نظرية عمل المحول

لا تتقاطع خطوط المجال المغناطيسي
لانه لا يمكن أن يكون للمجال أكثر من اتجاه عند نفس النقطة
عندما يقطع سلك مجالا مغناطيسيا تتولد بين طرفي السلك قوة دافعة تأثيرية
لأن المجال المغناطيسي يؤثر على الالكترونات الحرة في ذرات الموصل فتندفع من أحد طرفي السلك ( موجب ) الى الطرف الآخر ( سالب ) مما يؤدي الى فرق جهد بين طرفي السلك وقوة دافعة تأثيرية تسبب سريان تيار تأثيري في دائرة السلك
القوة الدافعة التأثيرية المتولدة بالحث الذاتي تكون في الملف الحلزوني أكبر منها في سلك مستقيم
لأن تغير شدة التيار في اللفة الأولى من الملف يسبب فيض متغير يقطع اللفة الثانية فتتولد فيها قوة دافعة تأثيرية وهكذا في جميع اللفات وبما أن اللفات متصلة على التوالي اذا القوة الدافعة التأثيرية المتولدة في الملف تكون أكبر من القوة الدافعة المتولدة في سلك مستقيم ولهذا ينمو التيار في السلك المستقيم أسرع من الملف وينهار التيار في السلك المستقيم أسرع من الملف

يلف ملف المقاومة القياسية لفا مزدوجا
لكي يكون اتجاه التيار في أحد فرعي الملف عكس اتجاهه في الفرع الاخر فيتساوى المجالان
المغناطيسيان ويتضادان ويعادل كل منهما الاخر فينعدم الحث الذاتي في الملف وتصبح المقاومة عديمة الحث الذاتي
لا يعمل المحول الكهربائي بالتيار المستمر
لأن التيار المستمر يولد مجالا ثابت الشدة والاتجاه بمعنى أنه لا يحدث تغير في الفيض المغناطيسي الذي يقطع الملف الثانوي فلا يتولد فيه قوة دافعة كهربائية تأثيرية

في المحول الكهربائي يصنع القلب الحديدي على شكل شرائح أو سيقان رفيعة معزولة عن بعضها
للتقليل من أثر التيارات الدوامية وبالتالي التقليل من فقد الطاقة

تصنع أسلاك الملفين الابتدائي والثانوي في المحول من النحاس
لأن المقاومة النوعية للنحاس صغيرة فتقل مقاومة الملفات فيقل الفقد في الطاقة

في المحول عندما تكون دائرة الملف الثانوي مفتوحة لا يمر تيار في الملف الابتدائي رغم اتصاله بمصدر التيار المتردد
بسبب تولد قوة دافعة تأثيرية عكسية بالحث الذاتي في الملف الابتدائي تكاد تكون مساوية ومضادة للقوة الدافعة للمصدر فينعدم التيار في الملف الابتدائي ولا يحدث استهلاك في الطاقة

في المحول الكهربائي اذا كانت دائرة الملف الثانوي مغلقة ودائرة الملف الابتدائي مغلقة فان
التيار الأصلي يمر في الملف الابتدائي ويحدث استهلاك للطاقة
لأنه عند لحظة نمو التيار الأصلي في الملف الابتدائي يتولد في الملف الثانوي تيار تأثيري عكسي وهذا التيار يولد فيضا مغناطيسيا يقاوم نمو الفيض المغناطيسي الأصلي في الملف الابتدائي فتضعف القوة الدافعة العكسية المتولدة بالحث الذاتي في الملف الابتدائي فيمر التيار الأصلي في الملف الابتدائي ( حث متبادل ) ويحدث استهلاك للطاقة ويلاحظ هنا وجود نوعين من الحث في المحول الأول حث ذاتي في الملف الابتدائي يظهر أثره عندما تكون دائرة الثانوي مفتوحة وحث متبادل بين الملفين الابتدائي والثانوي عندما تكون دائرة الملف الثانوي ودائرة الملف الابتدائي مغلقتين

يستخدم محول رافع لنقل الطاقة الكهربائية من محطة التوليد الى أماكن الاستهلاك ؟
لأن المحول الرافع يرفع القوة الدافعة المترددة بمقدار كبير فتقل شدة التيار المار في الأسلاك فتصبح صغيرة جدا ويكون مقدار الطاقة المفقودة في الاسلاك صغيرا جدا ( الطاقة المفقودة في صورة حرارية = مربع شدة التيار × المقاومة × الزمن

يوضع الملف الابتدائي داخل الملف الثانوي في المحول الكهربائي
لمنع تسرب بعض خطوط الفيض المغناطيسي خارج القلب الحديدي فتقطع خطوط الفيض جميعها الملف الثانوي

في المحول يصنع القلب من الحديد المطاوع
لأن الجزيئات المغناطيسية للحديد المطاوع سهلة الحركة وبذلك يمتنع تحول جزء من الطاقة الكهربائية الى طاقة طاقة ميكانيكية تستنفذ في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي
عمليا لا يوجد محول كهربائي كفاءته 100 %
بسبب فقد جزء من الطاقة في صورة
1- طاقة حرارية بسبب مقاومة الأسلاك
2- طاقة حرارية بسبب التيارات الدوامية
3- تسرب جزء من خطوط الفيض
4- طاقة ميكانيكية تستغل في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي

عند الترددات العالية تصبح الدائرة الكهربائية المكونة من مكثف ومصدر تيار متردد دائرة مغلقة
بما أن الممانعة السعوية تقل بزيادة التردد وبالتالي يسمح المكثف بمرورالتيارات ذات الترددات العالية فتعتبر الدائرة مغلقة

