الاقتران الحثي

في الهندسة الكهربائية ، يُقال إن موصلين متصلان حثيًا أو مغناطيسيًا ^{[ 1 ]} عندما يكونان مُهيئين بطريقة تُؤدي فيها تغيرات التيار المار في أحدهما إلى توليد فرق جهد بين طرفي السلك الآخر بفعل الحث الكهرومغناطيسي . يُولّد تغير التيار المار في السلك الأول مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا حوله وفقًا لقانون أمبير . ويُولد هذا المجال المغناطيسي المتغير قوة دافعة كهربائية (EMF) في السلك الثاني وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي . ويُقاس مقدار الاقتران الحثي بين موصلين بمعامل الحث المتبادل بينهما . ^{[ 2 ]}

يمكن زيادة الاقتران بين سلكين بلفّهما على شكل ملفات ووضعهما متقاربين على محور مشترك، بحيث يمر المجال المغناطيسي لأحد الملفين عبر الآخر. كما يمكن زيادة الاقتران باستخدام قلب مغناطيسي مصنوع من مادة مغناطيسية حديدية كالحديد أو الفريت في الملفات، مما يزيد من التدفق المغناطيسي. قد يكون الملفان مدمجين في وحدة واحدة، كما في الملفين الابتدائي والثانوي للمحول ، أو قد يكونان منفصلين. قد يكون الاقتران مقصودًا أو غير مقصود. يمكن أن يتسبب الاقتران الحثي غير المقصود في انتقال الإشارات من دائرة إلى أخرى مجاورة، وهذا ما يُسمى بالتداخل الكهرومغناطيسي .

يتكون جهاز الإرسال والاستقبال المقترن حثيًا من شريحة إرسال واستقبال إلكترونية متصلة بملف كبير يعمل كهوائي . عند وضعه داخل المجال المغناطيسي المتذبذب لوحدة القراءة، يتم تزويد جهاز الإرسال والاستقبال بالطاقة عن طريق الاقتران الحثي في ​​هوائيه، وينقل البيانات عائدة إلى وحدة القراءة حثيًا.

يمكن أيضًا استخدام الاقتران المغناطيسي بين مغناطيسين لنقل الطاقة ميكانيكيًا دون تلامس، كما هو الحال في التروس المغناطيسية . ^{[ 3 ]}

يُستخدم الاقتران الحثي على نطاق واسع في مجال التكنولوجيا الكهربائية؛ ومن الأمثلة على ذلك:

• المحركات والمولدات الكهربائية
• منتجات الشحن الاستقرائي
• مواقد الحث وأنظمة التسخين بالحث
• أنظمة الاتصال ذات الحلقة الاستقرائية
• أجهزة الكشف عن المعادن
• محولات
• نقل الطاقة لاسلكيًا
• الاختبار:
  • تحديد الهوية باستخدام الترددات الراديوية
  • وجود الجهد الكهربائي

• استخدامات الاقتران الحثي
• 
  يقوم محول الطاقة بنقل الطاقة من ملف إلى آخر عن طريق الاقتران الحثي.
• 
  محول الهوائي يربط هوائي محطة راديو AM بجهاز الإرسال عن طريق الحث
• 
  مقياس التيار الكهربائي ذو المشبك يقيس التيار عن طريق الاقتران الحثي
• 
  يُظهر الرسم التوضيحي لمحول الطاقة ملفات مقترنة حثيًا
• 
  يسمح مقياس التغير في التردد من الراديو بتغيير الاقتران الحثي
• 
  يقوم ملف الإشعال في الشاحنة بإنتاج جهد عالي لشمعة الإشعال عن طريق الاقتران الحثي.
• 
  شاحن حثي يشحن الهاتف المحمول لاسلكيًا
• 
  مدفع كهرومغناطيسي نموذجي يُسرّع قذيفة عن طريق الاقتران الحثي
• 
  يقوم فرن الحث بتسخين السيليكون بواسطة التيارات الدوامية.
• 
  موقد الحث يغلي الماء عن طريق الاقتران الحثي مع المقلاة

قد يُشكل الحث منخفض التردد شكلاً خطيراً من أشكال الاقتران الحثي عند حدوثه عن غير قصد. على سبيل المثال، إذا تم تركيب خط أنابيب معدني طويل على طول مسار موازٍ لخط كهرباء عالي الجهد، فقد يُولد خط الكهرباء تياراً كهربائياً في الأنبوب. ولأن الأنبوب موصل، ومعزول عن الأرض بغلاف واقٍ، فإنه يعمل كملف ثانوي لمحول كهربائي طويل، يكون ملفه الابتدائي هو خط الكهرباء. وبالتالي، تُشكل الفولتية المُستحثة في الأنبوب خطراً على الأشخاص الذين يُشغلون الصمامات أو يلمسون الأجزاء المعدنية من خط الأنابيب.

قد يكون من الضروري تقليل المجالات المغناطيسية منخفضة التردد عند التعامل مع الأجهزة الإلكترونية، حيث قد تلتقط الدوائر الحساسة القريبة من جهاز مزود بمحول طاقة تردد التيار الكهربائي الرئيسي . تُعد الأسلاك المجدولة (كما في كابلات الشبكات ) وسيلة فعالة لتقليل التداخل، إذ تتلاشى الإشارات المُستحثة في اللفات المتتالية. كما يُعد التدريع المغناطيسي وسيلة فعالة لتقليل الاقتران الحثي غير المرغوب فيه، مع أن إبعاد مصدر المجال المغناطيسي عن الأجهزة الإلكترونية الحساسة هو الحل الأبسط إن أمكن. ^{[ 4 ]}

على الرغم من أن التيارات المستحثة قد تكون ضارة، إلا أنها قد تكون مفيدة أيضاً. يستخدم مهندسو خطوط توزيع الكهرباء تقنية الاقتران الحثي لتوفير الطاقة للكاميرات المثبتة على الأبراج وفي المحطات الفرعية، مما يسمح بمراقبة المنشآت عن بُعد. وبفضل هذه التقنية، يمكنهم المراقبة من أي مكان دون الحاجة إلى القلق بشأن تغيير بطاريات الكاميرات أو صيانة الألواح الشمسية.