محول التيار ( Transformer )

محول نموذجي يتكون من ملفين سلكيين ملفوفين على قلب من صفائح الحديد، ويكون طرفا اللفيفة الأولية موصلين بمصدر الفولتية المطلوب تحويلها، كما أن طرفي اللفيفة الثانوية يكونان موصلين بالدائرة الكهربائية المطلوب نقل الكهرباء إليها.

مُحوِّل التيار جهاز يزيد أو ينقصُ فولتية (جهد) التيار الكهربائي المتناوب. تمدنا المحولات بطريقة سهلة وقليلة التكلفة لتحويل هذا الجهد الكهربائي، وتُمكِّن شركات القدرة الكهربائية من نقل التيار المتناوب بسهولة وكفاية، كما أنها تضمن الفولتية المناسبة للدوائر الكهربائية الخاصة بالأجهزة المنزلية والأضواء والمعدات الصناعية وغيرها من الآلات الكهربائية.

تتكوَّن معظم المحولات من ملفين سلكييَّن معزولين يُوصَّل أحدهما ـ ويُعْرف باللفيفة الأولية ـ بمصدر الفولتية المراد تحويلها. ويُطلق على هذه الفولتية اسم فولتية الدخل للمحول، في حين يقوم الملف الآخر المُسمى اللفيفة الثانوية بتزويد الدائرة الكهربائية المرادة بفولتية الخرج. وفي معظم المحولات، تُلَف اللفيفتان الأولية والثانوية حول قلب أجوف مصنوع من الحديد الرقيق، أو صفائح الفولاذ. وتكون معظم القلوب ذات شكل دائري، أو مربع. ولا يكون أحد الملفين متصلاً بالآخر. وتعمل المحولات بوساطة الحث (التأثير) الكهرومغنطيسي. ★ تَصَفح: الكهرومغنطيسية. وحين تطبق فولتية الدخل على اللفيفة الأولية، تولد تيارًا متناوبًا في الملف. وحين يسري التيار يحدث مجالاً مغنطيسيًا متغيرًا في قلب المحول. وحينما يتقاطع هذا المجال المغنطيسي مع اللفيفة الثانوية فإنه يُنتج فولتية متناوبة في الملف. فإذا تم وصل اللفيفة الثانوية بدائرة كهربائية، تسبب فولتية الخرج سريان تيار متناوب في الدائرة.

تكون النسبة بين فولتية الخرج وفولتية الدخل في المحول، مساوية للنسبة بين عدد لفات اللفيفة الثانوية إلى عددها في اللفيفة الأولية. فإذا كانت ف تمثل الفولتية و ن عدد اللفات، فحينئذ يكون:

ف الخرج/ف الدخل = ن الثانوية/ن الأولية

وفولتية الخرج أكبر من فولتية الدخل في محول تحتوي لفيفته الثانوية على عدد لفات أكثر من لفيفته الأولية. ومثل هذا المحول يُسمى رافعًا. أما إذا كان عدد لفات الملف الثانوي أقل من عدد لفات الملف الأولي فإن فولتية الخرج لابد أن تكون أقلَّ من فولتية الدخل. ويُطلق على هذا النوع من المحولات اسم المحول الخافض.

وفي وحدات توليد القدرة تزيد المحولات الرافعة فولتية التيار المتناوب الذي تنتجه المولدات، وتمكِّن الفولتية العالية من نقل التيار لمسافات طويلة دون خسارة سوى القليل من القدرة. وحينما يصل التيار المنطقة التي سيستعمل فيها، تنقص المحولات الخافضة الفولتية إلى المستوى الذي يحتاج إليه المستهلكون المحليون. ★ تَصَفح: القدرة الكهربائية.

ولبعض المحولات استخدامات خاصة. من ذلك أن المحولات ذات القلوب الهوائية وكذلك المحولات ذات القلوب المكونة من مسحوق الحديد قد تم تصميمها لمعالجة التيارات المتناوبة ذات التردد العالي. وتستعمل محولات الأجهزة لقياس الفولتيات والتيارات المتناوبة العالية جدًا. كما تُستعمل المحولات المتغيرة لتغيير كمية فولتية الخرج التي يتم توصيلها إلى الدائرة.

★ تَصَفح أيضًا: ملف الحث.