المحولات Transformers

02

رمزها في مخططات الدارات التمثيلية

تتألف المحولات بشكل رئيسي من ملفين ( بالإنجليزية coils أو windings ) ملفوفين حول نواة حديدية ( كما يوضح الشكل التالي )، ولا يوجد بينهما أي اتصال سلكي كهربائي، وإنما يرتبطان ببعضهما بواسطة الحقل المغناطيسي المتولد في النواة الحديدية، ويعتمد عمل المحولة على ظاهرة التحريض الكهرطيسي التي تنطوي على وجود تأثير متبادل بين الحقول المغناطيسية والحقول الكهربائية، فأحدهما يحرض على توليد الآخر ضمن شروط ومتطلبات تصميمية معينة.

مخطط المحولة

مخطط المحولة

تستخدم المحولة لتحويل قيمة التوتر الكهربائي من قيمة إلى أخرى وبأقل فقدان للاستطاعة، وهي تعمل فقط مع التيار المتناوب لأنها تتطلب في عملها تغيراً في الدفق المغناطيسي يتولد في النواة الحديدية كي يتولد التيار الكهربائي في الملف المتحرض ( حسب قوانين التحريض الكهرطيسي )، ويمكنها إما أن ترفع الجهد أو تخفضه كما سنرى لاحقاً.
www.4electron.com
يعمل التيار المتناوب المتدفق في الملف الأولي ( والمرتبط بتيار المدينة ) على توليد حقل مغناطيسي في النواة الحديدية ويصل في نفس الوقت إلى الملف الثانوي، ويؤدي تغير هذا الحقل إلى تولد توتر متغيّر في الملف الثانوي، فإذا كان الملف الثانوي مربوطاً مع حمل ما فسيعمل التوتر المتحرض في الملف الثاني على تدفق تيار كهربائي متحرض في الحمل، ومن الدقة تسمية هذا التوتر بالقوة المحركة الكهربائية e.m.f المتحرضة.
www.4electron.com
تطلى النواة الحديدية بطبقة تحول دون تشكل التيارات الإعصارية ( أو تيارات إيدي eddy currents ) فيها، وهي تيارات تظهر نتيجة الجهود الصغيرة الناتجة عن التأثير التحريضي للحقل المغناطيسي المتغير على النواة، وهي تيارات من شأنها أن تخفض من الاستطاعة المنقولة وترفع حرارة النواة الحديدية، وبطلاء النواة تنخفض قيم تلك التيارات إلى قيم مهملة، لأن الطلاء يزيد من المقاومة الكهربائية للنواة دون التأثير على الحقل المغناطيسي المتولد داخلها.
www.4electron.com
تتمتع المحولات بمميزتين أساسيتين على باقي الطرق المتبعة لتغيير قيم الجهود والتوترات:
1. تمنح الدارة عزلاً كهربائياً كاملاً بين الدخل والخرج، فهي آمنة حتى في حالات تحويل الجهود العالية في شبكات التغذية.
2. شبه انعدام لمفاقيد الاستطاعة الكهربائية فيها، وتصل كفاءة النقل فيها ( نسبة الخرج إلى الدخل ) إلى 95% أو أكثر.
www.4electron.com
أنواع المحولات:
www.4electron.com
1. محولات شبكة التغذية:
وهي أكثر الأنماط شيوعاً، وتصمم بهدف تخفيض توتر شبكة تغذية المدينة ( 230-240 فولط في الدول العربية و115-120 فولط في بلدان أخرى) إلى قيم منخفضة وآمنة.
يتألف الملف الأولي في هذه المحولات من ملفين منفصلين، فإما أن يوصلا على التسلسل لتحويل توتر قيمته 230 فولط، أو يوصلا على التفرع لتحويل توتر قيمته 115 فولط، وبذلك تتجاوز الشركات المصنعة اختلاف نظم شبكات التغذية بين البلدان.

