المحول الكهربائي

سيتم في هذا الموضوع عمل تقرير وبحث عن المحول الكهربائي يشمل المواضيع التالية    ما هو المحول الكهربائي مكونات وتركيب المحول الكهربائي  نظرية عمل المحولات  
   الكهربائية بمختلف انواعها طريقة صنع ولف محول كهربائي بسيط  

المحول الكهربائي transformer

المحول الكهربائي transformer  

transformer المحول الكهربائي

المحول الكهربائي transformer

ما هو المحول الكهربائي 

What is the transformer  

ان معظم شركات الكهرباء المجهزة للطاقة الكهربائية في معظم مدن العالم تقدم خدمة تجهيز الطاقة الكهربائية لتلك المدن بفولتية 220 فولت و110 فولت علما ان الكثير من الاجهزة المنزلية لا يمكنها العمل تحت تلك الفولتية ومن هذة الاجهزة التلفزيون الرسيفر او الستلايت الموبايل الحاسبة اللابتوب والكثير من الاجهزة المنزلية الاخرى علما ان تلك الاجهزة تعمل على فولتيات اقل كثيرا من فولتية المصدر مثل 2 فولت او 6 فولت او 12 فولت او 18 فولت الخ اذن في هذة الحالة كيف سنتمكن من تشغيل هذة الاجهزة المنزلية اعتقد ان السؤال واضح وبسيط والاجابة عليه ابسط بكثير منه وهي اننا نستطيع تشغيل تلك الاجهزة المنزلية بواسطة المحولات الكهربائية التي تحتويها تلك الاجهزة وهي مركبة اما بشكل داخلي  في الجهاز  مثل التلفزيون  او بشكل خارجي مثل اللابتوب وبعض الرسيفرات

المحول الكهربائي transformer 

انواع المحولات الكهربائية

Types of electrical transformers

نستنتج مما سبق  ان المحولات التي يتم استخدامها لتشغيل هذة الاجهزة هي محولات خافظة للفولتية علما انه توجد انواع اخرى من المحولات الكهربائية تكون رافعة للفولتية مثل كويل السيارة فهو يعتبر ملف رومكورف او محول رافع للفولتية من فولتية باتري او نضيدة السيارة 12 فولت الى فولتية من 15000 الى 30000 فولت وذلك للحصول على الشرارة اللازمة في شمعات القدح او البلكات  لأحراق الوقود 

المحول الكهربائي transformer

ملاحظة 

المحول الكهربائي transformer

في الوقت الحالي ونظرا للتطور الكبير الذي تشهدة الحياة العصرية الحالية فأنه ليست كل الاجهزة المنزلية تستخدم المحولة العادية التقليدية المعروفة فهناك الكثير من الاجهزة المنزلية مثل الرسيفر واللابتوب والموبايل والكثير من الاجهزة المنزلية الاخرى تستخدم بدل المحولة الكهربائية لوحة الكترونية تقوم بوظيفة المحولة الكهربائية في تخفيض فولتية المصدر الكهربائي الى الفولتية المطلوبة لتشغيل الجهاز  

هذا بالاضافة الى وجود لوحات الكترونية رافعة للفولتية مثل اللوحة الالكترونية الموجودة في جهاز قانصة الحشرات حيث تقوم بتحويل فولتية المصدر من 220 فولت الى 2000 او 3000 فولت لتصعق الحشرات مثل البعوض والذباب  وسيتم عمل موضوع منفصل عن تلك اللوحات الالكترونية بعد الانتهاء من شرح بعض العناصر الالكترونية التي تدخل في تركيب مكونات تللك اللوحات الالكترونية    لتكون مؤهلا لدراسة مثل ذلك الموضوع كما وتوجد لوحات الكترونية تحتوي ايضا على محولة كهربائية مدمجة معهاعلما ان اللوحات الالكترونية يمكن ان تعطيك عدة فولتيات من نفس اللوحة الالكترونية والتي تغذي كل جزء من الجهاز يتطلب فولتية مختلفة عن باقي اجزاء نفس الجهاز مثل  الرسيفر والحاسبة الالكترونية

المحول الكهربائي transformer

هذا بالاضافة الى وجود انواع اخرى من المحولات التي تستخدم في تجهيز المدن والتي هي خارج اطار اهتمامنا  والذي يتطلب دراسة ما يخص الاجهزة المنزلية فقط

المحول الكهربائي transformer

مكونات المحول الكهربائي  

Electrical components of the transformer

مكونات المحول الكهربائي

المحول الكهربائي transformer

تتكون المحولة الكهربائية من ملفين ملف ابتدائي يربط مع مصدر التيار الكهربائي وملف ثانوي يربط مع الجهاز المنزلي لتغذيته بالكهرباء  ومن قلب معدني تربط عليه تلك الملفات لزيادة المجال المغناطيسي الناتج علما ان هذا القلب المعدني يصنع من شراح من الحديد ومعزولة بعضها عن بعض كهربائيا بواسطة ورنيش او شلك وتجمع مع بعضها لتكوين ذلك القلب المعدني لغرض تقليل التيارات الدوامة في القلب المعدني راجع موضوع المغناطيس الكهربائي والمجال الكهربائي والمغناطيسي لمزيد من الفائدة

