Wednesday, May 19, 2010

شرح كل شىء عن المحولات الكهربائيه (جزء اول)

بسم الله والصلاه والسلام عى رسول الله


فكره عمل المحولات


من المعروف انه لو مر بسلك او ملف تيار كهربائى سيتكون حول السلك او الملف مجال مغناطيسى
http://img256.imageshack.us/img256/9341/78585876br0.jpg
ومن المعروف ايضا انه لو قطع مجال مغناطيسى ملف متحرك او سلك سيتكون فى الملف تيار كهربائى
http://img256.imageshack.us/img256/2831/76933106fm3.jpg


ومن هنا جاءت فكره عمل المحول وذلك من خلال دراسه الملف فالملف اذا مر به تيار كهربائى متغير( ولابد ان يكون متغير) سيتكون حوله مجال مغناطيسى متغير ايضا فلو وضعنا بجوار هذا الملف ملف اخر بحيث يتقاطع مع المجال المغناطسيى المتغير فالنتيجه هى ان هذا الملف الجديد سيتكون به كهرباء ، ويتوقف الفولت المتكون فى هذا الملف الثانى على عدد لفاته كما سنعرف ,,,,, وهذه هى فكره عمل المحول
مما يتكون المحول
http://img256.imageshack.us/img256/2005/85409115wt1.jpg
كما بالصوره الموضحه اعلاه يتكون من ملف ابتدائى:-


وهو الملف الذى سيمر به التيار الكهربائى المتغير وتكون عدد لفاته بالطبع معروفه ويمكن حسابها بدقه متناهيه كما سنعرف بعد قليل ويعرف الملف الابتدائى ايضاً باسم (primary coil)


ملف ثانوى :-


وهو الملف الذى سيتأثر بالمجال المغناطيسى ويتكون به كهرباء نتيجه هذا التاثر وتتوقف هذه الكهرباء على عدد لفاته فكلما زاد عدد اللفات زادت كميه الكهرباء الماخوذه منه (الفولت) والعكس،، ويسمى المحول خافض (step down)اذا قل عدد هذه اللفات ويسمى رافع للفولت(step up transformer) اذا زاد عدد هذه اللفات وهذا ما سنعرفه فى بعد قليل فى تصمصم المحول.


قلب المحول:-


كان لابد من وجود وسيله لتركيز خطوط المجال المغناطيسى للاستفاده باكبر كميه منها لذا استخدم قلب من الحديد السليكونى فوجد تكون سخونه شديده فى القلب نظرا لتكون التيارات الدواميه (وهى مااستخدمت فيما بعد فى صناعات كثيره) سنتطرق لها ان شاء الله فيما بعد ،،، وتخوفا من هذه السخونه الشديده التى قد تؤدى الى تلف المحول تم التحايل على هذا الموقف فتم صنع قلب المحول من شرائح من الحديد السليكونى المعزول فالقلب ليس قطعه حديديه مصمته ولكن عباره عن شرائح كما بالرسم التالى
http://img91.imageshack.us/img91/2940/19490515go9.jpg
وبنظره اكثر دقه الى الشرائح سنجدها كما بالصوره الاتيه
مساحه مقطع القلب الحديدى وعلاقتها بالمحول


ان مساحه مقطع القلب مهمه جدا فى تصميم المحول الكهربائى فكلما زادت هذه المساحه زادت القدره الكهربائيه بالوات كذلك قلت عدد اللفات المطلوبه سواء للملف الابتدائى او للملف الثانوى ولكن لاحظ الحجم فيجب مراعاه ذلك فى التصميم الكهربائى للمحول حتى لايصل الحجم الى مساحه اكبر من الجهاز الذى سيوضع بداخله المحول


العلاقه الحسابيه بين عدد لفات الملف الابتدائى والثانوى


v1/v2=N1/N2


حيث V1 هو فولت الملف الابتدائى (التشغيل)
و V2 هو فولت الملف الثانوى (الناتج)
و N1 هى عدد لفات الملف الابتدائى
و N2 عدد لفات الملف الثانوى

لاحظ العلاقه طرديه بين عدد اللفات والفولت المستنتج

مثال بسيط لنفهم ذلك



نفترض ان الملف الابتدائى مكون من 500 لفه والملف الثانوى مكون من 100 لفه وفولت التشغيل حوالى 200 فولت فكم سيكون فولت الملف الثانوى؟


