مختبر الحث الذاتي والمحثات وتجربة وميض النيون والشرارة الكهربائية

التيار I(t) الجهد الحثي emf(t)

عناصر الدائرة الكهربائية والمحث

موضع القلب الحديدي المطاوع 100% (داخل الملف)

عدد لفات الملف (N) 600 لفة

جهد البطارية (V_bat) 6.0 V

مقاومة الدائرة (R) 4.0 Ω

معامل الحث الذاتي (L)

1.80 H

ثابت الزمن (τ = L/R)

0.45 s

تيار الدائرة الحالي (I)

1.50 A

الجهد الحثي (emf_L)

0.0 V

المشاهدات الفيزيائية الحاسمة:

1. لحظة غلق المفتاح: ينمو التيار تدريجياً ببطء بسبب تولد قوة دافعة حثية عكسية (Back EMF) تعاكس البطارية، فلا يضيء مصباح النيون لأن جهد البطارية (6V) لا يكفي إشعاله (يحتاج 80V+).

2. لحظة فتح المفتاح (الوميض والشرارة): يتلاشى التيار في زمن بالغ الصغر ($\Delta t \to 0$)، فيتولد في الملف جهد حثي طردي هائل (يتجاوز 120V!) يشعل مصباح النيون بوميض ساطع ويحدث شرارة بين طرفي المفتاح!

سؤال تحصيلي متكرر:

سبب حدوث شرارة كهربائية ووميض مصباح النيون لحظة فتح الدائرة التي تحتوي على محث كبير هو: