ما هو محول مثالي: العمل ومخطط Phasor

ما هو محول مثالي: العمل ومخطط Phasor

قبل الذهاب لمناقشة محول مثالي ، دعونا نناقش المحولات . المحول هو جهاز كهربائي ثابت ، يستخدم لنقل طاقة كهربائية بين دائرتين مع الحفاظ على تردد ثابت وأيضًا زيادة / تقليل التيار أو الجهد. مبدأ العمل للمحول هو ' قانون فاراداي من الاستقراء '. عندما يتم تغيير التيار في الملف الرئيسي ، فإن التدفق المغناطيسي سوف يتغير ، بحيث يمكن أن يحدث EMF المستحث داخل الملف الثانوي. يتضمن المحول العملي بعض الخسائر مثل الخسائر الأساسية وخسائر النحاس. يمكن تعريف خسارة النحاس على أنها لفات المحولات التي تتضمن المقاومة بالإضافة إلى التفاعل لإحداث بعض الخسارة تسمى خسارة النحاس. تحدث الخسارة الأساسية في المحول عندما يتم تنشيط المحول ، ولا تتغير الخسارة الأساسية مع الحمل. هذه الخسائر ناتجة عن عاملين مثل الدوامة والتباطؤ. بسبب هذه الخسائر ، تكون طاقة خرج المحول أقل من طاقة الإدخال.



ما هو محول مثالي؟

تعريف: يُعرف المحول الذي لا يحتوي على أي خسائر مثل النحاس واللب بأنه محول مثالي. في هذا المحول ، تكون طاقة الخرج مكافئة لقدرة الإدخال. كفاءة هذا المحول 100٪ مما يعني عدم وجود فقدان للطاقة داخل المحول.


محول مثالي

محول مثالي





مبدأ العمل للمحول المثالي

يعمل المحول المثالي على مبدأين مثل عندما يولد تيار كهربائي مغناطيسي يؤدي المجال والمجال المغناطيسي المتغير في الملف إلى إحداث جهد عبر أطراف الملف. عندما يتغير التيار داخل الملف الأساسي ، يتم تطوير التدفق المغناطيسي. لذلك يمكن أن يؤدي تغيير المجال المغناطيسي إلى إحداث جهد داخل الملف الثانوي.

عندما يتدفق التيار عبر الملف الأساسي ، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا. يتم لف الملفين في منطقة ذات نواة مغناطيسية عالية جدًا مثل الحديد ، لذلك يتدفق التدفق المغناطيسي من خلال الملفين. بمجرد توصيل الحمل بالملف الثانوي ، سيكون الجهد والتيار في الاتجاه المشار إليه.



ملكيات

ال خصائص المحولات المثالية تشمل ما يلي.

  • لفتي هذا المحول مقاومة صغيرة.
  • بسبب المقاومة والتيار الدوامة والتباطؤ لا توجد خسائر في المحولات.
  • كفاءة هذا المحول 100٪
  • أدى التدفق الكلي المتولد في المحول إلى تقييد القلب والاتصال باللفات. لذلك ، تسرب التدفق والحث هو صفر.

يتمتع اللب بنفاذية غير محدودة ، لذا فإن قوة دافعة مغناطيسية ضئيلة ضرورية لترتيب التدفق داخل القلب.
يظهر نموذج محول مثالي أدناه. يعتبر هذا المحول مثاليًا في ثلاثة ظروف عندما لا يكون لديه تدفق تسرب ، ولا مقاومة لللفات ولا فقدان للحديد داخل القلب. لا تتشابه خصائص المحولات العملية والمثالية مع بعضها البعض.


معادلات المحولات المثالية

الخصائص التي ناقشناها في أعلاه لا تنطبق على المحولات العملية. في محول النوع المثالي ، تساوي طاقة o / p طاقة i / p. وبالتالي ، لا يوجد فقدان للسلطة.

E2 * I2 * CosΦ = E1 * I1 * CosΦ وإلا E2 * I2 = E1 * I1

E2 / E1 = I2 / I1

وبالتالي ، تظهر معادلة نسبة التحويل أدناه.

V2 / V1 = E2 / E1 = N2 / N1 = I1 / I2 = K.

تتناسب التيارات الابتدائية والثانوية عكسيا مع التقلبات الخاصة بكل منها.

مخطط Phasor للمحول المثالي

مخطط الطور لهذا المحول بدون حمل هو مبين أدناه. عندما يكون المحول في حالة عدم التحميل ، يمكن أن يكون التيار داخل الملف الثانوي صفرًا أي I2 = 0

في الشكل أعلاه ،

'V1' هو جهد الإمداد الرئيسي

يتم إحداث 'E1' emf

'I1' هو التيار الرئيسي

'Ø' هو تدفق متبادل

V2 'هو جهد o / p الثانوي.

'E2' هي العامل الثانوي المستحث.

عندما تكون لفات المحولات مقاومة صفرية ، فإن الجهد المستحث داخل التيار الرئيسي لف 'E1' يعادل الجهد المطبق 'V1'. لكن قانون لينز ينص على أن الملف الرئيسي E1 مكافئ وعكس للجهد الأساسي 'V1'. يمكن أن يكون التيار الرئيسي الذي يسحب الإمداد كافيًا لتوليد تدفق متناوب 'Ø' داخل القلب. لذلك يُعرف هذا التيار أيضًا باسم التيار الممغنط لأنه يمغنط اللب وينظم التدفق داخل القلب.

لذلك ، يكون كل من التيار الرئيسي والتدفق المتردد في مرحلة متساوية. التيار الرئيسي يتخلف عن التيار الكهربائي بزاوية 90 درجة. نظرًا لأن emf المستحث في ملفين يتم إحداثهما مع التدفق المتبادل المماثل 'Ø'. وبالتالي ، فإن كلا الملفين في اتجاه مماثل.

عندما يكون للملف الثانوي للمحول مقاومة صفرية ، فإن الـ emf المستحث في اللف والجهد الثانوي o / p سيكون هو نفسه في الحجم والاتجاه.

مزايا

تشمل مزايا المحولات المثالية ما يلي.

  • لا توجد خسائر مثل التباطؤ والدوامة والنحاس.
  • تعتمد نسب الجهد والتيار بشكل مثالي على تقلبات الملف.
  • لا يوجد تسرب تدفق
  • لا تعتمد على التردد
  • خطية مثالية
  • لا الحث الشارد والسعة

وهكذا ، مثالية محول هو محول وهمي وليس محولاً عملياً. يستخدم هذا المحول بشكل أساسي لغرض التعليم. إليك سؤال لك ، ما هي تطبيقات المحولات المثالية؟