محولات هي الأجهزة المستخدمة لخفض أو زيادة الجهد االكهربى و ال التيار الكهربائي. تتكون المحولات من ملفين من الأسلاك ، خبرات و ثانوي، تشارك في لب معدني. مرور التيار الكهربائي المتردد في الملف الأولي إستنتج لتشكيل تيار كهربائي متناوب في الملف الثانوي. ال حجم بين التيارات الأولية والثانوية يعتمد على العلاقة بين عدد الدورات في كل من اللفات.
نرى أيضا:افهم كيف يتم إنتاج الكهرباء
كيف هؤلاء يعملون
تستخدم المحولات لخفض أو زيادة الفولتية والتيارات الكهربائية في الدوائر الاستهلاكية أو نقل الطاقة الكهربائية. إذا كان المحول يخفض الجهد الكهربائي ، فإنه يزيد تلقائيًا من شدة التيار الكهربائي الناتج والعكس صحيح ، مع الحفاظ دائمًا على الفاعلية المرسلة ، التي قدمها منتج يعطي سلسلة ل الجهد االكهربى.
ص - الطاقة الكهربائية
يو - التوتر الكهربي
أنا - التيار الكهربائي
لأسباب نجاعة، يتم دائمًا نقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات كبيرة الجهد العالي ومع تيار كهربائي منخفض، استجابة لخسائر الطاقة الناجمة عن تأثير الجول، لأن الطاقة المشتتة في الأسلاك تتناسب مع التيار الكهربائي.
بالنسبة لدوائر استهلاك الطاقة ، مثل الدوائر السكنية ، تُستخدم قيم الجهد الكهربائي المنخفض ، لأسباب تتعلق بالسلامة - يمكن أن تنتج الإمكانات الكهربائية العالية جدًا التفريغ الكهربائي. ولهذا السبب نجد محولات كبيرة على أعمدة وظيفتها خفض الجهد الكهربائي للتيار الذي تحمله الأسلاك ، وتحمله إلى المنازل ذات الفولتية في 110 فولت أو 220 فولت.
نرى أيضا: التأثيرات على الجسم عند تلقي صدمة
يتم إنشاء المحولات الشائعة بلفتين من الأسلاك النحاسية ، تسمى الأولية والثانوية. تحتوي هذه اللفات دائمًا على عدد مختلف من المنعطفات ثم يتم لفها حول قلب حديدي دون اتصال بينها. انظر إلى الشكل أدناه:
محول مع اللفات الأولية والثانوية.
اللف خبرات قيد التشغيل مباشرة لواحد مولد القوة الدافعة الكهربائية بالتناوب (المحولات لا تعمل مع التيار المباشر) ، أي يتشكل تيار كهربائي فيه. الشدة و معنى متغير، مما أدى إلى جيل حقل مغناطيسي مع نفس الميزات.
هذا المجال المغناطيسي هو إذن مركزة و تضخيم من خلال قلب الحديد باتجاه الملف الثانوي. يتسبب المجال المغناطيسي المتغير في ظهور تيار كهربائي في المرحلة الثانوية. تُعطى العلاقة بين الإمكانات الكهربائية بين الملفين الأولي والثانوي بالصيغة التالية:
الخامسص - الجهد في اللف الأساسي
الخامسس - الجهد في اللف الثانوي
نص - عدد اللفات في الملف الأولي
نس - عدد اللفات في الملف الثانوي
كما نعلم ، الجهد الكهربائي والتيار يتناسب عكسياوبالتالي ، فإن نسبة التيارات الكهربائية للملفات الأولية والثانوية هي معكوسة:
أناص - التيار الكهربائي في الملف الابتدائي
أناس - التيار الكهربائي في الملف الثانوي
نص - عدد اللفات في الملف الأولي
نس - عدد اللفات في الملف الثانوي
تسمى الظاهرة الفيزيائية الكامنة وراء تشغيل المحولات الحث الكهرومغناطيسي ويصفه قانون فاراداي لينز. ينص هذا القانون على أنه عندما ننتج تغيرًا في التدفق المغناطيسي عبر منطقة معينة من الفضاء ، يجب أن ينشأ مجال مغناطيسي لمعارضة هذا الاختلاف. هل تريد معرفة المزيد عن الموضوع؟ الوصول إلى نصنا: قانون فاراداي.
