مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 3مقاومت با جریان I : انرژی تلف شده است. الزم است رفتار مقاومت و القاگر را به لحاظ انرژی اشتباه نگیرید (شکل .)31ــ3 هنگام عبورI جریان از I مقاومت، انرژی وارد آن می‌شود، جریان چه پایا باشد و چه تغییر کند، این انرژی در مقاومتa R b به b انرژی L گرمایی تبدیل a می‌شود؛ در حالی که در یک القاگر آرمانی (با مقاومت صفر) تنها وقتی انرژیالقاگر با جریان I : انرژی ذخیره شده است. وارد القاگر می‌شود که جریان در آن افزایش یابد. این انرژی تلف نمی‌شود؛ بلکه در میدان مغناطیسیI القاگر ذخیره شده و هنگام کاهش جریان، آزاد می‌شود. هنگام عبور جریان پایا از یک القاگر آرمانیa L b a(سیم پیچ بدون مقاومت)، انرژی به آن وارد یا از آن خارج نمی‌شود.شکل 31ــ3 مقاومت قطعه ای است که در آنانرژی به طور غیرقابل برگشت تلف می‌شود.برخالف آن، انرژی ذخیره شده در القاگر حامل جریانرا می‌توان هنگام کاهش جریان، بازیافت.مثال ـ3 7متخصصان صنعت برق، عالقه مندند راه های مؤثری را برای ذخیره انرژی الکتریکی تولیدی در ساعت های کم مصرف (کم باری)بیابند تا با استفاده از آن، نیاز مشترکان را در ساعت های پرمصرف (اوج بار) تأمین کنند. یک ٔ ایده فرضی، استفاده از یک القاگربزرگ است. ضریب القاوری این القاگر چقدر باشد تا بتواند 1/0kWh انرژی الکتریکی را در ٔ پیچه حامل جریان 200A ذخیره کند؟پاسخ: مقدار انرژی ذخیره ٔ شده مورد نیاز U = 1/0kWh و جریان I = 200A داده شده است. از ٔ معادله ــ3 8 ضریبالقاوری را به دست می‌آوریم:J 6 10 * 3/6 = W U = 1/0 kWh = (1/0*10 3)(3600s)H 2 10 × 8 / 1 = J(6 10 × 6 / 3) 2 = U 2 = L ⇒ 2 LI 1 = U2 A(200) 2 I 2ضریب القاوری به دست آمده، بسیار بیشتر از ضریب القاوری یک القاگر معمولی (در حد میلی هانری) است که در آزمایشگاه ازآن استفاده می‌کنیم. افزون بر این همان طور که در فصل 2 دیدیم سیم های معمولی که بتوانند جریان 200A را از خود عبور دهند بایدقطر بسیار بزرگی داشته باشند. ٔ اندازه یک القاگر 180H که از سیم های معمولی ساخته شده باشد و بتواند چنین جریانی را تحمل کندباید خیلی بزرگ (به ٔ اندازه یک اتاق بزرگ) باشد. با توجه به ف ّ ن اوری های موجود، این ایده غیرعملی است و توجیه اقتصادی ندارد.فنّاوری و کاربرد: انرژی الزم برای جرقه زدن شمع خودروانرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی نقش مؤثری در دستگاه های احتراق خودروهایبا موتور بنزینی دارد. ٔ پیچه اولیه با حدود 250 دور به باتری خودرو بسته شده است ومیدان مغناطیسی قوی ای تولید می‌کند. این پیچه، درون یک ٔ پیچه ثانویه با 2500 دور سیمخیلی نازک قرار گرفته است. برای جرقه زدن شمع، جریان در ٔ پیچه اولیه قطع می‌شود ومیدان مغناطیسی به سرعت به صفر می‌رسد و نیروی ٔ محرکه الکتریکی ده ها هزار ولتی درٔ پیچه ثانویه القا می‌کند. درنتیجه انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی همراه با جریانیلحظه ای از ٔ پیچه ثانویه به طرف شمع می‌رود و جرقه ای تولید می‌کند که سبب احتراق انرژی الزم برای جرقه زدن شمع خودرو، ازمخلوط سوخت و هوا در سیلندرهای موتور می‌شود (شکل روبه رو). انرژی احتراق ذخیره تأمین می‌شده در شود. میدان مغناطیسی پیچۀ96