عند الترددات العالية تصبح الدائرة الكهربائية المكونة من ملف حث ومصدر متردد دائرة مفتوحة
بما أن الممانعة الحثية تزداد بزيادة التردد وبالتالي تكون كبيرة جدا في حالة الترددات العالية فلا يمر التيار وتصبح الدائرة مفتوحه

للمقاومة الاومية قيمة واحدة مهما تغير تردد المصدر بينما الممانعة الحثية أو السعوية يكون لها قيم متعددة عند تغير تردد المصدر ؟
لأن المقاومة الاومية لا تعتمد على تردد المصدر بينما الممانعة السعوية تتناسب عكسيا مع التردد والممانعة الحثية تتناسب طرديا معه

يفضل استخدام التيار المتردد عن التيار المستمر
لأن التيار المتردد يمكن رفع أو خفض قوته الدافعة بواسطة المحولات الكهربائية - 2- التيار المتردد يمر في دائرة بها مكثف - 3 - التيار المتردد يمكن تحويله الى تيار مستمر
التيار المار بهذا الملف ولوجود هذا الملف الثانى فى نطاق مجال الملف الأول فأن خطوط الفيض
( خطوط وهميه ) تقطع الملف الثانى وبما ان المجال النتاج منه مجال متغير فأن هذا التغير فى
المغناطيى المخترق للملفات يعمل على تحرك الألكترونات بالملف الثانى وهذه الحركه
وتسمى بالقوه الدافعه المغناطيسيه( Magnetomotive Force mmf)والتى تتسبب
سريان التيار فى الملف الثانى ويسمى ذلك التيار بالتيار المستنتج بالحث الذاتى ما بين
الملف الأول والملف الثانى:
https://www.rise.company/forum/image...02311png-1.jpg

كما يتضح من الشكل السابق
قلب من الحديد ملفوف عليه ملفان متقاربان
الأول عليه تيار متردد والثانى عليه مقاومة
حمل
وموصل على التوازى معهما جهازا اسيليسكوب
انظر الشكل وشاهد كلا الموجتين فى الجهاز
الموصل مع الملف الأبتدائى والموصل مع
الملف الثانوى
تلاحظ تولد تيار تقريبا" مشابه للتار فى الملف الأبتدائى
وهذه هى ببساطه نظرية عمل المحول
__________________________________________________ __________

تعالوا بنا الى التوضيحات لترسيخ النظريه فى أذهاننا بالصور والرسومات

https://www.rise.company/forum/image...11/52002-1.jpghttps://www.rise.company/forum/image...02133png-1.jpg

شكل يوضح المحول من الخارج ويظهر فيه التالى
1- القلب المكون من شرائح الحديد السليكونى
2- ملف علوى ذوعدد لفات كبير جدا" وقطر صغير
3- ملف سفلى ذو عدد لفات اصغر نسبيا" من العلوى وأيضا" ذات قطر أكبر
من السابق شرحه يتضح لنا انه لو مر تيار كبير متردد بالملف العلوى ينج منه بالحث المتبادل تيار صغير بالملف السفلى
وسنتطرق إلى العلاقه مابين الفولت الناتج من المحول والداخل اليه بالتفصيل فى حينه

https://www.rise.company/forum/image...11/52012-1.jpghttps://www.rise.company/forum/image...02133png-1.jpg

الشكل السابق عباره عن مقطع فى محول يوضح التالى
1-القلب ( شرائح من الحديد laminated iron core)
واضحه بالصوره وواضح مدى ضغطها بعضها مع البعض
2- الملف الأبتدائىPrimry winding وواضح انه كبير من حيث عدد اللفات
عديد اللفات ( many turns) وصغير من حيث قطر السلك (small diameater)
3- الملف الثانوى (Secondry winding) وواضح انه صغير من حيث
عدد اللفات (few turns) وذو قطر اكبر ( more diameter than primry winding)
__________________________________________________
نعود ثانيا" إلى تركيب المحول كى نفهم نظرية العمل
عرفنا ان المحول يتكون من 3 اجزاء رئيسيه وهى
القلب و الملف الأبتدائى والملف الثانوى
وبتطبيق ما سبق نستنتج انه إذا مر تيار بالملف الأبتدائى للمحول
نشأ عنه مجال مغناطيسى يؤثر على الألكترونات ويجعلها تتحرك
مسببه تزلد جهد فى الملفات الثانويه
_______________________________________________
ارجو ان تكون نظرية عمل المحول قد بدت بسيطه للأذهان
________________________________________________

شكل الفولت المار بالملفات وشكل الفيض الناتج منه على رسم بيانى واحد

https://www.rise.company/forum/clear.gif

نلاحظ من الشكل السابق ان الفيض الناتج له مركبه تساوى مركبة الفولت المتردد المار
فى الملف ولها نفس القيمه
ولكن ما الأختلاف بينهما؟
يتضح جليا" من الرسم للموجه الفولته وموجة الفيض ان هناك اختلاف واح وهو
ان الفولت المار بالملف يسبق الفيض الناتج حوله بزاويه فاى قدرها 90 درجه
أى ربع دوره

ثانيا" ما شكل العلاقه الجيبيه للتيار والفولت و الفيض المغناطيسى معا"
https://www.rise.company/forum/image...02307png-1.jpg

تلاحظ ان التيار والمجال المغناطيسى لهما تقريبا" نفس المسار
بينما يتقدم الفولت كليهما بزاوية فاى = 90 درجه