ما هو المحول المثالي؟
المحول المثالي هو نموذج نظري لمحول حقيقي خالٍ من الفقد، حيث يربط الفيض المغناطيسي بالكامل بين ملفّي المحول دون أي مقاومة أو تسرّب أو فقد في القلب الحديدي. وبناءً على هذا الافتراض، تتساوى القدرة الداخلة مع القدرة الخارجة، وترتبط الجهود والتيارات ببعضها فقط من خلال نسبة عدد اللفات في كل ملف. تحلّ هذه الحاسبة العلاقة القياسية للمحول لإيجاد الجهد الثانوي ونسبة اللفات والتيار الثانوي.
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل الجهد الابتدائي (Vp)، وعدد اللفات الابتدائية (Np)، وعدد اللفات الثانوية (Ns). ويمكنك اختيارياً إدخال التيار الابتدائي (Ip) للحصول أيضاً على التيار الثانوي. ثم اضغط على زر الحساب لعرض الجهد الثانوي، ونسبة اللفات Np/Ns، والتيار الثانوي Is.
شرح المعادلة
المعادلة الحاكمة هي \(\frac{\text{Vp}}{\text{Vs}} = \frac{\text{Np}}{\text{Ns}} = \frac{\text{Is}}{\text{Ip}}\). يتغير الجهد بما يتناسب مع عدد اللفات: فكلما زاد عدد اللفات في الملف الثانوي ارتفع الجهد (محول رافع)، وكلما قلّ عددها انخفض الجهد (محول خافض). أما التيار فيتغير في الاتجاه المعاكس، لأن القدرة (\(V \times I\)) تبقى محفوظة. وعليه:
$$V_s = \text{Vp} \cdot \frac{\text{Ns}}{\text{Np}}$$و
$$I_s = \text{Ip} \cdot \frac{\text{Np}}{\text{Ns}}$$
مثال محلول
لنفترض مصدراً جهده 120 فولت يغذّي محولاً عدد لفاته الابتدائية \(\text{Np} = 100\) والثانوية \(\text{Ns} = 50\)، ويسحب تياراً ابتدائياً \(\text{Ip} = 2\) أمبير. تكون نسبة اللفات \(\frac{100}{50} = 2\). ويكون الجهد الثانوي \(120 \times \frac{50}{100} = 60\) فولت (محول خافض). أما التيار الثانوي فهو \(2 \times \frac{100}{50} = 4\) أمبير. ولاحظ أن القدرة الابتدائية \(120 \times 2 = 240\) واط تساوي القدرة الثانوية \(60 \times 4 = 240\) واط، تماماً كما هو متوقع في المحول المثالي.
الأسئلة الشائعة
هل هذه الحاسبة تنطبق على محول حقيقي؟ إنها تعتمد على النموذج المثالي (الخالي من الفقد). أما المحولات الحقيقية فتقل كفاءتها عن 100% بسبب فقد النحاس وفقد القلب الحديدي، لذا يكون الخرج الفعلي أقل قليلاً.
ماذا تعني نسبة اللفات؟ عندما تكون نسبة اللفات Np/Ns أكبر من 1 يكون المحول خافضاً للجهد، وعندما تكون أقل من 1 يكون رافعاً للجهد.
لماذا يرتفع التيار عند انخفاض الجهد؟ لأن القدرة محفوظة: فخفض الجهد بمعامل معيّن يرفع التيار بالمعامل نفسه.
