|
:: نائب المشرف العام ::
تاريخ التسجيل: Jun 2009
الدولة: القاهرة - مصر
المشاركات: 11,652
|
|
نشاط [ ماجد عباس محمد ]
قوة السمعة:
|
|
21-05-2011, 08:33 PM
المشاركة 46
|
|
محولات التردد العالى
المحولات المصنوعة من شرائح الحديد تناسب العديد من الترددات لكن كلما ارتفع التردد، يزداد الفقد فى الشرائح، والسبب كما ذكرنا، التيارات الدوامية.
ما هى التيارات الدوامية؟ ببساطة كما نعرف أن عمل المحول مبنى على أن الجهد الموقع على الملف الابتدائى يولد تيار مناظر فى الملف الابتدائى فيولد مجال مغناطيسى مطابق للجهد الموقع عليه. تغير الجهد لكونه متردد يغير المجال مسببا لهذا المجال أن يقطع كل الوسط المحيط.
استخدام قلب حديدى يجمع غالبية المجال داخله فى محاولة لتركيزه على ملف الخرج و لكن لن يكون 100% وهو أحد أسباب عدم وصول الكفاءة إلى 100% . و طبعا أحد الأسباب أن الحديد لن يغلف كل الملف ليحتوى كل خط مجال متولد كما أن بعض الخطوط ستكون داخل الملف ولن تذهب للحديد بسبب سمك الملف .
قطع خطوط المجال لأى وسط يولد فيه جهد كهربى لأن هذا المجال الكهربى يسبب انحراف للإلكترونات حول الذرات لكن إن كان الوسط عازلا ، فهذا يعنى أن هذه الإلكترونات مرتبطة جيدا بالنواة و لن تتحرك مسببة تيار كهربى و بالتبعية يكاد يستحيل قياسه أما إن كان الوسط موصلا ، فهذه الإلكترونات تكون حرة قابلة للحركة وتسبب مرور تيار يمكن قياسه و استخدامه و طبقا لقانون أوم هذا التيار يتناسب مع المقاومة لكن الفولت سيكون دوما ثابت لأنه يعتمد على شدة المجال و معدل التغير.
مما سبق نجد أن الجهد يتولد فى السلك النحاسى بنفس المعدل الذى يتولد فى الحديد ولو نظرنا للقلب الحديدى داخل المحول نجد أنه يمثل لفة واحدة كاملة ، وعلى هذا يتولد فيه نفس الفولت المتولد على لفة واحدة من السلك و من المعدلات السابقة نجد أن هذا الفولت قليل فى المحولات ذات القدرة القليلة و المقطع الصغير و تزيد بزيادة القدرة و بالحساب بالنسبة للمحولات 50ذ/ث نجد أن القدرة بالوات = مربع مساحة القلب و عدد اللفات لكل فولت = 50 على مساحة المقطع فمثلا فى محول صغير لجهاز كاسيت 4 وات مثلا تكون مساحة المقطع 2 سم مربع و عدد اللفات = 50 ÷2 25 لفة / فولت و بالتالى لكل لفة يتولد 1 ÷ 25 فولت أى 40 مللى فولت
أما فى محول جهاز ستريو 100 وات مثلا تكون
مساحة المقطع 10 سم2 و عدد اللفات/فولت = 50÷10 =5 لفة/فولت و بالتالى يتولد لكل لفة 0.1 فولت
وهذا أكبر بكثير من القيمة لسابقة
طبعا ستقول أنه فى الحالة الأولى أفضل من الثانية و فى كلاهما لا يذكر!!
الإجابة ببساطة لا فقانون أوم يقول أن الخطر جسيم لأن المقاومة صغيرة جدا
كيف نتخلص من هذا الفولت وآثاره الضارة؟
لا يمكن التخلص منه لكن يمكن تقليل آثاره الضارة بزيادة المقاومة وذلك بجعل الحديد شرائح صغيرة معزولة عن بعضها فلا يستطيع التيار العبور من واحدة لأخرى و يقل ذلك من تأثيره بشدة. عند محاولة إعادة لف محول أو البدء من الصفر حاول أن تتأكد من هذا العزل فلو اتصلت الشرائح كهربيا – ببساطة – لا تجدى.
مجرد زيادة التردد، يزداد الفولت لكل لفة و بالتدريج يزداد الفولت و التيار و يأكل التحسن الذى صنعناه بالشرائح، و عند تردد 1000 أى أعلى 20 مرة من المعتاد يزداد الفولت بنفس النسبة فيصبح المثال الأول 40×20=800 مللى فولت و 0.1×20=2 فولت و بالتبعية التيار يزداد بنفس النسبة و الطاقة المفقودة = الفولت × التيار ستكبر 20×20=400مرة !! رقم كبير جدا
أى لو كان المحول الصغير يفقد 0.1 وات سيفقد 40 أى يصبح كاوية لحام.
هذا يفرض تقليل سمك الشريحة لزيادة مقاومة مسار التيار الدوامى. و من هنا نرى أن القلب الأصغر قد يكون أنسب لحاجته لعدد لفات لكل فولت أكبر، لكن القدرة الكلية تقل.
قد تظن أن الحل فى زيادة لفات الملف الابتدائى عما يجب فيقل عدد اللفات/فولت. بينما يبدو حلا مناسبا إلا أن الحث للملف يتناسب مع مربع عدد اللفات فلو ضربنا اللفات ×2 سيضرب الحث ×2×2 أى ×4 وهذا يقلل أداء المحول كما أنه يزيد السعة بين لفات الملف الابتدائى و الثانوى.
حقا لم نذكر كثيرا عن السعة سابقا لأن التردد كان 50 ذ/ث لكن مع زيادة التردد سيبدو أثرها واضحا.
الحل الاستمرار فى التصغير و بدلا من الشرائح نستخدم برادة الحديد وتعزل بالمادة الماسكة و تكون ذات طبيعة سيراميكية أو إيبوكسية لتوفير الصلابة وعدم الانصهار.
هناك مسميات عديدة حسب التركيب و الخواص و تقع تحت اسم فرايت و كل نوع له أنسب نطاق ترددى يعمل فيه ، فالخامات التى تستخدم للتعامل مع ترددات التليفزيون و الدش لا تناسب الميكرو ويف وهما لا يناسبان التردد 100 ك ذ/ث المستخدمة مع وحدات القدرة الحالية كتلك المستخدمة فى الحاسب و الشواحن الحالية.
القدرة لا تحسب بالطرق السابقة فقط تحدد كم وات تريد نقلها ثم تبحث لدى منتج ما عن قلب يستطيع ذلك وهو الذى يوضح ذلك و أيضا أفضل تردد و عدد اللفات/فولت أو حاول مع غيرة فالسوق ملئ .
عند لفها يراعى عدة عوامل حيث تلعب السعة الشاردة بين اللفات دورا خطيرا فى العملية
لو تريد أكفأ نقل، عادة "يبرم أو يضفر" الابتدائى والثانوى معا لكن إن شئت العزل الأفضل نضحى بقليل من الكفاءة مقابل العزل .
هذه النوعية من المحولات غزت مجال أجهزة عدم انقطاع التغذية ups حيث يمكن تشكيل الخرج على تردد عالى يصل 100ك ذ/ث مما يحسن الكفاءة بشكل ملحوظ و أيضا يقلل الوزن والحجم و بالتالى تكليف الشحن و يجعل استخدامها أسهل .
|