo1رأنا{\displaystyle L'={\frac {{\text{d}}L}{{\text{d}}\ell }}\approx {\frac {\mu _{d}}{2\pi }}\ln {\frac {r_{o1}}{r_{i}}}}

ملفات متعددة الطبقات

معظم المحاثات ذات القلب الهوائي العملية عبارة عن ملفات أسطوانية متعددة الطبقات ذات مقاطع عرضية مربعة لتقليل متوسط ​​المسافة بين اللفات (المقاطع العرضية الدائرية ستكون أفضل ولكن من الصعب تشكيلها).

النوى المغناطيسية

تتضمن العديد من المحاثات قلبًا مغناطيسيًا في مركز اللفائف أو يحيط بها جزئيًا. وعلى نطاق واسع، تُظهر هذه المحاثات نفاذية مغناطيسية غير خطية مع تأثيرات مثل التشبع المغناطيسي . ويجعل التشبع الحث الناتج دالةً للتيار المطبق.

يُستخدم معامل الحث القاطع أو معامل الحث للإشارة الكبيرة في حسابات التدفق المغناطيسي. ويُعرَّف على النحو التالي:

لs(أنا)=دهـوشمال Φأنا=Λأنا{\displaystyle L_{s}(i)\mathrel {\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}} {\frac {N\ \Phi }{i}}={\frac {\Lambda }{i}}}

أما الحث التفاضلي أو حث الإشارة الصغيرة، فيُستخدم في حساب الجهد. ويُعرَّف على النحو التالي:

لد(أنا)=دهـود(شمالΦ)دأنا=دΛدأنا{\displaystyle L_{d}(i)\mathrel {\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}} {\frac {{\text{d}}(N\Phi )}{{\text{d}}i}}={\frac {{\text{d}}\Lambda }{{\text{d}}i}}}

يتم الحصول على جهد الدائرة للمحث غير الخطي من خلال الحث التفاضلي كما هو موضح في قانون فاراداي وقاعدة السلسلة في حساب التفاضل والتكامل.

v(ت)=دΛدت=دΛدأنادأنادت=لد(أنا)دأنادت{\displaystyle v(t)={\frac {{\text{d}}\Lambda }{{\text{d}}t}}={\frac {{\text{d}}\Lambda }{{\text{d}}i}}{\frac {{\text{d}}i}{{\text{d}}t}}=L_{d}(i){\frac {{\text{d}}i}{{\text{d}}t}}}

يمكن اشتقاق تعريفات مماثلة للحث المتبادل غير الخطي.

الحث المتبادل

تعريف الاستقراء المتبادل أو معامل الاستقراء المتبادل

الحث المتبادل أو معامل الحث المتبادل لملفين مرتبطين مغناطيسيًا يساوي التدفق المغناطيسي لأحد الملفين لكل وحدة تيار في الملف المجاور.

إن الحث المتبادل أو معامل الحث المتبادل لملفين مرتبطين مغناطيسيًا يساوي عدديًا القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في ملف واحد (الثانوي) لكل وحدة زمنية لمعدل تغير التيار في الملف المجاور (الابتدائي).

الحث المتبادل لسلكين مستقيمين متوازيين

هناك حالتان يجب أخذهما في الاعتبار:

  1. يسري التيار في نفس الاتجاه في كل سلك، و
  2. يسري التيار في اتجاهين متعاكسين في الأسلاك.

لا يشترط أن تكون التيارات في الأسلاك متساوية، على الرغم من أنها غالباً ما تكون كذلك، كما هو الحال في الدائرة الكاملة، حيث يكون أحد الأسلاك هو المصدر والآخر هو العودة.

الحث المتبادل لحلقتين سلكيتين

هذه هي الحالة العامة للملف الأسطواني النموذجي ذي الحلقتين الذي يحمل تيارًا منتظمًا منخفض التردد؛ الحلقات عبارة عن دوائر مغلقة مستقلة يمكن أن تكون بأطوال مختلفة، وبأي اتجاه في الفضاء، وتحمل تيارات مختلفة. ومع ذلك، فإن حدود الخطأ، التي لا تُدرج في التكامل، تكون صغيرة فقط إذا كانت هندسة الحلقات ناعمة ومحدبة في الغالب: يجب ألا تحتوي على الكثير من الانحناءات، أو الزوايا الحادة، أو اللفائف، أو التقاطعات، أو القطع المتوازية، أو التجاويف المقعرة، أو غيرها من التشوهات "القريبة" طوبولوجيًا. الشرط الضروري لاختزال صيغة تكامل المتشعب ثلاثي الأبعاد إلى تكامل منحنى مزدوج هو أن تكون مسارات التيار عبارة عن دوائر خيطية، أي أسلاك رفيعة يكون نصف قطر السلك فيها ضئيلاً مقارنة بطوله.

الحث المتبادل بواسطة دائرة خيطيةم{\displaystyle m}في دائرة خيطيةن{\displaystyle n}يتم إعطاؤها بواسطة صيغة نيومان التكاملية المزدوجة [ 25 ]

لم،ن=μ04πجمجندxمدxن |xم-xن|  ،{\displaystyle L_{m,n}={\frac {\mu _{0}}{4\pi }}\oint _{C_{m}}\oint _{C_{n}}{\frac {\mathrm {d} \mathbf {x} _{m}\cdot \mathrm {d} \mathbf {x} _{n}}{\ \left|\mathbf {x} _{m}-\mathbf {x} _{n}\right|\ }}\ ,}

أين

جم{\displaystyle C_{m}}وجن{\displaystyle C_{n}}هي المنحنيات التي تتبعها الأسلاك.
μ0{\displaystyle \mu _{0}}نفاذية الفراغ الحر ( 4 π ×10 −7 H/m )
دxم{\displaystyle \mathrm {d} \mathbf {x} _{m}}يمثل زيادة صغيرة في طول السلك في الدائرة C m
xم{\displaystyle \mathbf {x} _{m}}هو موقعدxم{\displaystyle \mathrm {d} \mathbf {x} _{m}}في الفضاء
دxن{\displaystyle \mathrm {d} \mathbf {x} _{n}}يمثل زيادة صغيرة في السلك في الدائرة C n
xن{\displaystyle \mathbf {x} _{n}}هو موقعدxن{\displaystyle \mathrm {d} \mathbf {x} _{n}}في الفضاء.

