ملف المرحل وديود التدوير الحر
الملف يستمر بعد الفصل
يستخدم المرحل ملفًا مغناطيسيًا لتحريك ملامسات المفتاح. يقدم ديود التدوير الحر مسارًا لتيار الملف بعد فتح مفتاح القيادة. شاهد الطاقة المغناطيسية تتناقص بدل أن تختفي فورًا.
طاولة التجارب
غيّر إعدادات الدائرة وتوقّع القراءات ثم تحقق من التحدي. هذه نماذج تعليمية، وتوضح كل تجربة افتراضاتها.
سجّل الدخول لحفظ تقدمك. يبقى تقدم الضيف على هذا الجهاز.
لماذا تعمل
ملف مستقر نمثله بمقاومة R ومحاثة L. يختار التحرير عينة من الاضمحلال عبر ديود مثالي 0.7 V موجود دائمًا، وتبقى تغذية المختبر عاملة. لا نحاكي جهدًا بلا حماية أو حركة ملامسات أو ارتدادًا أو زمن تحرير حقيقيًا.
Vs تغذية الملف وR مقاومة اللف وL المحاثة وI التيار وt الزمن بعد فتح المفتاح. Vsw جهد عقدة المفتاح بالنسبة إلى 0 V؛ D علامة الديود. mH جزء من ألف من الهنري، وms جزء من ألف من الثانية، وµJ جزء من مليون من الجول، وحدة الطاقة. قبل التحرير I0 = Vs/R. تستخدم المعادلة exp للاضمحلال الأسي وmax لمنع تيار سالب. ما دام التيار يجري يكون Vsw = Vs + 0.7 V؛ وعند الصفر Vsw = Vs.
الصعوبة
ابنِ · ابنِ الدائرة
شغّل عند تغذية 5 V ومقاومة لف 100 Ω ومحاثة 100 mH. أبقِ الملف منشطًا: اقرأ 50 mA و125 µJ.
تحتاج إلى تلميح؟
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH → I = 50 mA; E = 125 µJ
استكشف · استكشف الحد
عند 5 V و100 Ω و100 mH نفسها، حرر الملف واختر عينة بعد 1 ms من الفصل. اقرأ نحو 13.969 mA وجهد عقدة مفتاح 5.7 V.
تحتاج إلى تلميح؟
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → I ≈ 13.969 mA; Vsw = 5.7 V
حلّ بنفسك · حل التحدي
أبقِ 5 V و100 Ω و100 mH؛ اختر الملف المحرر بعد 3 ms. أوصل التيار والطاقة المخزنة إلى الصفر.
تحتاج إلى تلميح؟
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 3 ms → I = 0 mA; E = 0 µJ
قراءات إضافية ووصفات الدوائر
الملف يستمر بعد الفصل
يفتح مفتاح القيادة، لكن التيار لا يتوقف فورًا. يعطي المجال المغناطيسي طاقته ويدفع التيار في حلقة جديدة: لف الملف والديود. يمنع اتجاه الديود تيار التغذية العادية، ويسمح بالتيار أثناء هذا الاضمحلال.
I0 = Vs/R; I(t) = max((I0 + 0.7/R) × exp(−Rt/L) − 0.7/R, 0); E = ½LI²
تتبدد الطاقة الابتدائية E = ½LI² في اللف والديود. يضيف هبوط الديود الثابت جهدًا يعارض التيار. يوقف النموذج الاضمحلال عندما يصل التيار إلى الصفر.
قاعدة مفيدة
عند 5 V و100 Ω و100 mH يصل التيار إلى الصفر بعد نحو 2.097 ms. هبوط الديود الثابت 0.7 V يجعله يصل في زمن محدود؛ أما منحنى أسي خالص فيقترب من الصفر بلا نهاية.
خارج النموذج
يحد مسار التدوير منخفض الجهد إجهاد الجهد، لكنه يبقي التيار يدور. قد تتحرر الملامسات الحقيقية لاحقًا مقارنة بتقييد جهد أعلى؛ لا يتنبأ النموذج الكهربائي بزمنها.
خطأ مفيد تجنبه
يبدأ التحرير بملف بلغ الاستقرار سابقًا، لا بملف شُغّل مدة قصيرة فقط. التيار المحسوب صفرًا ليس قياسًا للحظة حركة الملامسات الحقيقية.
تتضاعف المحاثة فقط، وتبقى التغذية والمقاومة ووقت العينة 1 ms ثابتة. التيار المتبقي…
- أكبر
- دون تغيير
- يصير صفرًا فورًا
اقرأ المزيد
يبقى التيار الابتدائي Vs/R نفسه، لكن المحاثة الأكبر تبطئ الاضمحلال، فيبقى تيار أكثر عند الزمن نفسه.
ابنِ الدائرة
استخدم 5 V و100 Ω و100 mH مع ملف منشط. يخزن تيار مستقر 50 mA طاقة 125 µJ، والمفتاح المثالي المغلق عند 0 V.
I = 50 mA; Vsw = 0 V; E = 125 µJ
استكشف الحد
أبقِ هذه القيم، حرر الملف واختر 1 ms. اقرأ نحو 13.969 mA و5.7 V عند العقدة وطاقة متبقية 9.757 µJ.
I ≈ 13.969 mA; Vsw = 5.7 V; E ≈ 9.757 µJ
غيّر متغيرًا واحدًا
عند 5 V و100 Ω قارن 100 mH مع 200 mH بعد 1 ms من التحرير. يبقى التيار الابتدائي نفسه، لكن المحاثة الأكبر تخزن طاقة أكثر وتحتفظ بتيار أكثر.