ما هي استخدامات محولات الجهد

أنظمة التحويلات الكهربائية هي أجهزة تستخدم لتحويل الجهد الكهربائي من مستوى إلى آخر. يمكن استخدامها في الدوائر الالكترونية لتحويل الجهد والتيار الكهربائي. وتنقسم أنظمة التحويلات الكهربائية إلى نوعين رئيسيين:

1- محولات الجهد: وهي أنظمة تحويل الجهد الكهربائي من مستوى إلى آخر. فمثلاً، يمكن استخدام محولة جهد لتحويل جهد كهربائي 220 فولت إلى جهد كهربائي 110 فولت.

2- محولات التيار: وهي أنظمة تحويل التيار الكهربائي من نوع إلى آخر. فمثلاً، يمكن استخدام محولة تيار لتحويل تيار كهربائي متردد إلى تيار كهربائي مستمر.

تحتوي أنظمة التحويلات الكهربائية على مكونات مختلفة، مثل الملفات الكهربائية والمحولات الحديدية والدوائر الإلكترونية، وغالبًا ما يتم دمج هذه المكونات معًا لتحقيق الأداء المطلوب. تستخدم أنظمة التحويلات الكهربائية في العديد من التطبيقات، مثل صناعة السيارات والتحكم الصناعي والتكنولوجيا الطبية والطاقة الشمسية والمزيد.

التحويلات الكهربائية المستخدمة في دوائر الطاقة تشمل:

1- التحويلات الكهربائية المستخدمة في تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، والعكس أيضًا. يتم ذلك باستخدام محولات الطاقة (Power Transformers) والوحدات الإمداد بالطاقة (Power Supplies).

2- التحويلات الكهربائية المستخدمة في تحويل الجهد. يتم ذلك باستخدام محولات الجهد (Voltage Transformers) ومحولات العزل (Isolation Transformers).

3- التحويلات الكهربائية المستخدمة في تحويل التيار. يتم ذلك باستخدام محولات التيار (Current Transformers) ومحولات الحمل (Load Transformers).

4- التحويلات الكهربائية المستخدمة في تحويل الطاقة من شكل إلى آخر، مثل تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية أو ميكانيكية. يتم ذلك باستخدام محركات كهربائية (Electric Motors) ومولدات كهربائية (Electric Generators) ومكبرات الصوت (Amplifiers) وحتى أجهزة الإضاءة (Lighting Devices).

هذه هي بعض التحويلات الكهربائية الأساسية المستخدمة في دوائر الطاقة. وتوجد أيضًا تحويلات أخرى متعددة الاستخدامات والتطبيقات في العديد من المجالات الكهربائية المختلفة.

تُستخدم دوائر التحويل في الأنظمة الكهربائية لتغيير الجهد الكهربائي من قيمة إلى قيمة أخرى حسب الحاجة، سواء كان ذلك لرفع الجهد في حالة انخفاضه إلى مستوى يساعد على نقل الطاقة عبر المسافات البعيدة، أو لخفض الجهد في حالة ارتفاعه إلى مستوى يمكن للأجهزة الكهربائية العادية التعامل معه، أو لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر والعكس. ويتم ذلك باستخدام محولات الجهد والتيار التي تحوّل الجهد والتيار إلى مستويات مختلفة. وتعتبر دوائر التحويل من العتاد الأساسي في الأنظمة الكهربائية، حيث تستخدم في العديد من التطبيقات المختلفة مثل توزيع الكهرباء، ونقل الطاقة عبر المسافات الطويلة، وتشغيل الأجهزة الكهربائية المختلفة.

تشتمل أدوات الإلكترونيات الصناعية على العديد من الأجهزة والأدوات المختلفة ، منها:

1- متعددة الأمتار: أداة تستخدم لقياس الجهد والتيار والمقاومة والتردد والسعة وغيرها من قياسات الدائرة الكهربائية.

2- جهاز توليد الإشارة : يستخدم لتوليد إشارات ترددي مختلفة ومستوياتها.