الاشتقاق

مأناج=دهـوΦأناجأناج{\displaystyle M_{ij}\mathrel {\stackrel {\mathrm {def} }{=}} {\frac {\Phi _{ij}}{I_{j}}}}

أين

  • أناج{\displaystyle I_{j}}التيار المار عبرج{\displaystyle j}في السلك، يُولّد هذا التيار التدفق المغناطيسيΦأناج {\displaystyle \Phi _{ij}\ \,}من خلالأنا{\displaystyle i}السطح
  • Φأناج{\displaystyle \Phi _{ij}}يمثل التدفق المغناطيسي عبر السطح رقم i الناتج عن الدائرة الكهربائية الموضحة بواسطةجج{\displaystyle C_{j}}[ 26 ]

Φأناج=Sأنابجدأ=Sأنا(×أج)دأ=جأناأجدsأنا=جأنا(μ0أناج4πججدsج|sأنا-sج|)دsأنا{\displaystyle \Phi _{ij}=\int _{S_{i}}\mathbf {B} _{j}\cdot \mathrm {d} \mathbf {a} =\int _{S_{i}}(\nabla \times \mathbf {A_{j}} )\cdot \mathrm {d} \mathbf {a} =\oint _{C_{i}}\mathbf {A} _{j}\cdot \mathrm {d} \mathbf {s} _{i}=\oint _{C_{i}}\left({\frac {\mu _{0}I_{j}}{4\pi }}\oint _{C_{j}}{\frac {\mathrm {d} \mathbf {s} _{j}}{\left|\mathbf {s} _{i}-\mathbf {s} _{j}\right|}}\right)\cdot \mathrm {d} \mathbf {s} _{i}}

أين

  • جأنا{\displaystyle C_{i}}هو السطح المحيط المنحنيSأنا{\displaystyle S_{i}}؛ وSأنا{\displaystyle S_{i}}هي أي منطقة قابلة للتوجيه ذات حافةجأنا{\displaystyle C_{i}}
  • بج{\displaystyle \mathbf {B} _{j}}هو متجه المجال المغناطيسي الناتج عنج{\displaystyle j}التيار رقم (للدائرة)جج{\displaystyle C_{j}}).
  • أج{\displaystyle \mathbf {A} _{j}}هو الجهد الشعاعي الناتج عنج{\displaystyle j}التيار الحالي.

تم استخدام نظرية ستوكس في خطوة المساواة الثالثة. أما في خطوة المساواة الأخيرة، فقد استخدمنا تعبير الجهد المتأخر لـأج{\displaystyle A_{j}}ونتجاهل تأثير الزمن المتأخر (بافتراض أن هندسة الدوائر صغيرة بما يكفي مقارنةً بطول موجة التيار الذي تحمله). إنها في الواقع خطوة تقريبية، ولا تصح إلا للدوائر المحلية المصنوعة من أسلاك رفيعة.

يُعرَّف الحث المتبادل بأنه النسبة بين القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في حلقة أو ملف واحد ومعدل تغير التيار في حلقة أو ملف آخر. ويُرمز للحث المتبادل بالرمز M.

اشتقاق الحث المتبادل

تُعدّ معادلات الحث المذكورة أعلاه نتيجةً لمعادلات ماكسويل . أما في حالة الدوائر الكهربائية المكونة من أسلاك رفيعة، وهي حالة مهمة، فإن الاشتقاق يكون مباشراً.

في نظامك{\displaystyle K}حلقات سلكية، كل منها تحتوي على لفة سلكية واحدة أو عدة لفات، وربط التدفق للحلقةم{\displaystyle m}،λم{\displaystyle \lambda _{m}}، يتم تحديده بواسطة λم=شمالمΦم=ن=1كلم،ن أنان.{\displaystyle \displaystyle \lambda _{m}=N_{m}\Phi _{m}=\sum \limits _{n=1}^{K}L_{m,n}\ i_{n}\,.}

هناشمالم{\displaystyle N_{m}}يشير إلى عدد الدورات في الحلقةم{\displaystyle m}؛Φم{\displaystyle \Phi _{m}}التدفق المغناطيسي عبر الحلقةم{\displaystyle m}؛ ولم،ن{\displaystyle L_{m,n}}هناك بعض الثوابت الموضحة أدناه. هذه المعادلة ناتجة عن قانون أمبير : المجالات المغناطيسية والتدفقات هي دوال خطية للتيارات . وبحسب قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، لدينا

vم=دλمدت=شمالمدΦمدت=ن=1كلم،ندأناندت،{\displaystyle \displaystyle v_{m}={\frac {{\text{d}}\lambda _{m}}{{\text{d}}t}}=N_{m}{\frac {{\text{d}}\Phi _{m}}{{\text{d}}t}}=\sum \limits _{n=1}^{K}L_{m,n}{\frac {{\text{d}}i_{n}}{{\text{d}}t}},}

أينvم{\displaystyle v_{m}}يشير إلى الجهد المستحث في الدائرةم{\displaystyle m}يتوافق هذا مع تعريف الحث المذكور أعلاه إذا كانت المعاملاتلم،ن{\displaystyle L_{m,n}}يتم تحديدها بمعاملات الحث. لأن التيارات الكليةشمالن أنان{\displaystyle N_{n}\ i_{n}}المساهمة فيΦم{\displaystyle \Phi _{m}}ويترتب على ذلك أيضاً أنلم،ن{\displaystyle L_{m,n}}يتناسب مع حاصل ضرب عدد اللفاتشمالم شمالن{\displaystyle N_{m}\ N_{n}}.

الحث المتبادل وطاقة المجال المغناطيسي

بضرب معادلة v m أعلاه في i m dt وجمعها على نحصل على الطاقة المنقولة إلى النظام في الفترة الزمنية dt . مكأنامvمدت=م،ن=1كأناملم،ندأنان=!ن=1كدبليو(أنا)أناندأنان.{\displaystyle \sum \limits _{m}^{K}i_{m}v_{m}{\text{d}}t=\sum \limits _{m,n=1}^{K}i_{m}L_{m,n}{\text{d}}i_{n}\mathrel {\overset {!}{=}} \sum \limits _{n=1}^{K}{\frac {\partial W\left(i\right)}{\partial i_{n}}}{\text{d}}i_{n}.}

يجب أن يتوافق هذا مع تغير طاقة المجال المغناطيسي، W ، الناتج عن التيارات. [ 27 ] شرط التكامل

2دبليوأنامأنان=2دبليوأنانأنام{\displaystyle \displaystyle {\frac {\partial ^{2}W}{\partial i_{m}\partial i_{n}}}={\frac {\partial ^{2}W}{\partial i_{n}\partial i_{m}}}}

يتطلب ذلك أن يكون L <sub>m,n</sub>  =  L <sub>n,m</sub> . وبالتالي، فإن مصفوفة الحث L <sub>m,n </sub> متناظرة. تكامل نقل الطاقة هو طاقة المجال المغناطيسي كدالة للتيارات. دبليو(أنا)=12م،ن=1كأناملم،نأنان.{\displaystyle \displaystyle W\left(i\right)={\frac {1}{2}}\sum \limits _{m,n=1}^{K}i_{m}L_{m,n}i_{n}.}

تُعدّ هذه المعادلة أيضًا نتيجة مباشرة لخطية معادلات ماكسويل. ومن المفيد ربط تغير التيارات الكهربائية بتراكم أو انخفاض طاقة المجال المغناطيسي. ويتطلب نقل الطاقة المقابل جهدًا كهربائيًا أو يُولّده. ويمكن تشبيه ذلك ميكانيكيًا في حالة K  =  1، حيث طاقة المجال المغناطيسي (½) Li² ، بجسم كتلته M وسرعته u وطاقته الحركية (½) Mu² . ويتطلب معدل تغير السرعة (التيار) مضروبًا في الكتلة ( الحث ) قوة (جهدًا كهربائيًا) أو يُولّدها.