03

أما الملف الثانوي فيتألف كذلك من ملفين منفصلين، يعطي كل منهما 9 فولط، فإما أن يوصلا على التسلسل ليعطيا توتراً قدره 18 فولط، أو يستخدم إحداهما فيعطي 9 فولط حسب الحاجة، كما تتواجد أنواع خاصة تحوي نقطة وسط ( ترمز بالشكل 9-0-9 ) والتي يمكنها أن تعطي توترين مستقلين عن بعضهما، ويستخدم هذا النوع للحصول على جهد مستمر ومقوم بموجة كاملة باستخدام دارة من ثنائيين أو ديودين فقط، على عكس المحولات السابقة التي تتطلب دارة تقويم جسرية بـ 4 ثنائيات أو ديودات.
www.4electron.com

mains

تعيّن محولات شبكات التغذية بشكل عام بالمواصفات التالية:
www.4electron.com
1. جهد الخرج ( جهد الملف الثانوي) Vs.
2. الاستطاعة القصوى Pmax التي تستطيع المحولة نقلها مقدرة بالـ V.A ( فولط.أمبير)، وبالتالي يمكن تحديد التيار الأعظمي حسب علاقة الاستطاعة :

027_01

وفي حال استخدام أحد الملفين الثانويين فتقسم القيمة الأعظمية على 2 للحصول على الاستطاعة المنقولة.
3. شكل المحولة: فيمكنها أن تكون مخصصة لتثبت على اللوحات المطبوعة، أو للحام على سطوح وألواح معدنية مزودة بنتوءات، أو دائرية متمحورة.
www.4electron.com
2. محولات التجهيزات الصوتية:
وهي محولات مستخدمة لتحويل الجهد متوسط القيمة والتيار الأصغري الوارد من دارة تضخيم الصوت إلى جهد منخفض وتيارٍ عالٍ الذي يتطلبه المجهر الصوتي، وتسمى هذه المحولات بمحولات توافُق الممانعات، بأنها توافِق ما بين ممانعة الخرج العالية لدارة التضخيم مع الممانعة المنخفضة لدارة المجهر الصوتي.

3. محولات أجهزة الراديو:
وهي المستخدمة في دارات التوليف في أجهزة الراديو (وليس الدارة الصوتية فيه)، وهي الأصغر حجماً، وتحتوي على نواة قابلة للضبط من الفيررايت مصنعة من برادة الحديد، ويمكن ضبط نواة الفيررايت بواسطة مقبض أو ذراع غير متمغنط، وتغلف كامل المحولة في حاوية ألمنيومية تعمل كدرع واقٍ يحمي الدارات المحيطة بالمحولة من الضجيج الكهربائي التي تولده أثناء عملها.

rad

معاملات التحويل:
يحدد عدد لفات كل من الملف الثانوي والأولي قيم جهد الدخل والخرج للمحولة، والتي تحدد بالعلاقة:

turns

حيث Vp هو جهد الدخل، Vs جهد الخرج، Ns عدد لفات الملف الثانوي، Np عدد لفات الملف الأولي.
www.4electron.com
الاستطاعة والتيار:
يمكننا القول، إذا ما افترضنا مثالية المحولة، بأن استطاعة الخرج = استطاعة الدخل، وبالتالي، يمكننا أن نعبر عن تيارات الدخل والخرج كمقلوب لنسبة التوترات في علاقتها مع عدد اللفات.

power

لذا:

so

\frac{I_S}{I_P}=\frac{V_P}{V_S}=\frac{N_P}{N_S}

حيث Ip تيار الدخل، Is تيار الخرج.

عن Samer Shatta

2 تعليقان

  1. ممتن كثير لهذه المجهودات الكبير
    وحياكم الله

  2. السلام عليكم اخواني انا معجب بي هذا الموقع شكرا شكرا لكم الله يحفضكم

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

x

‎قد يُعجبك أيضاً

“4” طرق جديدة لتبريد الشرائح والرقاقات الحاسوبية

يبدو أن الأمور قد أصبحت أكثر “سخونة” في مجال المعالجات والرقاقات الحاسوبية. في حين يركز ...