في المحولات الكهربائية، هناك مجموعة من البيانات النموذجية التي تساعد في فهم أداء المحول وعلاقاته المختلفة بين التيار والجهد ونسبة التحويل والاستطاعة. فيما يلي شرح لهذه البيانات:
1. تيار اللاحمل (No-Load Current):
- تعريف: هو التيار الذي يسحبه المحول عند عدم وجود حمل على طرفيه الثانوي، ويكون المحول موصولًا فقط إلى الجهد المطبق. يتم قياس هذا التيار على الملف الابتدائي.
- العلاقة مع الجهد النسبي: تيار اللاحمل يتناسب طرديًا مع الجهد المطبق على الملف الابتدائي للمحول. مع ارتفاع الجهد النسبي، يزداد تيار اللاحمل. ومع ذلك، التيار يكون عادة صغيرًا (عادة بين 1% إلى 5% من التيار الاسمي).
- مكوناته: يتكون تيار اللاحمل من مكونين رئيسيين:
- المكون المغناطيسي: المسؤول عن إنتاج الفيض المغناطيسي في القلب الحديدي.
- المكون النشط: المسؤول عن تعويض ضياعات الحديد (التسخين الناتج عن الخسائر في القلب الحديدي).
2. التوتر النسبي (Per-Unit Voltage):
- تعريف: التوتر النسبي هو نسبة التوتر المطبق إلى التوتر الاسمي للمحول. يستخدم عادة في تحليل الأنظمة الكهربائية لتبسيط الحسابات.
- العلاقة مع تيار اللاحمل: عند زيادة التوتر النسبي فوق التوتر الاسمي، يزداد تيار اللاحمل لأن الفيض المغناطيسي في القلب الحديدي يزداد مع الجهد، مما يزيد من الضياعات المغناطيسية.
3. نسبة التحويل (Transformation Ratio):
- تعريف: هي النسبة بين عدد لفات الملف الابتدائي إلى عدد لفات الملف الثانوي، والتي تحدد العلاقة بين الجهد الابتدائي والثانوي للمحول.
- الصيغة:
[
\text{نسبة التحويل} = \frac{V_{الابتدائي}}{V_{الثانوي}} = \frac{N_{الابتدائي}}{N_{الثانوي}}
] - الجهد والتيار: نسبة التحويل تحدد الجهد والتيار على جانبي المحول. إذا كانت نسبة التحويل 10:1، فإن الجهد الابتدائي يكون 10 أضعاف الجهد الثانوي، بينما يكون التيار الثانوي 10 أضعاف التيار الابتدائي تقريبًا (مع إهمال الضياعات).
4. الاستطاعة الاسمية للمحول (Rated Power):
- تعريف: هي أقصى استطاعة كهربائية يمكن أن ينقلها المحول بشكل مستمر دون أن يتعرض للضرر، وتقاس عادة بالفولت-أمبير (VA) أو الكيلو فولت أمبير (kVA).
- العلاقة مع الجهد والتيار:
P = V * I
]حيث:- ( P ): الاستطاعة الاسمية (VA أو kVA)
- ( V ): الجهد
- ( I ): التيار
العلاقة بين البيانات:
- تيار اللاحمل يرتبط مباشرة بالجهد المطبق، وازدياد التوتر النسبي يؤدي إلى زيادة في تيار اللاحمل.
- نسبة التحويل تحدد العلاقة بين الجهد الابتدائي والثانوي وتؤثر على توزيع التيار عبر الجانبين.
- الاستطاعة الاسمية تمثل الحد الأقصى للاستطاعة التي يمكن للمحول نقلها دون إتلافه، وهي محددة بالنسبة للجهد والتيار الاسميين.
الخلاصة:
العلاقة بين تيار اللاحمل والتوتر النسبي ونسبة التحويل والاستطاعة الاسمية تُظهر كيف يتفاعل المحول مع الجهد والتيار، مع التركيز على أن نسبة التحويل تحدد توزيع الجهد والتيار بين الجانبين، بينما التيار اللاحمل والتوتر النسبي مرتبطان بالحقل المغناطيسي والضياعات في المحول.