مخطط دائرة كهربائية لمحثين متصلين ببعضهما. يشير الخطان الرأسيان بين اللفات إلى أن المحول ذو قلب مغناطيسي حديدي . يوضح الرمز "n:m" النسبة بين عدد لفات المحث الأيسر وعدد لفات المحث الأيمن. يوضح هذا الرسم أيضًا اصطلاح النقاط .

يحدث الحث المتبادل عندما يؤدي تغير التيار في أحد المحاثات إلى توليد جهد في محاثة أخرى مجاورة. وهو مهم لأنه الآلية التي تعمل بها المحولات ، ولكنه قد يتسبب أيضًا في اقتران غير مرغوب فيه بين الموصلات في الدائرة الكهربائية.

الحث المتبادل،مأناج{\displaystyle M_{ij}}كما أنها مقياس للترابط بين ملفين حثيين. الحث المتبادل بواسطة الدائرةأنا{\displaystyle i}دائرة كهربائيةج{\displaystyle j}يُعطى بواسطة صيغة نيومان للتكامل المزدوج ، انظر تقنيات الحساب

يرتبط الحث المتبادل أيضاً بالعلاقة التالية: م21=شمال1 شمال2 P21{\displaystyle M_{21}=N_{1}\ N_{2}\ P_{21}\!} أين

  • م21{\displaystyle M_{21}}يمثل الحث المتبادل، ويشير الرمز السفلي إلى العلاقة بين الجهد المستحث في الملف 2 بسبب التيار في الملف 1.
  • شمال1{\displaystyle N_{1}}عدد اللفات في الملف رقم 1،
  • شمال2{\displaystyle N_{2}}عدد لفات الملف رقم 2،
  • P21{\displaystyle P_{21}}هي نفاذية الحيز الذي يشغله التدفق.

بمجرد الحث المتبادلم{\displaystyle M}إذا تم تحديد ذلك، فيمكن استخدامه للتنبؤ بسلوك الدائرة الكهربائية: v1=ل1 دأنا1دت-م دأنا2دت{\displaystyle v_{1}=L_{1}\ {\frac {{\text{d}}i_{1}}{{\text{d}}t}}-M\ {\frac {{\text{d}}i_{2}}{{\text{d}}t}}} أين

  • v1{\displaystyle v_{1}}يمثل الجهد الكهربائي عبر المحث المطلوب؛
  • ل1{\displaystyle L_{1}}هي حثية المحث محل الاهتمام؛
  • دأنا1/دت{\displaystyle {\text{d}}i_{1}\,/\,{\text{d}}t}هو المشتق بالنسبة للزمن للتيار المار عبر المحث محل الاهتمام، والمسمى 1؛
  • دأنا2/دت{\displaystyle {\text{d}}i_{2}\,/\,{\text{d}}t}هي مشتقة التيار المار عبر المحث رقم 2 بالنسبة للزمن، والمتصل بالمحث الأول؛ و
  • م{\displaystyle M}هو الحث المتبادل.

تظهر علامة السالب بسبب إحساس التيارأنا2{\displaystyle i_{2}}تم تحديد ذلك في الرسم التخطيطي. مع تعريف كلا التيارين الداخلين إلى النقاط ، تكون إشارةم{\displaystyle M}ستكون النتيجة موجبة (ستُقرأ المعادلة بعلامة زائد بدلاً من ذلك). [ 28 ]

معامل الاقتران

معامل الاقتران هو نسبة جهد الدائرة المفتوحة الفعلي إلى النسبة التي يمكن الحصول عليها في حال اقتران كل التدفق المغناطيسي من دائرة مغناطيسية إلى أخرى. ويرتبط معامل الاقتران بالحث المتبادل والحث الذاتي على النحو التالي. ومن المعادلتين الآنيتين المعبر عنهما في مصفوفة ثنائية المنافذ، نجد أن نسبة جهد الدائرة المفتوحة هي:

V2V1دائرة مفتوحة=مل1{\displaystyle {V_{2} \over V_{1}}_{\text{open circuit}}={M \over L_{1}}} أين

  • م2=م1م2{\displaystyle M^{2}=M_{1}M_{2}}

بينما تكون النسبة في حالة اقتران كل التدفق هي نسبة عدد اللفات، وبالتالي نسبة الجذر التربيعي للحث

V2V1أقصى اقتران=ل2ل1 {\displaystyle {V_{2} \over V_{1}}_{\text{max coupling}}={\sqrt {L_{2} \over L_{1}\ }}}

هكذا،

م=كل1 ل2 {\displaystyle M=k{\sqrt {L_{1}\ L_{2}\ }}} أين

  • ك{\displaystyle k}هو معامل الاقتران ،
  • ل1{\displaystyle L_{1}}يمثل معامل الحث للملف الأول، و
  • ل2{\displaystyle L_{2}}يمثل معامل الحث للملف الثاني.

يُعد معامل الاقتران طريقة ملائمة لتحديد العلاقة بين اتجاه معين للمحاثات ذات الحثية العشوائية. ويُعرّف معظم المؤلفين نطاقه على النحو التالي:0ك<1{\displaystyle 0\leq k<1}لكن البعض [ 29 ] يعرفونه على النحو التالي:-1<ك<1{\displaystyle -1<k<1\,}السماح بالقيم السالبة لـك{\displaystyle k}يلتقط انعكاسات الطور لوصلات الملف واتجاه اللفات. [ 30 ]

تمثيل المصفوفة

يمكن وصف المحاثات المترابطة بشكل متبادل بأي من تمثيلات مصفوفة معلمات الشبكة ثنائية المنافذ . وأكثرها مباشرة هي معلمات z ، والتي تُعطى بالمعادلة [ 31 ].

[z]=s[ل1 مم ل2].{\displaystyle [\mathbf {z} ]=s{\begin{bmatrix}L_{1}\ M\\M\ L_{2}\end{bmatrix}}.}

يتم تحديد معلمات y بواسطة

[y]=1s[ل1 مم ل2]-1.{\displaystyle [\mathbf {y} ]={\frac {1}{s}}{\begin{bmatrix}L_{1}\ M\\M\ L_{2}\end{bmatrix}}^{-1}.} أينs{\displaystyle s}هو متغير التردد المركب ،ل1{\displaystyle L_{1}}ول2{\displaystyle L_{2}}تمثل قيمتا الحث الذاتي للملف الابتدائي والملف الثانوي على التوالي، وم{\displaystyle M}يمثل الحث المتبادل بين الملفات.

محاثات متعددة مقترنة

يمكن تطبيق الحث المتبادل على عدة محاثات في آن واحد. وتُعطى تمثيلات المصفوفة لعدة محاثات متصلة ببعضها البعض في المرجع [ 32 ].[z]=s[ل1م12م13...م1شمالم12ل2م23...م2شمالم13م23ل3...م3شمالم1شمالم2شمالم3شمال...لشمال]{\displaystyle {\begin{aligned}&[\mathbf {z} ]=s{\begin{bmatrix}L_{1}&M_{12}&M_{13}&\dots &M_{1N}\\M_{12}&L_{2}&M_{23}&\dots &M_{2N}\\M_{13}&M_{23}&L_{3}&\dots &M_{3N}\\\vdots &\vdots &\vdots &\ddots \\M_{1N}&M_{2N}&M_{3N}&\dots &L_{N}\\\end{bmatrix}}\\\end{aligned}}}

الدوائر المكافئة

دائرة على شكل حرف T

دائرة مكافئة من نوع T للمحاثات المتصلة ببعضها البعض

يمكن تمثيل المحاثات المتصلة ببعضها البعض بدائرة على شكل حرف T من المحاثات كما هو موضح. إذا كان الاقتران قويًا وكانت قيم المحاثات غير متساوية، فقد تأخذ المحاثة المتصلة على التوالي في جانب خفض الجهد قيمة سالبة. [ 33 ]

يمكن تحليل ذلك على أنه شبكة ثنائية المنافذ. مع إنهاء المخرج بمقاومة عشوائية.Z{\displaystyle Z}، كسب الجهدأv{\displaystyle A_{v}}، ويتم الحصول عليها من خلال:

أv=sمZs2ل1ل2-s2م2+sل1Z=كs(1-ك2)ل1ل2Z+ل1ل2{\displaystyle A_{\mathrm {v} }={\frac {sMZ}{\,s^{2}L_{1}L_{2}-s^{2}M^{2}+sL_{1}Z\,}}={\frac {k}{\,s\left(1-k^{2}\right){\frac {\sqrt {L_{1}L_{2}}}{Z}}+{\sqrt {\frac {L_{1}}{L_{2}}}}\,}}}

أينك{\displaystyle k}هو ثابت الاقتران وs{\displaystyle s}هو متغير التردد المركب ، كما سبق. بالنسبة للمحاثات المترابطة بإحكام حيثك=1{\displaystyle k=1}ويؤدي هذا إلى

أv=ل2ل1{\displaystyle A_{\mathrm {v} }={\sqrt {L_{2} \over L_{1}}}}

وهو مستقل عن معاوقة الحمل. إذا كانت المحاثات ملفوفة على نفس القلب وبنفس الشكل الهندسي، فإن هذا التعبير يساوي نسبة عدد لفات المحاثتين لأن الحث يتناسب طرديًا مع مربع نسبة عدد اللفات.

تُعطى معاوقة دخل الشبكة بالصيغة التالية:

Zفي=s2ل1ل2-s2م2+sل1Zsل2+Z=ل1ل2Z(11+Zsل2)(1+1-ك2Zsل2){\displaystyle Z_{\text{in}}={\frac {s^{2}L_{1}L_{2}-s^{2}M^{2}+sL_{1}Z}{sL_{2}+Z}}={\frac {L_{1}}{L_{2}}}\,Z\,\left({\frac {1}{1+{\frac {Z}{\,sL_{2}\,}}}}\right)\left(1+{\frac {1-k^{2}}{\frac {Z}{\,sL_{2}\,}}}\right)}

لك=1{\displaystyle k=1}ويؤدي هذا إلى

Zفي=sل1Zsل2+Z=ل1ل2Z(11+Zsل2){\displaystyle Z_{\text{in}}={\frac {sL_{1}Z}{sL_{2}+Z}}={\frac {L_{1}}{L_{2}}}\,Z\,\left({\frac {1}{1+{\frac {Z}{\,sL_{2}\,}}}}\right)}

وبالتالي، فإن المكسب الحاليأأنا{\displaystyle A_{i}}لا يكون مستقلاً عن الحمل إلا إذا تحقق الشرط الإضافي

|sل2||Z|{\displaystyle |sL_{2}|\gg |Z|}

إذا تم استيفاء الشروط، ففي هذه الحالة،

Zفيل1ل2Z{\displaystyle Z_{\text{in}}\approx {L_{1} \over L_{2}}Z}

و

أأنال1ل2=1أv{\displaystyle A_{\text{i}}\approx {\sqrt {L_{1} \over L_{2}}}={1 \over A_{\text{v}}}}

دائرة باي

دائرة مكافئة π للمحاثات المتصلة

بدلاً من ذلك، يمكن نمذجة ملفين حثيين متصلين باستخدام دائرة مكافئة من نوع π مع محولات مثالية اختيارية عند كل منفذ. على الرغم من أن هذه الدائرة أكثر تعقيدًا من دائرة T، إلا أنه يمكن تعميمها [ 34 ] لتشمل دوائر تتكون من أكثر من ملفين حثيين متصلين. عناصر الدائرة المكافئةلs{\displaystyle L_{\text{s}}}،لص{\displaystyle L_{\text{p}}}لها معنى فيزيائي، حيث تمثل على التوالي الممانعة المغناطيسية لمسارات الاقتران والممانعة المغناطيسية لمسارات التسريب . على سبيل المثال، تتوافق التيارات الكهربائية المتدفقة عبر هذه العناصر مع التدفقات المغناطيسية للاقتران والتسريب . تقوم المحولات المثالية بتطبيع جميع المحاثات الذاتية إلى 1  هنري لتبسيط المعادلات الرياضية.