3- منظمات الجهد: تستخدم لتقليل اختلافات الجهد وحماية الأجهزة الإلكترونية من الأعطال.

4- مولد الوظيفة : تستخدم لتوليد إشارات متعددة مثل الموجات المربعة والمثلثية والموجات المنفذة والأمواج المستطيلة.

5- منظمات الجهد: يستخدم لتحويل الجهد من ذات النوع بين ترددي ومستمر.

6 – المولد الديجيتالي : تستخدم لتوليد إشارات رقمية للتحكم في الدوائر المختلفة.

7 – ملقم الوحدة المركزية (MCC) : تستخدم في الصناعة لتوصيل الأجهزة بين الوحدات المختلفة.

8 – المحولات : تستخدم لتحويل الجهد والتيار من مستوى واحد إلى آخر.

9 – حساسات الضغط المتوسط : تستخدم في الإلكترونيات الصناعية لقياس الضغط والتحكم في الدوائر.

10 – المستشعرات المتحركة : يتم استخدامها لجمع النتائج من حساسات الوحدة المختلفة وتحويلها إلى أشكال أخرى من الإشارات للتحكم في الدوائر المختلفة.

توجد عدة أنواع من الأجهزة التي يمكن استخدامها في قياس الجهد في الصناعة، ومن هذه الأنواع:

1- الملتيميتر: وهو جهاز يستخدم عادة في لقياس الجهد والتيار والمقاومة، ويمكن استخدامه في مجالات عديدة من الصناعة.

2- فولتميتر: وهو جهاز مخصص لقياس الجهد منخفض الجهد، ويستخدم عادة في تطبيقات الأمان والتحكم والتشغيل.

3- أوسكيلوسكوب: وهو جهاز يستخدم لرسم موجات الجهد على شاشة، ويستخدم في مراقبة وتحليل مختلف الأنظمة الإلكترونية.

4- ترانسفورمر الجهد: وهو جهاز يستخدم لتحويل الجهد من مستوى عال مثل 220 فولت إلى مستوى منخفض مثل 12 فولت، ويستخدم في تشغيل الأنظمة المتداولة المنخفضة الجهد.

5- تيارمتر: وهو جهاز يستخدم لقياس التيار الكهربائي ويمكن استخدامه في مجالات مختلفة من الصناعة.

هناك العديد من أنواع محولات الكهرباء المستخدمة في الصناعة، بما في ذلك:

1. محولات القدرة (Power transformers): وتستخدم لتحويل الجهد والتيار لنقل الطاقة الكهربائية عبر شبكات النقل والتوزيع.

2. محولات التوزيع (Distribution transformers): وتستخدم لتحويل الجهد والتيار في شبكات التوزيع الكهربائية لتوفير الكهرباء للمستخدمين النهائيين.

3. محولات العزل (Isolation transformers): وتستخدم لعزل الأجهزة الكهربائية والحماية من التيارات الزائدة والتشويش الكهرومغناطيسي.

4. محولات الرفع (Step-up transformers): وتستخدم لزيادة جهد الكهرباء من أجل نقلها عبر مسافات طويلة.

5. محولات الخفض (Step-down transformers): وتستخدم لتقليل جهد الكهرباء لتوفيرها للأجهزة والمعدات الكهربائية.

6. محولات العمودية (Vertical transformers): وتستخدم في التطبيقات الخاصة مثل أنظمة الإضاءة المسرحية ومحولات الصوت والفيديو.

7. محولات العاكس (Inverter transformers): وتستخدم في أنظمة التحويل المتردد إلى تيار مستمر والعكس.

هذه هي بعض الأنواع الشائعة لمحولات الكهرباء المستخدمة في الصناعة، وهناك أيضًا أنواع أخرى تستخدم لأغراض محددة في صناعات معينة.

يمكن التحكم في سرعة الكهرباء الساكنة باستخدام عدة طرق، منها:

1- استخدام محولات الجهد: حيث يتم استخدام محولات الجهد لتغيير الجهد الكهربائي المطبق على الحمل، مما يؤدي إلى تغيير سرعة الكهرباء الساكنة.

