من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf ، حيث تعد القوة الدافعة الكهربائية الحثية هي معدل التغير في التدفق المغناطيسي بالنسبة للزمن، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن القوة الدافعة الكهربائية الحثية، كما وسنوضح أهم التطبيقات العملية على هذه الظاهرة الفيزيائية.

ما هي القوة الدافعة الكهربائية الحثية

إن القوة الدافعة الكهربائية الحثية تعتمد على الحث الكهرومغناطيسي (بالإنجليزية: Electromagnetic Induction)، وإن الحث الكهرومغناطيسي هو إنتاج قوة دافعة كهربائية عبر موصل كهربائي في مجال مغناطيسي متغير، ولقد تم إكتشاف الحث الكهرومغناطيسي لأول مرة في ثلاثينيات القرن التاسع عشر بواسطة العالم مايكل فاراداي، حيث لاحظ فاراداي أنه عند تحريك مغناطيس دائم داخل وخارج ملف أو حلقة واحدة من الموصلات الكهربائية أو الأسلاك، فإنه يتسبب في إنتاج قوة دافعة كهربائية أو emf، وبعبارة أخرى ينتج جهد كهربائي وبالتالي يتم توليد تيار داخل هذه الموصلات، وكلما كانت حركة المجال المغناطيسي أسرع، كلما زادت emf أو القوة الدافعة الكهربائية المستحثة أو الجهد في الملف، ولذلك لكي يتم إثبات قانون فاراداي، يجب أن تكون هناك حركة نسبية، أو حركة بين الملف والمجال المغناطيسي، ويمكن أن يتحرك المجال المغناطيسي فقط أو الملف فقط أو كلاهما معاً.

وفي الواقع هناك علاقة بين الجهد الكهربائي والمجال المغناطيسي المتغير الذي ينص عليه قانون مايكل فاراداي الشهير للحث الكهرومغناطيسي، حيث ينص القانون على أنه يتولد جهداً مستحثاً في دائرة عندما توجد حركة نسبية بين موصل كهربائي ومغناطيسي، وأن مقدار هذا الجهد يتناسب مع معدل تغير التدفق المغناطيسي.[1]

شاهد ايضاً: إذا كان السلك موازياً للمجال المغناطيسي فإن القوة تكون

من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf

في ما يلي قائمة بأهم التطبيقات العملية على القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf، وهي كالأتي:[2]

  • الميكروفون (بالإنجليزية: Microphone): حيث يعتمد مبدأ عمل الميكروفون على القوة الدافعة الكهربائية الحثية، وذلك من خلال تحويل الصوت إلى طاقة كهربائية، ثم تنتقل هذه الطاقة عبر أسلاك أو خلال موجات راديو إلى مستقبل يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية إلى صوت مرة أخرى.
  • المولد الكهربائي (بالإنجليزية: Generator): حيث يعمل المولد الكهربائي على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي والذي هو الأساس في توليد التيار الحثي من القوة الدافعة الكهربائية الحثية، وإن المولد عبارة عن جهاز ميكانيكي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية بوجود مجال مغناطيسي.
  • المحولات (بالإنجليزية: Transformers): حيث تعمل المحولات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي وذلك من خلال رفع أو خفض القوة الدافعة الكهربائية المترددة الناتجة عن مصدر جهد كهربائي.
  • مكبر الصوت (بالإنجليزية: Speaker): حيث إن مكبرات الصوت تعتمد على القوة الدافعة الكهربائية الحثية أو على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي، حيث تقوم مكبرات الصوت بتحويل الصوت إلى تيار كهربائي ثم تقوم بتضخيم هذه التيار، وبعدها تعيد تحويل التيار الكهربائي إلى صوت مرة أخرى ولكن بشكل مكبر عن الصوت الأصل.

شاهد ايضاً: التيار الكهربائي الناتج عن تغير المجالات المغناطيسية

قانون القوة الدافعة الكهربائية الحثية

يمكن حساب القوة الدافعة الكهربائية الحثية من خلال ضرب سرعة حركة الموصل الكهربائي في قيمة المجال المغناطيسي في طول الموصل الذي يمر فيه المجال المغناطيسي في مقدار جيب الزاوية بين متجه السرعة ومتجه المجال المغناطيسي، ويمكن كتابة هذا القانون رياضياً على النحو الأتي:

ق = ع × غ × ل × جاΘ

حيث إن:

  • ق ← القوة الدافعة الكهربائية الحثية.
  • ع ← سرعة حركة الموصل الكهربائي.
  • غ ← قيمة المجال المغناطيسي.
  • ل ← طول الموصل الذي يمر فيه المجال المغناطيسي.
  • جا∅ ← مقدار جيب الزاوية بين متجه السرعة ومتجه المجال المغناطيسي.

وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أن هناك الكثير من تطبيقات القوة الدافعة الكهربائية الحثية emf، كما ووضحنا بالتفصيل ما هي القوة الدافعة الكهربائية الحثية، وما هو الحث الكهرومغناطيسي، وذكرنا القانون الرياضي المستخدم في حساب القوة الدافعة الكهربائية الحثية.

المراجع

  1. ^electronics-tutorials.ws , Electromagnetic Induction , 11/2/2021
  2. ^phys.libretexts.org , Applications of Electromagnetic Induction , 11/2/2021

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *