لوگوی فیزیکال می — معلم فیزیک حسن باقری

القاگرها — ذخیره‌سازِ انرژی در میدانِ مغناطیسی 🌀

یه واقعیت 🩺: تو دفیبریلاتورِ پیشرفته، یه القاگر هست که شکلِ موجِ شُک رو بهینه می‌کنه — به‌جای موجِ صفِ تیز که قلب رو آسیب می‌زنه، یه موجِ نرمِ دوقطبیِ مفید می‌سازه. این بخش، رازِ القاگر رو فاش می‌کنه.

القاگر چیست؟ 📐

القاگر = یه سیم‌پیچ که در برابرِ تغییرِ جریان مقاومت نشون می‌ده. وقتی جریان تغییر می‌کنه، در سیم‌پیچ emf القایی ایجاد می‌شه که با تغییر مخالفت می‌کنه (قانون لنز).

ضریبِ خودالقا (یا اندوکتانس) $L$:

$$\varepsilon_{\text{self-ind}} = -L \, \frac{\Delta I}{\Delta t}$$

انرژی ذخیره در القاگر ⚡

وقتی جریان از القاگر عبور می‌کنه، در میدانِ مغناطیسیِ اطرافش انرژی ذخیره می‌شه:

$$U_L = \frac{1}{2} L \, I^2$$

این شبیهِ فرمولِ خازنه ($U_C = \frac{1}{2} C V^2$) — ولی القاگر، جریان رو ذخیره می‌کنه (یعنی انرژی در میدانِ مغناطیسی)، خازن، بار (انرژی در میدانِ الکتریکی).

مقادیرِ معمولِ القا 📌

قطعه/کاربرد $L$
القاگرِ فیلتر در گوشی $\sim 1\,\mu\text{H}$
القاگرِ منبعِ تغذیه $\sim 100\,\mu\text{H}$ تا $\text{mH}$
القاگرِ دفیبریلاتور $\sim 10\,\text{mH}$
سیم‌پیچ MRI $\sim 1-10\,\text{H}$
رِله‌ی الکترومغناطیسی $\sim 0.1\,\text{H}$

ویجتِ تعاملی 🎮

محاسبه‌ی پایتون — دفیبریلاتور بایفازی 🐍

# دفیبریلاتور بایفازی (biphasic):
# مدار RLC: خازن + القاگر + بدن (مقاومت)

import math

# پارامترهای استاندارد
C = 100e-6      # 100 µF خازن
L = 10e-3       # 10 mH القاگر
R = 50          # 50 Ω مقاومت بدن (متوسط)
V0 = 2000       # 2 kV ولتاژ اولیه خازن

# انرژی اولیه در خازن
U_C0 = 0.5 * C * V0**2
print(f"انرژی اولیه: {U_C0:.0f} J")

# جریان پیک (تقریب RLC):
# اگه میرایی متوسط (under-damped):
omega_0 = 1 / math.sqrt(L * C)
alpha = R / (2 * L)
print(f"ω₀ = {omega_0:.0f} rad/s")
print(f"α = {alpha:.0f} 1/s")

# میرایی شدید (over-damped) برای جلوگیری از نوسان
# جریان پیک ≈ V0 / R (در مدار RC ساده)
I_peak = V0 / R
print(f"جریان پیک: {I_peak:.0f} A")

# انرژی ذخیره در القاگر در پیک جریان
U_L_peak = 0.5 * L * I_peak**2
print(f"انرژی پیک در القاگر: {U_L_peak:.0f} J")

# مدتِ پالس (تقریباً RC و RL)
tau_RC = R * C
tau_RL = L / R
print(f"τ_RC = {tau_RC*1000:.1f} ms")
print(f"τ_RL = {tau_RL*1000:.2f} ms")
# پالس بایفازی 5-10 ms - بهترین برای ضربان قلب

نکته‌ی پزشکی-زیستی 🩺

خودتو بسنج 📝

منابع و کاوشِ بیشتر 📚

مقالات و مرجع

ویدئو (یوتیوب)

ویدئو (آپارات — فارسی)

روی همین سایت 🔗

در آخرین بخشِ فصل، می‌ریم سراغ جریانی که از پریز خانه میاد — جریان متناوب (AC) 🔌.

💬 جواب بهتری داری؟ یا یه سؤال جدید؟

اگه به سؤالای بالا پاسخی داری که فکر می‌کنی روشن‌تر یا کامل‌تر از مال منه، یا یه سؤال جدید برای دانش‌آموزای دیگه داری — تو بخش نظرات پایین صفحه ارسال کن. هر پیامی رو می‌خونم، تأیید می‌کنم و منتشر می‌شه. این‌جوری همه از تجربه‌ی همدیگه استفاده می‌کنیم. 🌱

برچسب خورده, , , ,

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *