ما المقصود بنسبة لفات المحول الكهربائي؟
تُعبّر نسبة اللفات في المحول الكهربائي عن العلاقة بين عدد لفات السلك في الملف الابتدائي (Np) وعدد لفاتها في الملف الثانوي (Ns). وفي المحول المثالي تساوي هذه النسبة نسبة الجهد الابتدائي إلى الجهد الثانوي، ولهذا تستطيع حاسبة نسبة اللفات إيجاد أي قيمة مجهولة متى عرفت القيم الأخرى. والعلاقة الحاكمة هي: \( \frac{N_p}{N_s} = \frac{V_p}{V_s} = \frac{I_s}{I_p} \).
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل الجهد الابتدائي (Vp) والجهد الثانوي (Vs)، فتعرض الحاسبة فورًا نسبة اللفات وتبيّن لك ما إذا كان المحول رافعًا أم خافضًا للجهد. ويمكنك اختياريًا إدخال عدد اللفات الابتدائية (Np) لحساب عدد اللفات الثانوية المطلوبة (Ns)، وإدخال التيار الابتدائي (Ip) لحساب التيار الثانوي (Is).
شرح المعادلة
تُحسب النسبة بالعلاقة \( a = \frac{V_p}{V_s} \). فإذا كانت النسبة أكبر من 1 دلّ ذلك على أن الجهد الثانوي أقل من الابتدائي، أي إننا أمام محول خافض للجهد. أما إذا كانت النسبة أقل من 1 فهذا يعني أن جهد الخرج أعلى، أي محول رافع للجهد. ولأن القدرة محفوظة (\( V_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s \) في المحول المثالي)، فإن التيار يتغير عكسيًا: \( I_s = I_p \times a \)، ويكون عدد اللفات الثانوية \( N_s = \frac{N_p}{a} \).
مثال محلول
لنفترض أن Vp = 240 فولت، وVs = 12 فولت، وNp = 1000 لفة، وIp = 0.5 أمبير. عندئذٍ تكون نسبة اللفات $$ a = \frac{240}{12} = 20:1 \quad (\text{محول خافض}) $$ ويكون عدد اللفات الثانوية $$ N_s = \frac{1000}{20} = 50 \text{ لفة} $$ والتيار الثانوي $$ I_s = 0.5 \times 20 = 10 \text{ أمبير} $$ لاحظ أن الملف الثانوي ذا الجهد الأقل يحمل تيارًا أكبر بالتناسب.
الأسئلة الشائعة
هل تصلح هذه الحاسبة للمحولات الرافعة للجهد؟ نعم. أدخِل جهدًا ابتدائيًا أصغر من الجهد الثانوي (مثل 120 فولت إلى 480 فولت)، فتظهر النسبة أقل من 1 دلالةً على أن المحول رافع للجهد.
لماذا يكون التيار الثانوي أعلى من الابتدائي؟ لأن القدرة الداخلة تساوي القدرة الخارجة؛ فعندما ينخفض الجهد لا بد أن يرتفع التيار للحفاظ على ثبات حاصل ضربهما.
هل تنطبق هذه الحسابات على المحولات الحقيقية ذات الفواقد؟ تفترض المعادلات محولًا مثاليًا عديم الفقد بترابط مغناطيسي بنسبة 100%. أما المحولات الحقيقية فتعاني فواقد كفاءة طفيفة، لكن هذه النسب تبقى تقديرًا تصميميًا ممتازًا.