نرى أيضا: ما هو التيار المتردد؟
أنواع المحولات
على الرغم من وجود وظائف متشابهة ، إلا أن هناك أنواعًا مختلفة من المحولات التي تلبي الاحتياجات المختلفة. تحقق من بعض الأنواع الأكثر شيوعًا:
محول الحالي: الغرض الرئيسي منه هو خفض شدة التيار الكهربائي ، من أجل نقله إلى شبكات أو أجهزة نقل لا تدعم التيارات الكهربائية العالية.
المحولات المحتملة: هو النوع الأكثر شيوعًا من المحولات ، يمكنه خفض أو زيادة الإمكانات الكهربائية وفقًا للطلب وعدد اللفات في الملف الأولي والثانوي.
محول التوزيع: موجودة في مراكز توزيع محطات الطاقة ، وهي مسؤولة عن توزيع التيار الكهربائي على أنواع مختلفة من المستهلكين عبر خطوط النقل.
محول الطاقة: تعمل بمستويات عالية جدًا من الإمكانات الكهربائية والتيار الكهربائي ، وتستخدم في توليد الطاقة الكهربائية ، ولكن أيضًا في التطبيقات التي تتطلب الكثير من الطاقة الكهربائية ، مثل الأفران الصناعية و استقراء.
تمارين
1) يستقبل المحول جهدًا كهربائيًا قدره 4400 فولت في ملفه الأساسي. حدد عدد الدورات في الملف الأولي بحيث يكون جهد الخرج عبر الملف الثانوي ، 10 لفات ، هو 110 فولت.
القرار:
لحل التمرين ، ما عليك سوى استخدام الصيغة التي تسرد التوترات وعدد الدورات في كل منعطف:
2) يستقبل المحول 20 فولت من الجهد في ملفه الرئيسي ، والذي يحتوي على عدد N المنعطفات. إذا تم تشكيل الملف الثانوي لهذا المحول من خلال 3 لفات ، فماذا سيكون جهد الخرج الكهربائي؟
القرار:
باستخدام صيغة جهد الإدخال والإخراج في المحول ، سنفعل الحساب التالي:
3) فيما يتعلق بتشغيل المحولات ، حدد العبارات أدناه على أنها صحيحة أو خاطئة:
I - المحولات قادرة على العمل مع التيار الكهربائي المباشر والتيار الكهربائي المتردد.
II - إذا كان عدد لفات الملف الثانوي للمحول أكبر من عدد لفات الملف اللف الأولي ، فإن جهد الخرج لهذا المحول سيكون بالضرورة أكبر من الجهد مدخل.
ثالثًا - على الرغم من التحولات التي يتعرض لها الجهد والتيار الكهربائي ، تظل الطاقة الكهربائية ثابتة في المحولات المثالية.
رابعًا - تعمل المحولات وفقًا لظاهرة تسمى الحث الكهروستاتيكي ، اكتشفها فاراداي.
هم صحيحون:
أ) F ، F ، V ، F
ب) الخامس ، الخامس ، الخامس ، واو
ج) F ، V ، V ، F
د) F ، V ، F ، F
هـ) F ، V ، V ، V
قالب:
رد: حرف ج
I - تعمل المحولات فقط مع التيارات المتناوبة ، حيث من الضروري أن تظهر تغيرات تدفق المجال المغناطيسي للحث على التيارات الكهربائية في الملف ثانوي.
II - تؤكد الصيغة التي تتعلق بجهد الخرج وعدد اللفات هذا البيان.
ثالثًا - بالنسبة للمحولات المثالية ، أي التي لا تشتت الطاقة الكهربائية ، هذه العبارة صحيحة.
رابعا- الظاهرة التي تفسر عمل المحولات هي مبدأ الحث الكهرومغناطيسي.
من جانبي رافائيل هيلربروك
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-um-transformador.htm