قبل قراءة هذا الموضوع يفضل مراجعة موضوع مدخل إلى الملفات
لمناقشة سلوك الملف في دوائر التيار المستمر نناقش المثال التالي :
لدينا في الدارة الجانبية منبع جهد مستمر (بطارية) وملف ومفتاح كهربائي , وسوف نناقش سلوك الملف في هذه الدارة في لحظة وصل وفصل المفتاح S1 .
يظر الرسم البياني رقم (1) لحظات إغلاق وفتح الدارة الكهربائية ويظهر الرسم رقم (2) سلوك التيار المار في الملف أما الرسم البياني (3) يظهر الجهد على هذا الملف.
- ● في بداية التجربة تكون الدارة مفتوحة والتيار المار في الدارة صفر
- ● في اللحظة الزمنية t=0 لحظة إغلاق القاطعة (Switch closed) البطارية تطلق تيارا خلال الملف وعندها يبدأ الملف بممارسة دوره في الدارة والذي تعرفنا عليه في موضوع سابق أي أن الملف سوف يقاوم التغير المفاجئ في هذا التيار القادم من البطارية ويزداد التيار بشكل تدريجي كما يوضح الرسم البياني (2) .ويظهر في الرسم البياني (3) الجهد على الملف في لحظة إغلاق الدارة والذي يظهر بشكل لحظي ومؤقت في فترة تزايد التيار فقط من الصفر حتى القيمة النهائية ثم يعود ليثبت على الصفر عندما يصبح التيار المار في الملف ثابت القيمة .
- ● بعد فترة زمنية تقدر بـ 5τ من لحظة إغلاق القاطع يصبح مرور التيار كامل في الملف ويستقر عند القيمة العظمى له .
- ● بعد ذلك وعند لحظة فتح الدارة (Switch Open) يتناقص التيار المار في الملف بشكل تدريجي حتى يصل إلى الصفر وفي هذه اللحظات يظهر على الملف جهد على شكل (Spike) يوضحة الرسم البياني (3) .
بتأمل الرسم البياني (3) نلاحظ بشكل واضح أن الجهد على الملف ينشأ فقط في لحظة تغير التيار صعودا أو نزولا أما عند ثبات التيار المار في الدارة فإن الجهد يثبت على الصفر ويتصرف الملف كأنه سلك عادي في الدارة .
كما نلاحظ من الرسم البياني ذاته أن الجهد على الملف يكون عكس التيار أي عندما يكون التيار في حالة تزايد يكون الجهد سالبا على الملف وعندما يكون التيار في الملف في حالة تناقص يكون الجهد موجبا على الملف وهذا يفسر لنا اشارة السالب في قانون الجهد على الملف .
ملاحظات على التجربة السابقة :
إن الـ (Spike) الذي يظهر في الدارة السابقة يمكن أي يصل إلى مئات أو ألاف الفولتات ويصل أحيانا إلى 25 ألف فولت في التلفزيونات القديمة
وهذه الشرارة يمكن ان يستفاد منها في بعض التطبيقات مثل توليد شرارة لإشعال الوقود في السيارة أو في شاشات التلفزيون والكمبيوتر القديمة أو في أجهزة الصعق لدى الشرطة ومن الجدير ذكره أيضا أن هذا الجهد العالي جدا ذو تيار صفري ولذلك فإنه لا يضر بالإنسان عند التعامل معه ويمكن أن نشعر فقط بوخز بسيط .
نطلق على الجهدالذي يظهر في الرسم البياني (3) الجهد المستحث .
ما هو مقدار الجهد المستحث في حالة تغير قيمة التيار في دائرة تحوي ملف ؟
لمعرفة الإجابة نناقش هذه المسأله البسيطة :
يمر تيار ثابت قدره 4 أمبير في ملف قيمة الحث الذاتي له L=0,5 H فما مقدار الجهد المستحث إذا علمت أن المفتاح تم فتحه لمدة 0,05 ثانية حتى اضمحل التيار إلى الصفر .
الحل :
تظهر هذه الـ 200 فولت بشكل لحظي وفقط في لحظة فتح المفتاح وهذه الشرارة المتولدة يمكن أن تستثمر في تطبيق معين .