هنري
وحدة مشتقة في النظام الدولي · المقدار: المحاثة
01 · التعريف
الهنري هو محاثة دارة يحثّ فيها تيارٌ يتغير بمعدل أمبير واحد في الثانية جهدًا مقداره فولت واحد. وتعريف مكافئ: المحاثة التي يُنشئ عندها تيار أمبير واحد تدفقًا متشابكًا مقداره ويبر واحد.
المحاثة هي عطالة التيار. وكما تقاوم الكتلة تغيّر السرعة، تقاوم المحاثة تغيّر التيار: لا يمكن إطلاقه دفعةً واحدة ولا إيقافه. ومن هنا الشرارة في المفتاح — عند القطع يستمر التيار لحظة عبر الهواء.
اقطع دارةً فيها ملف — وسيحاول التيار أن يستمر عبر الهواء: فيقفز قوس عند الملامسات. ولهذا يجلس إلى جانب كل مُرحِّل وكل محرّك ثنائيُّ عبور حر: يترك التيار ينغلق على نفسه ويخمد بلا شرارة.
بمضاعفة عدد اللفات تنال محاثة أربعة أضعاف: اللفات تُنشئ التدفق وتتشابك معه في آن. ونواة من الفرّيت أو الفولاذ تضيف عاملًا آخر بالآلاف، لكن حتى الإشباع فحسب — وبعده تعود المحاثة إلى قيمة ملف فارغ.
02 · التحويل
أدخل محاثة — وستفكّكها البطاقة إلى وحدات
القطع الحقيقية تعيش في الميكرو والملّي هنري. في نظام CGSM كان للمحاثة، كما للسعة في CGSE، بُعد الطول: وكان الأبهنري يُسمّى ببساطة سنتيمترًا. ومن هنا عادة المهندسين القديمة في الحديث عن ملف بالسنتيمترات — لا عن حجمه بل عن محاثته.
مع مكثّف تحدّد المحاثة تردد دارة الرنين — تلك الدارة نفسها التي ضبطت أجهزة الراديو على محطة طوال قرن. وما كان يُدار هو المكثّف: بناء سعة متغيّرة أيسر من بناء محاثة متغيّرة.
| الوحدة | الاسم | القيمة | أين يُصادَف |
|---|---|---|---|
| H | هنري، وحدة في النظام الدولي | 1 | هنري، وحدة في النظام الدولي |
| mH | ملّي هنري | 1000 | ملّي هنري |
| µH | ميكروهنري | 1000000 | ميكروهنري |
| nH | نانوهنري | 1000000000 | نانوهنري |
| pH | بيكوهنري | 1000000000000 | بيكوهنري |
| Wb/A | ويبر لكل أمبير — الشيء نفسه تمامًا | 1 | ويبر لكل أمبير — الشيء نفسه تمامًا |
| V·s/A | فولت-ثانية لكل أمبير | 1 | فولت-ثانية لكل أمبير |
| Ω·s | أوم-ثانية: الترميز العملي قبل إقرار الاسم | 1 | أوم-ثانية: الترميز العملي قبل إقرار الاسم |
| abH | أبهنري، CGSM: ويُسمى أيضًا سنتيمتر المحاثة | 1000000000 | أبهنري، CGSM: ويُسمى أيضًا سنتيمتر المحاثة |
| stH | ستاتهنري، CGSE | 0 | ستاتهنري، CGSE |
السطر الثاني تعريف عبر الويبر: الهنري ويبر لكل أمبير. والثالث الطاقة المخزونة في حقل الملف.
03 · رتب المقادير
من مسار اللوحة إلى مخزن الطاقةملّي هنري: ملفات المُرحِّلات، محوّلات الاقتران
04 · أجهزة القياس
بمَ تُقاس المحاثة
يطبّق موجة جيبية ويفصل بفرق الطور الجزء التفاعلي من المعاوقة عن الجزء الفعّال. والنتيجة تتوقف على التردد وعلى تيار الانحياز: ملف بالفرّيت يُقاس عند كيلوهرتز غير ما يُقاس عند ميغاهرتز، لذا يُذكر الوضع مع القيمة.
يوازن محاثة مجهولة أمام مكثّف قياسي ومقاومات: فلا يُقارَن الملف بملف آخر بل بسعة، وهي أيسر صنعًا بدقة. الطريقة المخبرية الكلاسيكية، بارتياب من أجزاء المئة من المئة.
يُوصَل الملف بمكثّف معلوم ويُبحَث عن التردد الذي ترنّ عنده الدارة. وتنتج المحاثة من صيغة طومسون — أيسر الطرق منالًا، لا يلزمها إلا مولّد وراسم ذبذبات، وهي الوحيدة العملية للنانوهنري.
ملف أحادي الطبقة على أسطوانة من الكوارتز المصهور، أبعادها مقيسة إلى الميكرومتر: تُحسَب محاثته من الهندسة والثابت المغناطيسي دون أن تُقاس البتة. وهكذا بالضبط كانت الوحدة مثبتة قبل الانتقال إلى المعايير الكمومية.
