حاسبة الحث

مفهوم المُحاثة (الإِنْدَكْتانْس) أساسي لفهم استجابة الدارات للتغيرات في التيار، ويلعب دورًا محوريًا في تصميم وتشغيل المُحوِّلات، والملفات، والمحركات، والمولدات. وهو يُكَمِّن قدرة الموصل على تخزين الطاقة على شكل مجال مغناطيسي.

الخلفية التاريخية

اكتُشفت ظاهرة المُحاثة في ثلاثينيات القرن التاسع عشر على يد مايكل فاراداي، حيث وضع عمله في الحث الكهرومغناطيسي الأساس لتوليد الكهرباء واستخدامها عمليًا. ووحدة المُحاثة، هنري (H)، سُميت على اسم جوزيف هنري، الذي اكتشف المُحاثة الذاتية بشكل مستقل في نفس الوقت تقريبًا الذي اكتشف فيه فاراداي.

صيغة الحساب

يمكن حساب مُحاثة ملف (L) باستخدام الصيغة:

\[ L = \frac{N^2 \cdot \mu \cdot A}{l} \]

حيث:

• L هي المُحاثة بوحدة هنري (H)،
• N هو عدد لفات الملف،
• μ هي نفاذية مادة القلب بوحدة هنري لكل متر (H/m)،
• A هي المساحة المقطعية للقلب بوحدة متر مربع (m²)،
• l هو طول الملف بوحدة متر (m).

مثال على الحساب

بالنسبة لملف يحتوي على 300 لفة، باستخدام مادة قلب ذات نفاذية مقدارها \(1.25 \times 10^{-6}\) H/m، ومساحة قلب مقدارها \(0.005\) m²، وطول \(0.2\) m، تُحَسَب المُحاثة على النحو التالي:

\[ L = \frac{300^2 \cdot 1.25 \times 10^{-6} \cdot 0.005}{0.2} \approx 0.01125 \text{ H} \]

الأهمية وسيناريوهات الاستخدام

المُحاثة أساسية في تصميم الأجهزة الكهربائية التي تعمل بتيارات متغيرة. وهي تُستخدم في إنشاء المُرشِّحات، والمحولات، وفي ضبط الدارات لترددات محددة. كما أن فهم المُحاثة ضروري لتقليل الاقتران الحثي غير المرغوب فيه في الأجهزة الإلكترونية.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي المُحاثة؟

   • المُحاثة هي خاصية من خصائص الموصل الكهربائي، حيث يؤدي تغيير التيار في الموصل إلى توليد قوة دافعة كهربائية (EMF) في الموصل نفسه (المُحاثة الذاتية) وفي أي موصلات قريبة (المُحاثة المتبادلة).

2. كيف يؤثر عدد اللفات على المُحاثة؟

   • تزداد مُحاثة الملف مع مربع عدد اللفات. مضاعفة عدد اللفات سيُضاعف المُحاثة أربعة أضعاف.

3. لماذا تُعد مادة القلب مهمة في حساب المُحاثة؟

   • تزيد نفاذية مادة القلب من قوة المجال المغناطيسي، وبالتالي تزيد من المُحاثة. يمكن أن تؤثر المواد المختلفة بشكل كبير على مُحاثة الملف.

يوفر هذا الحاسبة طريقة سهلة الاستخدام لحساب المُحاثة، مما يساعد الطلاب والمهندسين وهواة الإلكترونيات في تصميم وتحليل الدارات والأجهزة الكهربائية.