يمكن حساب قيم عناصر الدائرة المكافئة من معاملات الاقتران مع لSأناج=المحقق(ك)-جأناجلPأنا=المحقق(ك)ج=1شمالجأناج{\displaystyle {\begin{aligned}L_{S_{ij}}&={\frac {\det(\mathbf {K} )}{-\mathbf {C} _{ij}}}\\[3pt]L_{P_{i}}&={\frac {\det(\mathbf {K} )}{\sum _{j=1}^{N}\mathbf {C} _{ij}}}\end{aligned}}}

حيث تُعرَّف مصفوفة معامل الاقتران وعواملها المرافقة على النحو التالي:

ك=[1ك12ك1شمالك121ك2شمالك1شمالك2شمال1]{\displaystyle \mathbf {K} ={\begin{bmatrix}1&k_{12}&\cdots &k_{1N}\\k_{12}&1&\cdots &k_{2N}\\\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\k_{1N}&k_{2N}&\cdots &1\end{bmatrix}}\quad }وجأناج=(-1)أنا+جمأناج.{\displaystyle \quad \mathbf {C} _{ij}=(-1)^{i+j}\,\mathbf {M} _{ij}.}

بالنسبة لمحثين متصلين، تتبسط هذه الصيغ إلى

لS12=-ك122+1ك12{\displaystyle L_{S_{12}}={\frac {-k_{12}^{2}+1}{k_{12}}}\quad }ولP1=لP2=ك12+1،{\displaystyle \quad L_{P_{1}}=L_{P_{2}}\!=\!k_{12}+1,}

ولثلاثة محاثات متصلة (للاختصار، تم عرضها فقط لـلs12{\displaystyle L_{\text{s12}}}ولص1{\displaystyle L_{\text{p1}}})

لS12=2ك12ك13ك23-ك122-ك132-ك232+1ك13ك23-ك12{\displaystyle L_{S_{12}}={\frac {2\,k_{12}\,k_{13}\,k_{23}-k_{12}^{2}-k_{13}^{2}-k_{23}^{2}+1}{k_{13}\,k_{23}-k_{12}}}\quad }ولP1=2ك12ك13ك23-ك122-ك132-ك232+1ك12ك23+ك13ك23-ك232-ك12-ك13+1.{\displaystyle \quad L_{P_{1}}={\frac {2\,k_{12}\,k_{13}\,k_{23}-k_{12}^{2}-k_{13}^{2}-k_{23}^{2}+1}{k_{12}\,k_{23}+k_{13}\,k_{23}-k_{23}^{2}-k_{12}-k_{13}+1}}.}

محول رنيني

عند توصيل مكثف عبر أحد ملفات محول كهربائي، مما يجعل الملف دائرة رنانة ، يُسمى هذا المحول محولًا أحادي الضبط. أما عند توصيل مكثف عبر كل ملف، فيُسمى محولًا ثنائي الضبط . تستطيع هذه المحولات الرنانة تخزين الطاقة الكهربائية المتذبذبة بشكل مشابه للدائرة الرنانة ، وبالتالي تعمل كمرشح تمرير نطاقي ، حيث تسمح بمرور الترددات القريبة من تردد الرنين من الملف الابتدائي إلى الملف الثانوي، بينما تحجب الترددات الأخرى. يحدد مقدار الحث المتبادل بين الملفين، بالإضافة إلى عامل الجودة (Q) للدائرة، شكل منحنى استجابة التردد. تتميز المحولات ثنائية الضبط بعرض نطاق ترددي أوسع من الدائرة الرنانة البسيطة. يُوصف اقتران الدوائر ثنائية الضبط بأنه ضعيف، أو حرج، أو قوي، وذلك بناءً على قيمة معامل الاقتران.ك{\displaystyle k}عندما يتم ربط دائرتين رنانة بشكل ضعيف عبر الحث المتبادل، يكون عرض النطاق ضيقًا. ومع ازدياد مقدار الحث المتبادل، يستمر عرض النطاق في الاتساع. وعندما يتجاوز الحث المتبادل قيمة الاقتران الحرج، تنقسم ذروة منحنى استجابة التردد إلى ذروتين، ومع ازدياد الاقتران، تتباعد الذروتان أكثر. يُعرف هذا بالاقتران الزائد.

يمكن استخدام الملفات الرنانة ذاتية الاقتران القوي لنقل الطاقة لاسلكيًا بين الأجهزة على مسافات متوسطة (تصل إلى مترين). [ 35 ] يتطلب نقل نسبة عالية من الطاقة اقترانًا قويًا، مما يؤدي إلى انقسام ذروة استجابة التردد. [ 36 ] [ 37 ]

محولات مثالية

متى ك=1 ،{\displaystyle \ k=1\ ,}يُشار إلى المحث بأنه "مقترن بشكل وثيق". وإذا امتدت المحاثة الذاتية إلى ما لا نهاية، يصبح المحث " محولًا مثاليًا ". في هذه الحالة، يمكن ربط الفولتية والتيارات وعدد اللفات بالطريقة التالية:

Vs= شمالs شمالص Vص{\displaystyle V_{\mathsf {s}}={\frac {\ N_{\mathsf {s}}}{\ N_{\mathsf {p}}}}\ V_{\mathsf {p}}} أين

  • Vs {\displaystyle V_{\mathsf {s}}\ }يمثل الجهد الكهربائي عبر المحث الثانوي،
  • Vص {\displaystyle V_{\mathsf {p}}\ }يمثل الجهد الكهربائي عبر المحث الرئيسي (المتصل بمصدر الطاقة)،
  • شمالs {\displaystyle N_{\mathsf {s}}\ }يمثل عدد لفات المحث الثانوي، و
  • شمالص {\displaystyle N_{\mathsf {p}}\ }يمثل عدد اللفات في المحث الأساسي.

وعلى النقيض من ذلك، فإن التيار الحالي:

أناs= شمالص شمالs أناص{\displaystyle I_{\mathsf {s}}={\frac {\ N_{\mathsf {p}}}{\ N_{\mathsf {s}}}}\ I_{\mathsf {p}}} أين

  • أناs {\displaystyle I_{\mathsf {s}}\ }هو التيار المار عبر المحث الثانوي،
  • أناص {\displaystyle I_{\mathsf {p}}\ }هو التيار المار عبر المحث الرئيسي (المتصل بمصدر الطاقة)،
  • شمالs {\displaystyle N_{\mathsf {s}}\ }يمثل عدد لفات المحث الثانوي، و
  • شمالص {\displaystyle N_{\mathsf {p}}\ }يمثل عدد اللفات في المحث الأساسي.

القدرة المارة عبر أحد المحاثتين هي نفسها القدرة المارة عبر الأخرى. وتتجاهل هذه المعادلات أي تأثير ناتج عن مصادر التيار أو مصادر الجهد.

الحث الذاتي لأشكال الأسلاك الرقيقة

يسرد الجدول أدناه صيغ الحث الذاتي لأشكال بسيطة مختلفة مصنوعة من موصلات أسطوانية رفيعة (أسلاك). وبشكل عام، تكون هذه الصيغ دقيقة فقط إذا كان نصف قطر السلكأ{\displaystyle a}أصغر بكثير من أبعاد الشكل، وإذا لم تكن هناك مواد مغناطيسية حديدية قريبة (لا يوجد قلب مغناطيسي ).

الحث الذاتي لأشكال الأسلاك الرقيقة
يكتبالحثشرح الرموز
ملف لولبي أحادي الطبقة [ 38 ] [ 39 ]

صيغة ويلر التقريبية لملف ذي قلب هوائي بنموذج ورقة التيار:

ل= شمال2د2 18 د+40  {\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {\ N^{2}D^{2}}{\ 18\ D+40\ \ell \ }}}(بوصة)      ل= شمال2د2 45.72 د+101.6  {\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {\ N^{2}D^{2}}{\ 45.72\ D+101.6\ \ell \ }}}(سم)

لا تتجاوز نسبة الخطأ في هذه الصيغة 1% عندما >0.4د .{\displaystyle \ \ell >0.4\,D~.}

  •  ل {\displaystyle \ {\mathcal {L}}\ }: الحث بوحدة ميكروهنري ( 10⁻⁶ هنري )
  •  شمال {\displaystyle \ N\ }عدد الأدوار
  •  د {\displaystyle \ D\ }القطر بالبوصة (سم)
  •   {\displaystyle \ \ell \ }الطول بالبوصة (سم)
كابل محوري (HF) [ 40 ]ل= μ02π  ln(بأ){\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {\ \mu _{0}}{2\pi }}\ \ell \ \ln \!\left({\frac {b}{a}}\right)}
  •  ب {\displaystyle \ b\ }نصف القطر الداخلي للموصل الخارجي
  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر الموصل الداخلي
  •   {\displaystyle \ \ell \ }: طول
  •  μ0 {\displaystyle \ \mu _{0}\ }انظر الحاشية السفلية للجدول.
حلقة دائرية [ 41 ]ل=μ0 ر[ ln(8رأ)-2+14 Y+يا( أ2 ر2) ]{\displaystyle {\mathcal {L}}=\mu _{0}\ r\left[\ \ln \left({\frac {8r}{a}}\right)-2+{\tfrac {1}{4}}\ Y+{\mathcal {O}}\!\left({\frac {\ a^{2}}{\ r^{2}}}\right)\ \right]}
  •  ر {\displaystyle \ r\ }نصف قطر الحلقة
  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك
  •  μ0، Y {\displaystyle \ \mu _{0},\ Y\ }انظر إلى حواشي الجدول.
مستطيل من سلك دائري [ 42 ]

ل= μ0π [ 1 ln(21أ)+2 ln( 22أ)+212+22 -1 سينه-1( 1 2)-2 سينه-1( 2 1)-(2-14 Y )(1+2) ]{\displaystyle {\begin{aligned}{\mathcal {L}}={\frac {\ \mu _{0}}{\pi }}\ {\biggl [}\ &\ell _{1}\ \ln \!\left({\frac {2\ell _{1}}{a}}\right)+\ell _{2}\ \ln \!\left({\frac {\ 2\ell _{2}}{a}}\right)+2{\sqrt {\ell _{1}^{2}+\ell _{2}^{2}\ }}\\&-\ell _{1}\ \sinh ^{-1}\!\left({\frac {\ \ell _{1}}{\ \ell _{2}}}\right)-\ell _{2}\ \sinh ^{-1}\!\left({\frac {\ \ell _{2}}{\ \ell _{1}}}\right)\\&-\left(2-{\tfrac {1}{4}}\ Y\ \right)\left(\ell _{1}+\ell _{2}\right)\ {\biggr ]}\end{aligned}}}

  •  1، 2 {\displaystyle \ \ell _{1},\ \ell _{2}\ }: أطوال الأضلاع
  •  1أ ،2أ {\displaystyle \ \ell _{1}\gg a\ ,\quad \ell _{2}\gg a\ }
  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك
  •  μ0، Y {\displaystyle \ \mu _{0},\ Y\ }انظر إلى حواشي الجدول.
زوج من الأسلاك المتوازية [ 40 ] : 460ل= μ0π  [ ln(sأ)+14 Y ]{\displaystyle {\mathcal {L}}={\frac {\ \mu _{0}}{\pi }}\ \ell \ \left[\ \ln \!\left({\frac {s}{a}}\right)+{\tfrac {1}{4}}\ Y\ \right]}
  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك
  •  s {\displaystyle \ s\ }: مسافة الفصل، s2أ {\displaystyle \ s\geq 2a\ }
  •   {\displaystyle \ \ell \ }طول الزوج
  •  μ0، Y {\displaystyle \ \mu _{0},\ Y\ }انظر إلى حواشي الجدول.
زوج من الأسلاك المتوازية (HF) [ 40 ] : 459

ل= μ0π  ضرب بالعصا-1(s2أ)= μ0π  ln(s2أ+ s2 4أ2-1 )  μ0π  ln(sأ){\displaystyle {\begin{aligned}{\mathcal {L}}&={\frac {\ \mu _{0}}{\pi }}\ \ell \ \cosh ^{-1}\!\left({\frac {s}{2a}}\right)\\&={\frac {\ \mu _{0}}{\pi }}\ \ell \ \ln \!\left({\frac {s}{2a}}+{\sqrt {{\frac {\ s^{2}}{\ 4a^{2}}}-1\ }}\right)\\&\approx \ {\frac {\ \mu _{0}}{\pi }}\ \ell \ \ln \!\left({\frac {s}{a}}\right)\end{aligned}}}

  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك
  •  s {\displaystyle \ s\ }مسافة الفصل، s2أ {\displaystyle \ s\geq 2a\ }
  •   {\displaystyle \ \ell \ }: طول (كل) الزوج
  •  μ0 {\displaystyle \ \mu _{0}\ }انظر الحاشية السفلية للجدول.

 Y {\displaystyle \ Y\ }هي قيمة ثابتة تقريبًا بين 0 و 1 تعتمد على توزيع التيار في السلك: Y=0 {\displaystyle \ Y=0\ }عندما يتدفق التيار فقط على سطح السلك ( تأثير الجلد الكامل )، Y=1 {\displaystyle \ Y=1\ }عندما يتوزع التيار بالتساوي على المقطع العرضي للسلك ( التيار المستمر ). بالنسبة للأسلاك المستديرة، يقدم روزا (1908) صيغة مكافئة لما يلي: [ 23 ]

 Y  1 1+أ 18 μ σ ω  {\displaystyle \ Y\ \approx \ {\frac {1}{\ 1+a\ {\sqrt {{\tfrac {1}{8}}\ \mu \ \sigma \ \omega \ }}\ }}}

أين

  •  ω=2πو {\displaystyle \ \omega =2\pi f\ }هي التردد الزاوي، بوحدة الراديان في الثانية؛
  •  μ=μ0 μر {\displaystyle \ \mu =\mu _{0}\ \mu _{\mathsf {r}}\ }هي النفاذية المغناطيسية الصافية للسلك؛
  •  σ {\displaystyle \ \sigma \ }هي الموصلية النوعية للسلك؛ و
  •  أ {\displaystyle \ a\ }نصف قطر السلك.

