التدفق المغناطيسي في محول: 9 حقائق يجب أن تعرفها


المحولات حيوية في أنظمة الطاقة الكهربائية الصناعية والتجارية. هنا ، يتم شرح بعض الحقائق حول التدفق المغناطيسي في المحولات.

الشرط الضروري لعمل المحول هو تدفق مغناطيسي متغير بمرور الوقت ، والذي بدوره يحفز emf في اللفات. يساعد التدفق المغناطيسي المتناوب على نقل الطاقة من الملف الأولي إلى الملف الثانوي. اللب المغناطيسي في المحول هو ما يركز التدفق المغناطيسي في اللفات.

تتم مناقشة المزيد من الحقائق حول التدفق المغناطيسي في المحولات أدناه.

ما هو التدفق المغناطيسي في المحولات؟

يعطي قياس خطوط المجال المغناطيسي التي تمر عبر سطح مغلق التدفق المغناطيسي الموجود في السطح. يعطي تقديرًا للمجال المغناطيسي الصافي الذي يعبر منطقة معينة.

تم تطوير التدفق المغناطيسي في المحولات بسبب تغير المجال الكهربائي أو التيار في اللفات الأولية. هذا بسبب الحث المتبادل أو قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.

تتركز خطوط القوة المغناطيسية التي تم تطويرها بسبب التيار المتردد بواسطة قلب الحديد أو أي قلب مغناطيسي في المحول. المسار أو رابط التوصيل بين اللفات الأولية والثانوية هو هذا التدفق المغناطيسي.

ما هو مصدر التدفق المغناطيسي في المحولات؟

يتكون المحول بشكل أساسي من ملفين أو ملفين يعرفان باسم الملف الأولي والملف الثانوي. يتم توفير تيار متناوب من خلال اللفات الأولية التي تنتج تدفقًا مغناطيسيًا بسبب الحث المتبادل.

يعتمد عمل المحول على مبدأ الحث المتبادل حيث يحفز التدفق المغناطيسي الناتج عن التيار المتردد أو الجهد في اللفات الأولية emf في اللفات الثانوية التي تشكل الإخراج.

التدفق المغناطيسي في المحولات
عمل محول
اعتمادات الصورة: ويكيميديا ​​كومنز

التيار المتغير الذي يمر عبر الملف الأساسي يولد خطوط مجال مغناطيسي حوله. نظرًا لأن قوة المجال المغناطيسي تزيد ، فإن قلب الحديد الناعم يركز على التدفق المغناطيسي وبالتالي يشكل مسارًا إلى الملف الثانوي.

يتغير التيار المتغير المرتبط بالملف الأولي المجال المغناطيسي ، وبالتالي بسبب هذا التدفق المغناطيسي المتغير ، يتم تحفيز التيار في الملف الثانوي.

ما هي أهمية التدفق المغناطيسي في المحولات؟

يعتبر التدفق المغناطيسي عاملاً مهمًا في عمل المحولات لأن عمل المحول يعتمد على مبدأ الحث المتبادل. التدفق المغناطيسي هو العامل الذي يربط الملفين الأولي والثانوي ، والتدفق المغناطيسي المتغير هو ما ينتج emf في الملف الثانوي.

يتكون المحول من ملفين ، ملف أولي وثانوي ، ولا يتم توصيلهما كهربائياً بواسطة دائرة أو سلك. بدلا من ذلك هم فقط مرتبطين استقرائيا. من خلال الملف الأساسي ، يتم توفير تيار متناوب. هذا التيار المتغير من الحد الأدنى إلى القيمة القصوى في كل دورة يولد مجالًا مغناطيسيًا داخل الملف وحوله.

يحتوي المحول أيضًا على قلب مغناطيسي ، معظمه من الحديد الناعم ، يتم لف الملفين الأولي والثانوي حوله. يركز هذا القلب على المجال المغناطيسي المتولد حول الملف الأساسي ويربط الملف الثانوي. يظل الملف الثانوي بالقرب من التدفق المغناطيسي المتغير الذي يحفز emf في الملف.

كيف تحسب التدفق المغناطيسي للمحول؟

يمكن وصف التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر أي مستوى بدقة على أنه عدد خطوط الحث المغناطيسي أو المجال الذي يمر عبر نفس المستوى.

في مجال مغناطيسي موحد تعطى شدة الحث المغناطيسي بواسطة B ومنطقة المستوى في الاتجاه العمودي لاتجاه المجال المغناطيسي بواسطة S ، ثم يتم التعبير عن التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر المستوى φ بواسطة منتج B و S.

يتم إعطاء التعبير العام عن التدفق المغناطيسي من حيث تكامل المجال المغناطيسي على مساحة السطح.