الحل



V2=V1*N1/N1
200*100/500=40 فولت


وبذلك حصلنا على فولت مقداره 40 فولت من فولت مقداره 200 فولت ويسمى المحول محول خافض للفولت رافع للتيار فالقدره فى الملف الابتدائى تساوى تقريبا القدره فى الملف الثانوى


نسبه التحويل


هى النسبه بين عدد لفات الملف الابتدائى الى الثانوى او ضغط الابتدائى الى الثانوى


ففى المثال السابق مثلاً تكون نسبه التحويل = 2000/40=5 مرات


اى ان المحول خافض بنسبه 5:1


وهذا هو شكل واقعى يوضح الملف الابتدائى والملف الثانوى

http://img299.imageshack.us/img299/1181/78458742fl2.jpg
وقد نضطر الى استخدام محول واحد لاخراج اكثر من فولت ليصبح متعدد الفولتيات فقد يوجد بنفس المحول ملفان ثانويان كما بالشكل التالى
http://img412.imageshack.us/img412/804/71123806mj6.jpg
والشكل التالى يوضح بعض الاشكال الحقيقيه للمحول
http://img245.imageshack.us/img245/6496/55608922rp5.jpg
كفاءه المحول الكهربائى


من المفروض انه اذا استهلك المحول 100 وات فى الملف الابتدائى لابد وان يخرج 100 وات فى الملف الثانوى ولكن نظرا الى المفاقيد التى توجد نظرا لمقاومه الاسلاك ونظرا للقدره التى تستهلك فى الشرائح الحديديه فانه لايوجد محول مثالى 100%.


ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ


مثال مهم جدا وصعب عايز تركيز شديد لمن يريد ان يعرف كيف يصنع محول كهربائى


يراد تصميم محول يعطى 12v ويسمح بسحب تيار مقداره 7A من مصدر كهربائى 220V


الحل


هذا المحول قدرته ستساوى



W=I*V
=12*7=84W


وبما ان مساحه مقطع القلب=(جذر القدره الكهربائيه)


فان مساحه مقطع القلب = جذر 84 = 9.1 سم2


اذن حصلنا على مساحه المقطع المطلوبه وبالتالى يمكننا الحصول على عدد لفات الملف الابتدائى كما يلى


N1=10^8*V1/4.44*A*@*F


حيث ان @ عدد خطوط المجال المغناطيسى فى القلب وهى بالنسبه للحديد السليكونى 10000 خط لكل سم2 وبالتعويض كما يلى



10^8*220/4.44*9*10000*50=1101.1 لفه



وبتطبيق العلاقه الاتيه نحصل على عدد لفات الملف الثانوى كمايلى



N1/N2=V1/V2
تصبح N2
60 لفه


ونظرا لانه لا يوجد محول مثالى فان عدد لفات الملف الثانوى لابد وان تضرب فى 1.1 لتعويض فقد القدره الكهربائيه لتصبح كما يلى



60*1.1=66.06 لفه



بالنسبه للسلك الذى سوف يستخدم كم سيكون قطره



قطر السلك =جذر شده التيار*56.



بالنسبه للملف الثانوى نحتاج سلك يتحمل 7 امبير فيكون قطر السلك حوالى



56.*جذر 7=1.5M تقريبا


بالنسبه للملف الابتدائى اولا نحصل على شده التيار كما يلى



W=220*I
84=220*I
I= 84/220=.3818A



وبالتالى فالسلك الذى سيتحمل هذا التيار سمكه لابد وان يكون



56.*جذر 3818.=35M تقريبا




ومن هنا تمكنا من صنع محول كهربائى بهذه الحسابات يدوياً واى استفسار وياريت يكون فى استفسار ساكون دائما سعيد بذلك ان شاء الله


هناك انواع اخرى من المحولات تسمى بالــ CENTER TAP وتاخذ الرسم الهندسى التالى
http://img407.imageshack.us/img407/5578/10253673vs6.jpg
يمكن اعتبارها متعدده الفولتيات فان كانت هذه المحولات 6 فولت مثلا فيمكننا اخذ 6 فولت منها وذلك عن طريق توحيدها كامله ويمكننا اخذ 12 فولت منها وذلك اذا ما تجاهلنا طرف المنتصف ويمكننا اخذ -6 فولت منها وذلك عن طريق طرف المنتصف والطرف اسفله انظر الى هذا الرسم فهو يوضح ذلك
http://img172.imageshack.us/img172/447/10kx4.jpg
اشكال هندسيه متنوعه للمحول وماذا تعنى


ارجو ان اكون قد وفقت



السلام عليكم ورحمه الله وبركاته

No comments:

Post a Comment