الترميز يا(x) {\displaystyle \ {\mathcal {O}}(\;\!x\;\!)\ }يمثل هذا الحد (أو الحدود) الصغيرة التي تم حذفها لتبسيط الصيغة. اقرأ التعبير ...+يا(x) {\displaystyle \ ...+{\mathcal {O}}(\;\!x\;\!)\ }بالإضافة إلى "تصحيحات طفيفة تختلف في رتبة x {\displaystyle \ x\ }( انظر إلى ترميز Big O ).

انظر أيضاً

الحواشي

  1. يُطلق على التكامل اسم "المتباعد لوغاريتميًا" لأن 1x دx=ln(x) {\displaystyle \ \int {\frac {1}{x}}\ \mathrm {d} x=\ln(x)\ }ل x>0 {\displaystyle \ x>0\ }وبالتالي ، فإنه يقترب من اللانهاية مثل اللوغاريتم الذي يقترب وسيطه من اللانهاية.

مراجع

  1. 1 2 سيرواي، أ. ريموند؛ جويت، جون و.؛ ويلسون، جين؛ ويلسون، آنا؛ رولاندز، واين (2017). "الحث". الفيزياء للعلماء والمهندسين العالميين (  الطبعة الثانية). سينجايج أستراليا. ص  901. ISBN 9780170355520.
  2. بيكر، إدوارد سيسيل (1976). السير ويليام بريس، زميل الجمعية الملكية: مهندس فيكتوري استثنائي . هاتشينسون. ص 204. ISBN  9780091266103..
  3. هيفسايد، أوليفر (1894). "حث التيارات في النوى". أوراق كهربائية، المجلد 1. لندن: ماكميلان. ص 354 . 
  4. إيليرت، جلين. "كتاب الفيزياء الإلكتروني: الحث" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يوليو 2016 .
  5. ديفيدسون، مايكل دبليو. (1995-2008). "التعبيرات الجزيئية: الكهرباء والمغناطيسية مقدمة: الحث" .
  6. النظام الدولي للوحدات (ملف PDF) ، الإصدار 4.01 ( الطبعة التاسعة)، المكتب الدولي للأوزان والمقاييس، يونيو 2026، رقم ISBN  978-92-822-2272-0، ص 160
  7. "تاريخ موجز للكهرومغناطيسية" (ملف PDF) .
  8. لاحظ أيضًا أنه إذا تم تغيير الجهد عبر محث هنري واحد في خطوة من الصفر إلى 1 فولت، فإنه وفقًا لهذا التعريف نفسه، سيزداد التيار بمقدار أمبير واحد في الثانية؛ على الأقل من الناحية النظرية، لأنه يوجد دائمًا حد طبيعي لزيادة التيار.
  9. أولابي، فواز (2007). أساسيات الكهرومغناطيسية التطبيقية ( الطبعة الخامسة). بيرسون / برنتيس هول. ص 255. ISBN   978-0-13-241326-8.
  10. «جوزيف هنري» . معرض الأعضاء المتميزين، الأكاديمية الوطنية للعلوم . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 ديسمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2006 .
  11. بيرس ويليامز، ل. (1971). مايكل فاراداي: سيرة ذاتية . سيمون وشوستر. ص 182-183 . ISBN  9780671209292.
  12. جيانكولي، دوغلاس سي. (1998). الفيزياء: المبادئ مع التطبيقات ( الطبعة الخامسة). ص 623-624 .  
  13. بيرس ويليامز، ل. (1971). مايكل فاراداي: سيرة ذاتية . سيمون وشوستر. ص 191-195 . ISBN  9780671209292.
  14. سينغ، يادوفير (2011). نظرية المجال الكهرومغناطيسي . بيرسون للتعليم الهند. ص 65. ISBN  978-8131760611.
  15. وادوا، سي إل (2005). أنظمة الطاقة الكهربائية . نيو إيج إنترناشونال. ص 18. ISBN  8122417221.
  16. بيلكوفيتس، روبرت أ.؛ فاركاس، جوش (2007). فيزياء بارونز المتقدمة C. سلسلة بارونز التعليمية. ص 646. ISBN  978-0764137105.
  17. بورسل، إدوارد م.؛ مورين، ديفيد ج. (2013). الكهرباء والمغناطيسية . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 364. ISBN  978-1107014022.
  18. سيرز وزيمانسكي 1964:743
  19. 1 2 سيرواي، ريموند أ.؛ جويت، جون و. (2012). مبادئ الفيزياء: نص قائم على حساب التفاضل والتكامل، الطبعة الخامسة . سينجايج ليرنينج. الصفحات 801-802 . ISBN  978-1133104261.
  20. 1 2 إيدا، ناثان (2007). الهندسة الكهرومغناطيسية، الطبعة الثانية . سبرينغر للعلوم ووسائل الإعلام التجارية. ص 572. ISBN  978-0387201566.
  21. 1 2 بورسيل، إدوارد (2011). الكهرباء والمغناطيسية، الطبعة الثانية . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 285. ISBN  978-1139503556.
  22. غيتس، إيرل د. (2001). مقدمة في الإلكترونيات . سينغيج ليرنينج. ص 153. ISBN  0766816982.
  23. 1 2 روزا، إي بي (1908). "الحث الذاتي والمتبادل للموصلات الخطية" . نشرة مكتب المعايير . 4 (2). مكتب المعايير الأمريكي : 301 وما يليها. doi : 10.6028/bulletin.088 .
  24. دينجلر، ر. (2016). "الحث الذاتي لحلقة سلكية كتكامل منحني". الكهرومغناطيسية المتقدمة . 5 (1): 1-8 . arXiv : 1204.1486 . ​​Bibcode : 2016AdEl....5....1D . doi : 10.7716/aem.v5i1.331 . S2CID 53583557 . 
  25. ^ نيومان ، في (1846). "Allgemeine Gesetze der inducirten elektrischen Ströme" [ القواعد العامة للتيارات الكهربائية المستحثة ] . Annalen der Physik und Chemie (باللغة الألمانية). 143 (1). وايلي: 31– 44. بيب كود : 1846AnP...143...31N . دوى : 10.1002/andp.18461430103 . ISSN 0003-3804 . 
  26. جاكسون، جيه دي (1975). الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية . وايلي. ص 176 ، 263. ISBN  9780471431329.
  27. الطاقة الحركية للإلكترونات المنجرفة أصغر بكثير من W، باستثناء الأسلاك النانوية.
  28. نهفي، محمود؛ إدمينستر، جوزيف (2002). ملخص شوم لنظرية ومسائل الدوائر الكهربائية . ماكجرو هيل بروفيشنال. ص 338. ISBN  0-07-139307-2.
  29. ثيراوف، ستيفن سي. (2004). سلامة إشارة لوحة الدوائر عالية السرعة . دار أرتيك هاوس. ص 56. ISBN  1580538460.
  30. كيم، سيوك؛ كيم، شين-آي؛ جونغ، غوين؛ كوون، كي-وون؛ تشون، جونغ-هون (2009). " تصميم مدخل/مخرج عريض النطاق موثوق به باستخدام ملف T" (ملف PDF) . مجلة تكنولوجيا وعلوم أشباه الموصلات . 9 (4): 198-204 . doi : 10.5573/JSTS.2009.9.4.198 . S2CID 56413251. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 24 يوليو 2018 - عبر ocean.kisti.re.kr. 
  31. آتري، فاسوديف ك. (1981). نظرية الشبكات وتصميم المرشحات . الولايات المتحدة الأمريكية، كندا، أمريكا اللاتينية، والشرق الأوسط: جون وايلي وأولاده. ص 71، 72. ISBN  0-470-26934-0.
  32. تشوا، ليون أو.؛ ​​ديزور، تشارلز أ.؛ كوه، إرنست س. (1987). الدوائر الخطية وغير الخطية . ماكجرو هيل، ص 459. ISBN  0-07-100685-0.
  33. ^ إسلامي منصور (24 مايو 2005). أساسيات تحليل الدوائر . شيكاغو، إلينوي، الولايات المتحدة: الصحافة الرشيقة. ص. 194. ردمك  0-9718239-5-2.
  34. ^ راديكي، أندريه؛ يوان، يوشيانغ؛ ميورا، نوريوكي؛ أيكاوا، إيوري؛ خذ ياسوهيرو؛ إيشيكورو، هيروكي؛ كورودا ، تاداهيرو (2012). “بيانات متزامنة بسرعة 6 جيجابت/ثانية ونقل طاقة بقدرة 10 ميجاوات باستخدام ملفات البرسيم المتداخلة لبطاقة الذاكرة غير المتصلة”. مجلة IEEE لدوائر الحالة الصلبة . 47 (10): 2484–2495 . بيب كود : 2012IJSSC..47.2484R . دوى : 10.1109/JSSC.2012.2204545 . S2CID 29266328 . 
  35. كورس، أ.؛ كاراليس، أ.؛ موفات، ر.؛ جوانوبولوس، ج. د.؛ فيشر، ب.؛ سولجاسيك، م. (6 يوليو 2007). "نقل الطاقة لاسلكيًا عبر الرنين المغناطيسي المقترن بقوة". مجلة ساينس . 317 (5834): 83-86 . Bibcode : 2007Sci...317...83K . CiteSeerX 10.1.1.418.9645 . doi : 10.1126/science.1143254 . PMID 17556549. S2CID 17105396 .   
  36. سامبل، ألانسن ب.؛ ماير، د.أ.؛ سميث، ج.ر. (2011). "تحليل ونتائج تجريبية وتكييف نطاق الرنانات المقترنة مغناطيسيًا لنقل الطاقة لاسلكيًا". معاملات IEEE في الإلكترونيات الصناعية . 58 (2): 544-554 . doi : 10.1109/TIE.2010.2046002 . S2CID 14721 . 
  37. ريندون-هيرنانديز، أدريان أ.؛ حليم، ميا أ.؛ سميث، سبنسر إ.؛ أرنولد، ديفيد ب. (2022). "رنانات كهروميكانيكية دقيقة مقترنة مغناطيسيًا لنقل الطاقة اللاسلكي منخفض التردد". المؤتمر الدولي الخامس والثلاثون لأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) لعام 2022. الصفحات 648-651 . doi : 10.1109/MEMS51670.2022.9699458 . ISBN  978-1-6654-0911-7. S2CID 246753151 . 
  38. ويلر، هـ. أ. (1942). "صيغ لتأثير الجلد". وقائع معهد أبحاث الجلد . 30 (9): 412-424 . doi : 10.1109/JRPROC.1942.232015 . S2CID 51630416 . 
  39. ويلر، هـ. أ. (1928). "صيغ بسيطة للحث في ملفات الراديو". وقائع معهد مهندسي الراديو . 16 (10): 1398-1400 . doi : 10.1109/JRPROC.1928.221309 . S2CID 51638679 . 
  40. 1 2 3 هايت، ويليام؛ باك، جون (2012). الهندسة الكهرومغناطيسية (ملف PDF) . ماكجرو هيل. ص 457. ISBN  978-0-07-338066-7.
  41. إليوت، آر إس (1993). الكهرومغناطيسية . نيويورك: مطبعة IEEE.ملاحظة: الثابت المنشور + 3 / 2 في النتيجة لتوزيع التيار المنتظم خاطئ.
  42. جروفر، فريدريك و. (1946). حسابات الحث: صيغ وجداول العمل . نيويورك: منشورات دوفر.