05 · قواعد الكتابة
H كبيرة — لا «هنريات»
الحرف H الكبير يدل على الوحدة، والحرف h الصغير على الساعة الخارجة عن النظام الدولي. ويُكتب الاسم في النص الجاري بحرف صغير وإن جاء من اسم عائلة. وH إلى جانب L مائلة في معادلة واحدة لا يلتبس: المقدار يُركَّب مائلًا والوحدة قائمة.
رمز المقدار هو L مائلة، ورمز الوحدة H قائمة؛ والرمز الروسي Гн. الحرف H الكبير مشغول في المعادلات بشدة الحقل المغناطيسي، لذا يفرّق بينهما في السطر الواحد شكلُ الخط: المقدار يميل، والوحدة تقف مستقيمة.
06 · الوحدات المجاورة
الهنري هو الوجه الآخر للفاراد: مقدار يقاوم تغيّر التيار وآخر يقاوم تغيّر الجهد. ومعًا يحددان تردد الدارة؛ ومنفردين يُنعِّمان التموّج — الملف في طريق التيار، والمكثّف عرضًا.
تُرمَز المحاثة المتبادلة لملفّين بـ M وتُقاس بالهنري نفسه. وفي المحوّل تكون أصغر من جداء المحاثتين الذاتيتين: والفرق هو بالضبط ذلك الجزء من التدفق الذي فات الملف الثاني.
تدفق لكل أمبير واحد
محاثة
المقدار القرين للدارة
من بطاقات Simetrium تجاور الهنري ويبر و أمبير من التعريف، فاراد بوصفه المقدار المقترن بالدارة، أوم من ثابت الزمن و هرتز، وفيه يُعبَّر عن تردد الرنين.
الهنري يغلق العائلة المغناطيسية: ويبر مقسوم على أمبير. مع الأوم يعطي ثوانيَ، ومع الفاراد تردد رنين. والمحاثة والسعة متقابلتان كالمرآة: إحداهما تقاوم تغيّر التيار والأخرى تغيّر الجهد.
07 · القسم التاريخي
اكتشاف نُشر ثانيًا
لفّ جوزيف هنري قوسًا من حديد بسلك معزول — وكان يصنع العازل من شرائط حرير اشتُريت من ثوب زوجته — فحصل على مغناطيس يحمل طنًا. وصار معلّم المدرسة من ألباني أول أمين لمؤسسة سميثسونيان.
في عام 1832 لاحظ جوزيف هنري شرارةً عند قطع دارة فيها مغناطيس كهربائي، وأدرك أن الملف يحثّ في نفسه جهدًا. وقد وصف الظاهرة في دفتر المختبر قبل فارادي لكنه نشرها بعده — فبقيت أسبقية الحث للإنجليزي.
أعطى المؤتمر الدولي للكهربائيين في شيكاغو وحدةَ المحاثة اسم هنري — مع عدة وحدات عملية أخرى. وكان قد مات قبل ذلك بخمسة عشر عامًا، فذهب الاسم إلى الرجل الذي خسر سباق الأسبقية لا احترام زملائه.
أول اسم لوحدة المحاثة كان الربع: عشرة ملايين متر، ربع خط الطول الأرضي. واستُبدل به الهنري في المؤتمر نفسه الذي أقرّ الأوم والفولت.
أدخل المؤتمر العام التاسع الهنري في نظام الوحدات العملية مع الويبر والتسلا. أما سنتيمتر المحاثة من نظام CGSM، المساوي لنانوهنري، فقد بقي في المراجع عقدين آخرين.
وحدة تُحسَب ولا تُقاس
حتى عام 2019 كان الهنري يُحقَّق بالحساب. كان الثابت المغناطيسي مُثبتًا بالضبط، أربعة باي في عشرة أُس سالب سبعة هنري لكل متر، وكانت محاثة ملف أحادي الطبقة تنتج من هندسته وحدها. ومنذ إعادة التعريف صار الثابت يُقاس، وصار المعيار يقوم بدلًا من ذلك على أثر هول الكمومي.
الثابت المغناطيسي µ₀ = 1.256 637·10⁻⁶ H/m هو هنري لكل متر: محاثة الفضاء الخالي. وحتى 2019 كان العدد الدقيق 4π·10⁻⁷؛ أما اليوم فيُقاس، ولا تزال أرقامه الأخيرة تُدقَّق.
الدليل · وحدات القياس
بطاقة لكل مقدار
سبع وحدات أساسية في النظام الدولي، واثنتان وعشرون وحدة مشتقة لها أسماء خاصة، ووحدات خارج النظام لا تستغني عنها التقنية ولا الحياة اليومية. لكل وحدة ورقتها: التعريف، التحويل، الأجهزة، قواعد الكتابة. بـ 36 لغة.
وحدات دولية مشتقة لها أسماء خاصة
بطاقة الهنري مفتوحةالوحدات الأساسية في النظام الدولي
باللون الطيني — الوحدات الأربع التي يتركب منها الهنريالمحاثة في ترميزات أخرى
لغة البطاقة
36 لغة. الرمز H عالمي، أما كتابة القيمة في المخطط فتختلف: 100µ و100uH و0.1mH تعني الشيء نفسه، وفي الترجمة تُعيدها البطاقة إلى صورة واحدة.