الملف الحثي

كيف تعمل هذه الأداة

يخزن الملف الحثي الطاقة الكهربائية كمجال مغناطيسي ينشأ عن التيار المار عبر ملف من الأسلاك. أدخل محاثته والتيار المار عبره، وستجد هذه الأداة الطاقة المخزنة.

الملف الحثي هو، بمعنى ما، الصورة المعكوسة للمكثف: يخزن المكثف الطاقة في مجال كهربائي وتعتمد طاقته على مربع الجهد، بينما يخزن الملف الحثي الطاقة في مجال مغناطيسي وتعتمد طاقته على مربع التيار.

المعادلة

$$E = 0.5 \times L \times I^2$$

تُدخل المحاثة بوحدة المللي هنري (mH)، وهي الوحدة العملية التي تُصنَّف بها معظم الملفات الحثية الواقعية فعليًا، لأن الهنري الكامل يمثل كمية كبيرة جدًا من المحاثة بالنسبة لمكوّن نموذجي.

مثال محلول

ملف حثي 100 مللي هنري يحمل تيارًا قدره 2 أمبير:

1. المحاثة بالهنري: 100 ÷ 1000 = 0.1 هنري.
2. الطاقة: 0.5 × 0.1 × 2² = 0.2 جول، أو 200 مللي جول.

مضاعفة التيار إلى 4 أمبير بدلاً من ذلك ستُربّع الطاقة المخزنة أربع مرات إلى 800 مللي جول — نفس العلاقة التربيعية التي يملكها المكثف مع الجهد.

العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها

• يقاوم الملف تغيرًا مفاجئًا في التيار، وهذا مصدر خطر عملي حقيقي. عندما يُقطع التيار عبر ملف فجأة، يمكن للمجال المغناطيسي المنهار أن يُولّد ارتفاع جهد وجيزًا لكن عاليًا جدًا — هذا سبب احتياج الأحمال الحثية (مثل المحركات والمرحلات) عادةً إلى دايود حماية عكسي أو حماية مماثلة في الدائرة.
• الملفات الحقيقية لها بعض المقاومة الداخلية، وهو ما تتجاهله هذه الصيغة المثالية. لفة سلك حقيقية لها مقاومة تُبدد بعض الطاقة كحرارة أثناء التشغيل — تصف صيغة هذه الحاسبة الطاقة المخزنة للملف المثالي عديم الخسارة، وليس إجمالي الطاقة المستهلكة بواسطة دائرة حثية حقيقية بمرور الوقت.
• يعتمد المحاثة على البناء الفيزيائي للملف، وليس شيئًا تضبطه مباشرة مثل مقاومة المقاوم. عدد اللفات ومادة القلب وهندسة الملف كلها تحدد قيمة محاثة الملف الفعلية — تأخذ هذه الحاسبة المحاثة كقيمة معروفة ومُعطاة بدلاً من حسابها من التصميم الفيزيائي لملف.
• تُشكّل الملفات والمكثفات معًا أساس الدوائر الرنانة المستخدمة في جميع أنحاء الإلكترونيات. لدائرة LC (ملف بالإضافة إلى مكثف) تردد رنين طبيعي تحدده قيم كلا المكونين — نفس علاقة تخزين الطاقة التي يملكها كل مكون فرديًا (مربع الجهد للمكثفات، مربع التيار للملفات) تُشكّل أساس كيفية تذبذب الطاقة بينهما في دائرة كهذه.

أخطاء شائعة

• إدخال المحاثة بوحدة الهنري بدلاً من الملي هنري. تُوسم معظم المحاثات الواقعية بوحدة mH أو µH — إدخال قيمة بالهنري حيث يُتوقع mH يبالغ في تقدير الطاقة المخزنة بمقدار مليون مرة.
• الخلط بين الطاقة المخزنة في المحث والطاقة الإجمالية المبددة في دائرة حقيقية. تصف هذه الصيغة الحالة المثالية الخالية من الفقد — مقاومة الملف الحقيقي نفسها تبدد طاقة إضافية كحرارة لا يلتقطها هذا الحساب.
• تجاهل خطر ارتفاع الجهد المفاجئ عند انقطاع التيار عبر محث. قطع التيار فجأة عن حمل حثي يمكن أن يولد ارتفاعًا قصيرًا لكن عاليًا جدًا في الجهد، وهذا هو سبب حاجة المحركات والمرحلات عادة إلى حماية بصمام فلاي باك.
• معاملة المحاثة كشيء يمكنك اختياره بحرية، مثل مقاومة المقاوم. تأتي المحاثة من البناء الفيزيائي للملف — عدد لفاته ومادة القلب وهندسته — وليس من قيمة واحدة قابلة للتعديل.

معلومات مفيدة

• هل تريد الحساب المعاكس للمكوّن الأساسي الآخر لتخزين الطاقة؟ الآلة الحاسبة حاسبة المكثف تجد الطاقة المخزنة من الجهد بدلاً من التيار.
• هل تحتاج إلى ربط الجهد والتيار والمقاومة في بقية الدائرة؟ الآلة الحاسبة حاسبة قانون أوم تحل لأي من الثلاثة يكون مفقودًا.
• هل تتساءل عن الطاقة التي تسحبها الدائرة بمجرد تدفق التيار؟ الآلة الحاسبة حاسبة القدرة الكهربائية تحسب ذلك مباشرة.