مراجع عامة

  • فريدريك دبليو. جروفر (1952). حسابات الحث . منشورات دوفر، نيويورك.
  • غريفيث، ديفيد ج. (1998). مقدمة في الديناميكا الكهربائية (الطبعة الثالثة) . برنتيس هول. ISBN 0-13-805326-X.
  • وانغسنيس، روالد ك. (1986). المجالات الكهرومغناطيسية (  الطبعة الثانية). وايلي. ISBN 0-471-81186-6.
  • هيوز، إدوارد. (2002). التكنولوجيا الكهربائية والإلكترونية (الطبعة الثامنة) . برنتيس هول. ISBN 0-582-40519-X.
  • Küpfmüller K. ، Einführung in die Theoretische Elektrotechnik، Springer-Verlag، 1959.
  • هيفيسايد O.، الأوراق الكهربائية. المجلد 1. – ل. نيويورك: ماكميلان، ١٨٩٢، ص.  429-560.
  • فريتز لانغفورد سميث ، محرر (1953). دليل مصمم راديوترون ، الطبعة الرابعة، شركة أمالغاميتد وايرلس فالف المحدودة. الفصل 10، "حساب الحث" (الصفحات  429-448)، يتضمن ثروة من الصيغ والرسوم البيانية للملفات والملفات اللولبية والحث المتبادل.
  • FW Sears و MW Zemansky 1964 الفيزياء الجامعية: الطبعة الثالثة (المجلد الكامل) ، شركة Addison-Wesley للنشر، Inc. ريدينغ، ماساتشوستس، LCCC 63-15265 (بدون ISBN).
  • مختبر إلكترونيات المركبات في جامعة كليمسون: حاسبة الحث