المستحث الكهربائي أو الوشيعة أو الملف -Inductor-
تعريف الملف:
هو عنصر كهرومغناطيسي له خاصية تخزين الطاقة الكهربائية و ببساطة هو سـلك معـزول ملفـوف يحتوي على عدد من اللفات.و يوجد على أشكال مختلفة حسب الاستعمالات، مستطيلات، مربعات ، اسطوانات.
المغناطيسية كخاصية للمادة:
لفهم كيفية عمل الملفات الكهربائية لابد من فهم ظاهرة المغناطيسية.
المغناطيسية هي واحدة من أهم خصائص المادة
فالمغناطيس هي أجسام معدنية تنجذب إلى مغناطيسات أخرى وبعض المعادن كالحديد.
ما يقع حول المغناطيس ويتفاعل مع الأشياء المحيطة يسمى المجال المغناطيسي.
المجال المغناطيسي مادة ، أي أنه موجود بشكل مستقل عن معرفتنا به، و االخصائص الرئيسية للمجال المغناطيسي تم الحصول عليها من التجارب فقط.
الكهرومغناطيسية:
و هي تحويل طاقة المجال الكهربائي إلى طاقة المجال المغناطيسي.
خاصية الملف أو الوشيعة انه عند تمرير تيار كهربائي بداخلها، يظهر مجال مغناطيسي حولها و تتحول من سلك عادي الى مغناطيس يسحب نحوه الكثير من المواد و يتزايد هذا المجال بتزايد التيار المار في السلك.
وها هو ما يبدو عليه المجال المغناطيسي عندما يمر تيار عبر ملف :
يلف السلك بطريقة معينة ليعطـي مجـالاً مغناطيـسياً فـي اتجـاه معين مسبقا، وتخضع اتجاهات التيار واللف والمجال المغناطيـسي لقاعـدة اليـد اليمنى .
قاعدة اليد اليمنى:
يسير الابهام في قاخدة اليد اليمنى الى اتجاه التيار الكهربائي الماؤ في الملف و الى اتجاه القطب الشمالي للمغناطيس اما الاصابع فتشير الى اتجاه المجال المغناطيسي.
الحث الذاتي:
هو ظاهرة تولد قوة دفع كهربية مستحثةو تيار مستحث في ملف عند تغير التيار المار في نفس الملف زيادة عند الغلق او نقصا عند الفتح ليقاوم التغير الحادث في الفيض.
وحدات قياس الحث الذاتي:
يقاس الحث الذاتي لملف بوحدة (الهنـري) أو (الميلـي هنري) 1H = 1000mH او الميكرو
1H = 1000 000uH
1H = 1000 000uH
تعرف على انواع الملفات الكهربائية:
من حيث القلب:
ملفات ذات قلب هوائي:
هو عبارة عن ملف مكون فقط من سلك معزول و ملفوف عددا من اللفات يستعمل في الدارات الالكترونية و حثه يكون صغير.
ملف ذو قلب حديدي:
اذا وضعنا قلبا من الحديد و قمنا بلف سلك حديدي حوله عددا من اللفات فاننا نحصل على ملف بقلب حديدي.
المجال المغناطيسي يتركز داخل وحول الملف ولا يشرد كثيرا خارجه، و بالتالي يزيد من حث الملف.
و تستعمل هذه الملفات في دوائر تقويم التيار المتناوب.
لكن العيب الوحيد لهذه الملفات هو تكون تيارات اعصارية داخل القلب الحديدي و انتشارها بشكل عشوائي مما يسبب ارتفاع درجة حرارة القلب المغناطيسي و فقد في الطاقة.
لذلك عمدو الى تقسيم القلب الحديدي الى شرائح حديدية معزولة في ما بينها لتقليل ظاهرة التيارات العشوائية
ملفات ذات قلب من مسحوق الحديد:
مكونة من مسحوق من الحديد ممزوج مع مواد عازلة و يضغط ليعطي قلب مغناطيسي ذو مقاومة كهربيـة عالية ،هذا النوع يملك كفائة عالية.
ملفات ذات قلب من مادة الفيريت:
مكونة من مادة الفيريت و يستخدم السيراميك لتحضير مادة الفيرايت وهي مواد خزفية موصلة للتيار الكهربائي الضعيف و تعتبر كمادة ماصة لألشعة الرادارية
من حيث التردد:
ملفات التردد المنخفض:
تستخدم في تصفية التردد المنخفض اي تستخدم في الترددات الصوتيةالمتراوحة بين 20 هرتز و 20 كيلو هرتز و هي ملفات ذات قلب حديدي.
ملفات التردد المتوسط:
تستخدم في الترددات المتوسطة كتلك المستعمل في الراديو AM و هي ملفات ذات قلب من مسحوق الحديد او من مادة الفيريت.
رمز الملفات:
تفاعل الملف في دوائر التيار المستمر:
ادا سلطنا جهدا مستمرا على ملف فالتيار المار بهذا الملف لن يصل الى قيمته القصوى في اللحظة الأولى و ذلك بسبب الحث الداتي الذي يولد جهدا معاكسا يعارض مرور التيار في هذا الملف.
فعند توصيله بالتيار المستمر يبدأ التيار في الملف يزداد تدريجيا و كذلك عند فصل الجهد فان التيار يتناقص تدريجيا و لا ينزل مرة واحدة الى الصفر.
ادن نلاحظ شحن و تفريغ للملف يأخد وقتا معينا.
تجربة لفهم أكثر تأثير الملف على التيار:
لدينا في الشكل 1 دارة كهربائية مكونة من مصباحين و ملف و قاطع تيار و مولد جهد،
عندما نغلق قاطع التيار في الشكل 2 نلاحظ ان المصباح (أ) يشتعل مباشرة و المصباح (ب) يبقى منطفئ.
و بعد مرور بعض الوقت الشكل 3 يشتعل المصباح (ب)ايضا ، ادن هناك تأخر في اشتعال المصباح المركب على التوالي مع الملف أو نقول ان الملف أخر اشتعال المصباح (ب).
يحدث نفس الأمر عند فصل قاطع التيار، فالمصباح (أ) ينطفئ مباشرة و المصباح (ب) يتأخر قليلا في الانطفاء.
تفاعل الملف في دوائر التيار المتناوب:
عندما نتكلم عن التيار المتناوب ادن هناك تردد معين ( f ).
مثل المكثف ، من الممكن تحديد مقاومة الملف ( ملف مثالي):
ZL = 2πf⋅L او ZL=Lω مع ω=2πf
ZL: مقاومة الملف بالأوم
f : التردد المطبق على الملف بالهرتز (هرتز)
L : محاثة الملف بالهنري
بتطبيق قانون أوم : U = Z⋅I
U : التوتر في طرفي الملف
Z : مقاومة الملف
I : التيار المار في الملف
ادا كان التردد يساوي صفر ادن التوتر يساوي صفر و هو حال التوتر المستمر.
si f = 0 , U = Z⋅I = 2πf⋅L⋅I = 0
اما ادا كانت قيمة التردد الى ما لانهاية ادن التوتر يصبخ كبيرا في حدود المولد.
سنقول أن الملف لديه سلوك تمرير ترددات عالية
احد الاستعمالات :
تستعمل الملفات في محولات التوتر:
المحول يسمح بتعديل قيم التوتر وقيمة التيار الذي يتم تسليمه بواسطة مصدر للطاقة الكهربائية ،الى نظام توتر وتيار بقيم مختلفة ، ولكن بنفس التردد ونفس الشكل.