المحولات هي أجهزة كهربائية تتكون من ملفين أو أكثر من الأسلاك المستخدمة لنقل الطاقة الكهربائية عن طريق مجال مغناطيسي متغير، أحد الأسباب الرئيسية لاستخدامنا لجهود وتيارات التيار المتردد المتناوبة في منازلنا وأماكن العمل هو أن إمدادات التيار المتردد يمكن توليدها بسهولة بجهد مناسب، وتحويلها (ومن هنا جاء اسم المحول) إلى جهد أعلى بكثير ثم توزيعها في جميع أنحاء البلاد باستخدام الشبكة الوطنية للأبراج والكابلات لمسافات طويلة جدًا.
مبدأ عمل المحول الكهربائي
يمكن اعتبار محول الجهد مكونًا كهربائيًا وليس مكونًا إلكترونيًا، المحول هو في الأساس جهاز كهربائي كهرومغناطيسي ساكن (أو ثابت) بسيط للغاية يعمل على مبدأ قانون فاراداي للحث عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية من قيمة إلى أخرى، يقوم المحول بذلك عن طريق ربط دائرتين كهربائيتين أو أكثر باستخدام دائرة مغناطيسية متذبذبة مشتركة ينتجها المحول نفسه، حيث أن المحول يعمل على مبادئ “الحث الكهرومغناطيسي”، في شكل الحث المتبادل.
الحث المتبادل هو العملية التي يقوم من خلالها ملف من السلك بإحداث جهد مغناطيسي في ملف آخر يقع على مقربة منه، ثم يمكننا القول أن المحولات تعمل في “المجال المغناطيسي”، وتحصل المحولات على اسمها من حقيقة أنها “تحول” أحد مستويات الجهد أو التيار إلى مستوى آخر، المحولات قادرة على زيادة أو خفض مستويات الجهد والتيار لإمدادها، دون تعديل ترددها، أو كمية الطاقة الكهربائية التي يتم نقلها من ملف إلى آخر عبر الدائرة المغناطيسية.
يتكون محول الجهد أحادي الطور بشكل أساسي من ملفين كهربائيين من الأسلاك، أحدهما يسمى “الملف الأساسي” والآخر يسمى “الملف الثانوي”، في أغلب الكتب يتم تحديد الجانب “الأساسي” من المحول على أنه الجانب الذي يأخذ الطاقة عادةً، والجانب “الثانوي” هو الجانب الذي عادةً ما يوفر الطاقة، في محول الجهد أحادي الطور، يكون الأساسي عادةً هو الجانب ذو الجهد العالي.
لا يكون هذان الملفان على اتصال كهربائي مع بعضهما البعض ولكن بدلاً من ذلك يتم لفهما معًا حول دائرة حديد مغناطيسي مشتركة تسمى “النواة”، هذا اللب الحديدي الناعم ليس صلبًا ولكنه يتكون من صفائح فردية متصلة ببعضها البعض للمساعدة في تقليل الخسائر المغناطيسية للنواة.
ويتم عزل الملفين الأولي والثانوي كهربائيًا عن بعضهما البعض ولكن يتم ربطهما مغناطيسيًا من خلال القلب المشترك مما يسمح بنقل الطاقة الكهربائية من ملف إلى ملف آخر، عندما يمر تيار كهربائي عبر الملف الأولي، يتم تطوير مجال مغناطيسي يحفز الجهد في الملف الثانوي ومبدأ التشغيل الأساسي لمحول بسيط موضح أدناه.
