كيف يتم تحويل الجهد إلى الحالية

من المستحيل تحويل التيار إلى جهد أو جهد ، لأن هذه ظواهر مختلفة اختلافًا جذريًا. يتم قياس الجهد في نهايات الموصل أو مصدر EMF ، في حين أن التيار عبارة عن شحنة كهربائية تتحرك عبر مقطع عرضي للموصل.

لا يمكن تحويل الجهد أو التيار إلا إلى جهد أو تيار بمقاس مختلف ، وفي هذه الحالة يتحدثون عن تحويل الطاقة الكهربائية (الطاقة).

إذا انخفض الجهد أثناء تحويل الطاقة الكهربائية ، فإن التيار يرتفع ، وإذا ارتفع الجهد ، فإن التيار ينخفض. سوف تكون كمية الطاقة في المدخلات والمخرجات هي نفسها تقريبا (ناقص ، بالطبع ، الخسارة في عملية التحويل) وفقا لقانون الحفاظ على الطاقة.

هذا لأن الطاقة الكهربائية A هي في البداية الطاقة المحتملة (طاقة الموقع في مجال كهربائي) لشحنة كهربائية ، أي A = U * q. والتيار I - ليس أكثر من حركة الشحنة q في المجال الكهربائي بمرور الوقت t ، أي I = q / t.

لذلك ، في عملية تحويل الطاقة A1 = U1 * q1 عند الإدخال - إلى طاقة A2 = U2 * q2 عند إخراج جهاز تحويل معين - إما أن الفرق المحتمل (U2

أو تقل كمية الشحن المنقولة لكل وحدة زمنية (q2

لتنفيذ مثل هذا التحويل من الطاقة الكهربائية ، يستخدمون ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، التي اكتشفها مايكل فاراداي في أواخر صيف عام 1831 ، وتستخدم اليوم في المحولات وفي محولات الجهد النبضي لتقليل أو زيادة الجهد (على التوالي ، لزيادة أو تقليل التيار). بعد ذلك ، نحن نعتبر عملية هذا التحول بعبارات عامة.

عندما يتغير التيار I (الزيادة والنقصان) في ملف موصل مع محاثة L - يتغير المجال المغناطيسي B المتولد عن هذا التيار ويخترق المنطقة S المحدودة بسبب هذا الملف - التدفق المغناطيسي Φ = B * S = L * I.

ما مدى سرعة تغير التيار I في الملف - وكذلك يتغير التدفق المغناطيسي Φ ، متغلغلًا في المنطقة S المحددة بهذا الملف. التيار المتناوب I في الملف يتناسب طرديا مع الجهد U المطبق على نهايات الملف. وبالتالي ، كلما كانت السعة U أكبر ، زاد اتساع التيار I في الملف وزاد اتساع التدفق المغناطيسي co للملف مع التيار.

أظهر مايكل فاراداي أن التدفق المغناطيسي المتغير بمرور الوقت قادر على إحداث EMF (الجهد) في دائرة تغطي المنطقة من هذا التدفق المغناطيسي المتغير ، وأن معدل التغير في التدفق المغناطيسي dF / dt يؤثر على حجم EMF الناتج: كلما زاد معدل تغير التدفق المغناطيسي ، كلما زاد معدل تغير التدفق المغناطيسي الجهد في نهايات الدائرة.

وبالتالي ، إذا وضعنا ملفًا آخر (ثانويًا) في مدى التدفق المغناطيسي المتغير ، فسوف يتم حث EMF (الجهد عند النهايات) فيه ، بما يتناسب مع معدل التغير في التدفق المغنطيسي - كلما زاد التدفق المغنطيسي وأسرع تغييره - زاد الحث في الثانوية لفائف EMF. إذا كان هناك العديد من المنعطفات الثانوية (N) وكانت متصلة في سلسلة ، ثم EMF المستحث سوف تضيف ما يصل فيها.

وإذا كانت الدائرة الثانوية مغلقة ، فإن الشحنة (الحالية) التي تتحرك على طولها ستخلق تدفقها المغناطيسي الخاص ، في مقابل التدفق المغناطيسي الأساسي في الاتجاه وعلى قدم المساواة في حجمها.

إذا كانت دورات الدائرة الثانوية متشابهة تمامًا مع الدوران الأساسي في الخواص المغناطيسية والشكل والحث ، في هذه الحالة ، سيتم تقسيم التيار الناجم عن EMF المستحث بالتساوي بين جميع المنعطفات الثانوية. لذلك ، كلما زاد عدد المنعطفات المتصلة في السلسلة - يتم الحصول على مزيد من الجهد عند الإخراج وسيتم إخراج التيار عند إغلاق الدائرة للحمل.

إنه يعمل على هذا المبدأ محولزيادة أو تقليل الجهد بالتناوب ، وبالتالي ، خفض أو زيادة التيار المتردد. إذا كان هناك عدد أكبر من المنعطفات الأولية والثانوية ، فسيكون هناك تيار أكثر لكل دورة من الملف الثانوي ، ولكن الجهد في نهايات الملف الثانوي سيكون أقل في المجموع (بما يتناسب مع نسبة المنعطفات في اللفات) ، أي أن التيار الناتج سيزداد مقارنة مع المدخلات ، والجهد سوف تنخفض.