رتبها

بسم الله الرحمن الرحيم
طابت ليلتكم🌹،
الليلة حديثنا عن #المحول أو "Transformer"
أحد أهم الأجهزة الكهربائية الذي لا غنى عنه في خطوط نقل الطاقة وحتى في الدوائر الإلكترونية الصغيرة.
سنتطرق لطريقة عمله و أهم خصائصه...
#هندسة_كهربائية

بدايةً، وحسب وجهة نظري المتواضعة أرى أن معرفة طريقة عمل أي جهاز كهربائي هي الأساس واللي لازم إنك كشخص متخصص أو طالب تعرفها بغض النظر عن أنواعه وأشكاله...إلى آخره.
فمعرفة طريقة عمله تعطيك مجال للإبداع والابتكار وحتى الإتيان بجهاز مماثل له ! وهذا هو المهندس حقيقةً.

طيب !
دائمًا ما نسمع بالتيار المتردد " Alternating Current" و التيار المستمر " Direct Current " أو اختصارًا (AC) و (DC) ونسمع أيضًا إن المحوّل يعمل مع التيار المتردد فقط (AC) !
ليش ؟

بعد النظر للصورتين نجد أن التيار المتردد (AC) يحتوي على قيم غير ثابتة و متغير مع الوقت صعودًا ونزولًا وأيضًا متغير في الاتجاه ودائمًا يكون ممثلًا بإحدى الدالتين "sin" أو "cos" أما التيار المستمر (DC)فله قيمة ثابتة واتجاه ثابت.

لن أتعمق في هذه النوعين وما قلناه يكفي لموضوعنا إن شاء الله.
طيب لماذا المحوّل يعمل مع التيار المتردد فقط 🧐؟
سأطرح أساسيات عمل المحوّل أولًا ثم نجاوب على السؤال ... خلوكم معي

طيب لابد من معرفة أن المحوّل هو جهاز كهربائي يعمل على تخفيض أو رفع الجهد الكهربائي بين مدخله ومخرجه أو كما نقول لها " step down transformer" و "step up transformer"
ويتم ذلك عن طريق استخدام الوسط الكهرومغناطيسي.
صورة مبسطة لأساس عمل المحوّل 👇🏻

ولا بد من معرفة هذه العلاقات بين الجهد الداخل V1 والخارج V2 و أيضًا التيار الداخل l1 و الخارج I2 :
1- V1/N1 = V2/N2
2- I1 N1 = I2 N2
حيث "N1" تمثل عدد اللفات عند المدخل و N2 عدد اللفات عند المخرج .

جميل! يعني ذلك أننا نستطيع التحكم بالجهد والتيار الخارج عن طريق التحكم بنسبة عدد اللفات إلى بعضها "N1/N2" بمعادلات رياضية بسيطة !
طبعًا هنا أنا أتكلم عن الحالة المثالية " Ideal case " مع عدم أخذ الخسائر "losses" بالاعتبار حتى يسهل الفهم.

الأمثلة على استخدامات المحول الكهربائي كثيرة وعد واغلط.
وفي أي حالة يكون عندك جهد
المصدر " Supply Voltage " أكثر أو أقل من المطلوب لتشغيل دائرتك الكهربائية هنا يأتي محوّلنا العزيز 🌹.

طيب نرجع للسؤال الذي يتكرر في في كل مكان
" أي جهد وتيار يعمل عليه المحول الكهربائي ؟ AC أو DC ؟
طبعًا الإجابة هنا AC بس ما أبغاك تتوقف هنا ودعنا نسهب في التفاصيل حتى تكون إجابتك كاملة 😉.

الإجابة تعتمد على "Faraday’s law" اللي بالصورة 👇🏻
هنا "Emf" تمثل نظير الجهد الداخل "V1" في الدائرة #الكهرومغناطيسية و "N" عدد اللفات الأولية اللي هي "N1" كما قلنا.
أما الرمز الثالث يمثل معدل تغير الـ Flux مع الوقت أي " اشتقاقه " !
خلوكم من الإشارة السالبة ماتهمنا الآن.

الـ Flux هذا نقدر نقول إنه نظير التيار الكهربائي لكن في الدائرة #الكهرومغناطيسية اللي زي ماقلنا انها الوسط الناقل المستخدم لتغيير الجهد.
طيب الآن نقدر نجاوب على السؤال بكل أريحية وبساطة

ما اشتقاق الرقم الثابت 5 🤔؟ بكل بساطة "صفر" لأنه لا يتغير مع الوقت ..
إذًا نستنتج من ذلك إذا كان التيار مستمر أي ثابت يعني أن الـEmf نظير الجهد الداخل " V1 " يساوي صفر ! لأن التيار الثابت يعني " Flux" غير متغير مع الوقت أي اشتقاقه "صفر".

أما في حال التيار المتردد ( AC ) يعني "Flux" متغير غير ثابت أي أن معادلتنا هنا ستعطينا ناتج غير الصفر الذي يقتلها !
هذا وصلى الله وسلم على سيدنا محمد وآله وصحبه أجمعين.

إن شاء الله أني وفقت في الطرح ومحاولة تبسيط المفهوم قدر الإمكان ومن توقف معه شيء ولديه سؤال أو مشاركة يشرفني ذلك وشكرًا لكم 🌹.
أحد تطبيقاته في خطوط النقل 👇🏻:

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

فك الثريد