لف المحولات الكهربائية

 المحول الكهربائي transformer

تصميم المحولات الكهربائية

المحول الكهربائي transformer

معلومات عن المحولات الكهربائية

المحول الكهربائي transformer

نظرية عمل المحول الكهربائي

Electrical transformer working theory

يدخل التيار الكهربائي من مصدر التغذية  الرئيسي الى الملف الابتدائي فقط من احدى طرفيه ثم يمر باسلاك هذا الملف ويخرج من طرفه الثاني ليعود الى مصدر التغذية  الرئيسي مرة اخرى  

وبما ان التيار الكهربائي  الذي يدخل من المصدر الكهربائي الى الملف الابتدائي هو تيار متناوب او متذبذب اي في كل لحظة من الزمن تتغير قيمة التيار الكهربائي لمصدر الكهرباء من الصفر الى قيمة اكبر من الصفر ثم تعود الى الصفر وتنخفض بعدها الى تحت الصفر ثم تعود الى الصفر ثم ترتفع مرة اخرى فوق الصفر الخ وتبقى تتذبذب هكذا حول الصفر  الى ما لا نهاية وبالنسبة لكهرباء الوطنية فقيمة هذا التذبذب يبلغ من 50 الى 60 ذبذبة في الثانية الواحدة او هيرتز

التيار الكهربائي المتناوب في المحولات الكهربائية

المحول الكهربائي transformer

المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي

Electric field and magnetic field

ونتيجة لهذا التذبذب او التغير في قيمة التيار الكهربائي المتناوب يحدث تغير في المجال المغناطيسي الذي يولده هذا التيار الكهربائي  راجع موضوع المغناطيس الكهربائي المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي  

حيث يرتفع المجال المغناطيسي بارتفاع التيار الكهربائي المولد له وينخفض بانخفاضه ونتيجة لهذا التغير او الحركة لمادة المجال المغناطيسي المتولد في الملف الابتدائي للمحول الكهربائي بسبب تغير او تذبذب التيار الكهربائي  فأن مادة المجال المغناطيسي او خطوط المجال المغناطيسي سوف تصطدم بالاسلاك الكهربائية المكونة للملف الثانوي في المحول الكهربائي مما تؤدي الى حركة الالكترونات الحرة الموجودة في تلك الاسلاك الكهربائية بنفس القوة التي تصطدم بها مادة المجال المغناطيسي بهذة الالكترونات وباتجاهين متعاكسين نظرا لان خطوط او مادة المجال المغناطيسي تصطدم بها باتجاهين متعاكسين اعتمادا على تذبذب واتجاه التيار الكهربائي في الملف الابتدائي 

المحول الكهربائي transformer

ولذلك ينشأ لدينا تيار متناوب او متذبذب في الملف الثانوي ذو فولتية تختلف عن فولتية المصدر اعتمادا على اختلاف عدد لفات الاسلاك الكهربائية في الملف الثانوي عن عدد لفات الاسلاك الكهربائية للملف الابتدائي  فاذا كان عدد لفات الملف الثانوي اكثر من عدد لفات الملف الابتدائي تكون الفولتية اكبر في الملف الثانوي والمحول الكهربائي رافع للفولتية في هذة الحالة

اما اذا كان عدد لفات الملف الثانوي اقل من عدد لفات الملف الابتدائي تكون الفولتية الناتجة في الملف الثانوي اقل من فولتية المصدر الموجودة في الملف الابتدائي والمحول الكهربائي يكون خافض للفولتية في تلك الحالة

المحول الكهربائي transformer

ملاحظة

مما سبق نستنتج بان عمل المحولة الكهربائية يعتمد على وجود تيار كهربائي متغير او متذبذب  والذي يؤدي بدوره الى حدوث تغير في المجال المغناطيسي الذي يولده ذلك التيار الكهربائي المتناوب فيولد هذا الاخير بدوره تيار كهربائي في الملف الثانوي 

وبالتالي فان المحولة الكهربائية لا يمكن لها العمل مع التيار الكهربائي المستمر لان المجال المغناطيسي الذي يولده التيار الكهربائي المستمر  هو مجال مغناطيسي مستمر ايضا وثابت القيمة وسوف يصطدم مع الاسلاك الكهربائية في الملف الثانوي مرة واحدة فقط عند بداية تكوينه ولذلك سوف لن تكون هناك اصطدامات مستمرة بين المجال المغناطيسي والاسلاك الكهربائية  في الملف الثانوي تؤدي الى تحريك الالكترونات  الحرة  في تلك الاسلاك ونشوء تيار كهربائي  

الطاقة الكهربائية  = الفولتية *التيار
 لذلك عندما يرتفع الفولت يقل التيار في المحولات الرافعة للفولتية وعندما ينخفض الفولت يرتفع التيار في المحولات الخافضة للفولتية لكي تكون الطاقة الكهربائية ثابته بدون تغير في المعادلة هذة 
الطاقة الكهربائية  = الفولتية *التيار

المحول الكهربائي transformer

علما انه توجد نظريات اخرى في هذا الخصوص لا تختلف من حيث الجوهر مع النظرية السابقة الذكر اختلافا كبيرا ولكننا سوف نكتفي بهذة النظرية فهي قد اعطتنا فكرة واضحة عن  طريقة عمل المحولات الكهربائية