متكامل b.ds حيث ds هو متجه متناهي الصغر

بالنسبة للمحول ، غالبًا ما يتم استخدام كثافة التدفق المغناطيسي. يتم إعطاء التعبير عن أقصى كثافة تدفق مغناطيسي بواسطة

أين،

V = جهد جذر متوسط ​​التربيع المطبق (بالفولت)

f = التردد (بالهرتز)

N = عدد المنعطفات على اللفات حيث يتم تطبيق الجهد V

أ = مساحة المقطع العرضي للدائرة المغناطيسية (بالمتر2 )

ما هو النواة المغناطيسية في المحولات؟

يعمل اللب المغناطيسي كمسارات للتدفق المغناطيسي في المحولات. تعمل كحلقة وصل بين اللفات الأولية والثانوية للمحول ، مع تركيز التدفق المغناطيسي الناتج عن الملف الأساسي وتوجيههم إلى الملف الثانوي. النوى المغناطيسية هي مواد مصنوعة من مركبات مغناطيسية حديدية.

تتمتع هذه النوى المغناطيسية بنفاذية عالية حيث يمكنها تركيز خطوط المجال المغناطيسي وتشكيل مسار لتوجيه المجالات المغناطيسية في المحولات أو غيرها من الأجهزة الكهربائية أو المغناطيسية.

المواد المستخدمة بشكل شائع في النوى المغناطيسية هي الحديد الصلب ، وحديد الكربونيل ، والفولاذ غير المتبلور ، والصلب السيليكوني ، والقلب المغناطيسية الرقائقية ، وما إلى ذلك. يثبت الحديد اللين أنه أفضل نواة مغناطيسية للاستخدام في المحولات نظرًا لأن نفاذية المغناطيسية عالية.

النوى المغناطيسية مغلفة المستخدمة في المحولات
اعتمادات الصورة: ويكيميديا ​​كومنز

كيف يتغير التدفق المغناطيسي في المحولات؟

في المحولات ، يتم إنتاج التدفق المغناطيسي نتيجة لتغير المجال الكهربائي (أي التيار المتردد).

يحدث التغيير في التدفق المغناطيسي في المحول بسبب الاختلافات في التيار الذي يوفره مصدر التيار المتردد. يوفر مصدر التيار المتردد تيارًا متناوبًا يختلف من القيم السلبية إلى القيم الموجبة في كل دورة. تنتج هذه الاختلافات خطوط مجال مغناطيسي حول اللفات الأولية.

نظرًا لأن التغيير في المجال الكهربائي (أي ، حيث تنتقل القيمة الحالية من حد أدنى إلى حد أقصى) يصبح أعلى ، كذلك يتغير التغيير في التدفق المغناطيسي.

ما هي كثافة التدفق المغناطيسي للمحول؟

كثافة التدفق المغناطيسي هي تقدير لمقدار المجال المغناطيسي المركز حول المغناطيس أو تيار كهربائي متغير. إنها كمية متجهة. عادة ما يتم إعطاء كثافة التدفق المغناطيسي بواسطة

أين

φ هو التدفق المغناطيسي (في webers) و

أ هي المساحة بالمتر المربع (م2)

إذا تم تحسين كثافة التدفق المغناطيسي في النوى ، فيمكن أن تقلل من حجم المحولات ، مما يقلل من تكلفة المعدات وكذلك تكلفة المواد مثل السيليكون والحديد والنحاس والكربون ، إلخ.

التدفق المغناطيسي في محول: المشكلة

ابحث عن المنعطفات الأولية لمحول أحادي الطور 444V / 222V ، 50 هرتز مع مساحة المقطع العرضي الأساسية 80 سم 2 ، وكثافة تدفق قصوى تبلغ 2 T.

نعلم أن المعادلة التي تحتوي على المنعطفات الأولية وكثافة التدفق المغناطيسي معطاة

بادئ ذي بدء ، سنكتب التفاصيل المعطاة.

معطى ، V = 444 V (جهد إدخال الملف الأساسي)

و = 50 هرتز

أ = 80 سم2 = [

Bماكس = 2 ت

N = غير معروف

من المعادلة الواردة في بداية الحل ، يمكننا إعادة ترتيب الحدود للحصول على N.

ن = 125

ومن ثم فإن عدد المنعطفات هو 125.

الملخص

ومن ثم ، تقدم هذه المقالة وصفًا تفصيليًا للتدفق المغناطيسي في المحول ، وأهميته ، وحول النواة المغناطيسية وأهميتها جنبًا إلى جنب مع مشكلة الممارسة التي ستساعد على فهم المفاهيم بشكل أفضل.

ديكشا دينيش

مرحبًا ، أنا Deeksha Dinesh ، أتابع حاليًا التخرج في الفيزياء مع تخصص في مجال الفيزياء الفلكية. أحب تقديم المفاهيم بطريقة أبسط للقراء.

آخر المقالات

رابط إلى هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيكل وخصائص NaOH Lewis: 17 حقائق كاملة

هيدروكسيد الصوديوم عبارة عن قاعدة غير عضوية قوية ذات كتلة مولية 40 جم / مول. دعونا نناقش المزيد من هيدروكسيد الصوديوم في المقالة التالية. NaOH عبارة عن قاعدة معدنية قلوية ، لذا فإن طبيعة القاعدة قوية جدًا. إنه أيوني ...