المحاثة والنفاذية المغنطيسية
المحاثة inductance هي خاصية فيزيائية تعكس قدرة الملف على تركيز الفيض المغنطيسي لكل أمبير يمر فيه وتقاس بوحدة الهنري. ويرمز لها بالحرف اللاتيني L.
وتعتمد محاثة محث (inductor) لولبي(solonoid) على طوله ومساحة مقطعه وعدد لفاته ونفاذية وسطه المغنطيسية (permeability) فإذا تساوى محثان في أبعادهما واختلف القلب فإن المحث صاحب القلب اﻷكثر نفاذية لخطوط الفيض سيكون أعلى محاثة. من جهة أخرى تمثل النفاذية لوسط ما عاملا مهما لتحديد سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية فيه.
وتتناسب الطاقة المغنطيسية المختزنة في محث ما مع مربع التيار المار فيه وقيمة محاثته. فلنفس التيار يختزن المحث ذو المحاثة الأكبر طاقة أكبر. وبسبب ارتباط تيار المحث مباشرة بالطاقة المختزنة فيه فإنه يتسم ببطء الاستجابة (قانون حفظ الطاقة)، لذا سنسميه المتغير اللاحق، كما إنه ذو ذاكرة فهو ينطلق من آخرة قيمة استقر عندها. بالمقابل فإن الجهد بين طرفي المحث لا يرتبط بتخزين الطاقة وليس له ذاكرة، لذا سنسميه المتغير السابق، حيث بالامكان أن يتغير لحظيا.
ووفقا لقانون فارادي يتناسب الجهد المستحث على طرفي محث مع وتيرة تغير التيار المار فيه بالنسبة للزمن (المشتقة) وثابت التناسب هو المحاثة. فكلما زادت وتيرة التغير زاد الجهد المستحث. ولنفس معدل التغير الزمني للتيار فإن المحث ذا المحاثة الأكبر سيستجيب بجهد مستحث أكبر.
V = L di/dt
وعند استخدام المحث في دائرة جيبية المصدر {(vi =sin(wt} فإن الملف يراغم تغير التيار بمراغمة (مفاعلة) reactance تتناسب طرديا مع تردد المصدر ومحاثة الملف ويكون طور التيار (المتغير اللاحق) متأخرا عن طور الجهد (المتغير السابق) بمقدار 90 درجة. انظر الشكل 1.
ويعرف جيب تمام فرق الطور بين التيار والجهد بمعامل القدرة power factor ، لذا فمعامل القدرة للمحث المثالي = 0. أي أن المحث المثالي لا يستهلك قدرة كهربائية على شكل حرارة. واذا اخذنا مقاومة السلك بالاعتبار فإن فرق الطور سيقل عن 90 درجة ويكون معامل القدرة صغير ولكن اكبر من الصفر. ونقول إن المحث الواقعي له معامل قدرة لاحق lagging power factor.
شكل ا علاقة الطور بين جهد المحث وتياره
المقطع التالي والذي بعده يتحدثان عن أساسيات المحاثة
م. تركي بن عبدالعزيز الماضي
ملاحظة: الاقتباس العلمي ممكن بشرط ذكر المصدر