2- استخدام المتحكمات الإلكترونية: حيث يتم استخدام المتحكمات الإلكترونية للتحكم في تردد الكهرباء الساكنة والتي تؤدي بدورها إلى تحكم في سرعة المحرك المستخدم.

3- استخدام المقاومات: حيث يمكن استخدام المقاومات لتقليل تيار الكهرباء الساكنة، مما يؤدي إلى خفض قدرة الحمل وبالتالي تحكم في سرعة الحمل.

4- استخدام تقنية التحكم بالتردد: حيث يتم استخدام تقنية التحكم بالتردد لتحكم في تردد الكهرباء الساكنة وبالتالي تحكم في سرعة المحرك المستخدم. هذه الطريقة تستخدم بشكل كبير في تحكم سرعة المحركات الكهربائية.

يمكن التحكم في الكهرباء الساكنة باستخدام الأجهزة والمعدات اللازمة التي تستخدم لهذا الغرض. ومن بين هذه الأجهزة والمعدات:

1- مجموعات التحكم الكهربائية: وهي عبارة عن أجهزة تستخدم لتحويل الكهرباء الساكنة إلى حركية، وتساعد في التحكم في توزيع الكهرباء وتحويلها وفقًا للاحتياجات المحددة لذلك.

2- الترانسفورمر: وهو جهاز يستخدم لتحويل الجهد العالي إلى جهد منخفض، مما يساعد على توفير الكهرباء بشكل أكبر.

3- الكونتاكتور: وهو جهاز يستخدم للتحكم في توزيع الكهرباء وتحويلها لإدارة الأحمال، وتساعد على توفير الكهرباء بشكل أكبر على المدى الطويل.

4- الأجهزة الأوتوماتيكية: وهي أجهزة تستخدم لتحسين توزيع الكهرباء وتحويلها وفقاً للاحتياجات المحددة لذلك، حيث يتم الاستقرار على نظام الجهد المناسب.

5- الأجهزة الحماية: وهي أجهزة تستخدم لحماية الابتكارات الإلكترونية من أي ضرر قد يتعرضون له في حالات تغير الجهد الكهربي.

توجد العديد من الطرق المختلفة لضبط الكهرباء الساكنة في الشبكات الكهربائية، ومنها:

1. زيادة المقاومة: يمكن زيادة المقاومة داخل الدائرة الكهربائية لتقليل التيار الكهربائي وبالتالي خفض الفرق الكهربائي.

2. تغيير الجهد: يمكن خفض الجهد المتداول في الشبكة الكهربائية باستخدام محولات جهد.

3. استخدام المكثفات: يمكن استخدام المكثفات لتخزين الطاقة الكهربائية وتفريغها في الوقت المناسب للحد من الكهرباء الساكنة.

4. استخدام المفاتيح الكهربائية: يمكن استخدام المفاتيح الكهربائية لتحكم في تدفق الكهرباء الساكنة داخل الشبكة الكهربائية.

5. تركيب الآلات الكهربائية المناسبة: يمكن استخدام الآلات الكهربائية المناسبة مثل المحركات المغناطيسية للحد من الكهرباء الساكنة عند بدء تشغيل الآلات.

تتضمن المنظمات المستخدمة في التيار الكهربائي المستمر:

1- المنظم الخطي (Linear Regulator): يستخدم لتحويل الجهد المتغير إلى جهد ثابت. يتميز بأنه بسيط ورخيص وسهل التصنيع ولكنه يستهلك الطاقة ولا يصلح للتطبيقات العالية الكفاءة.

2- المنظم الانتقالي (Switching Regulator): يستخدم لتحويل الجهد المتغير إلى جهد ثابت. يتميز بكفاءة عالية ولكنه أكثر تعقيدًا وتكلفةً.

3- المنظم الموجي (Zener Diode Regulator): يستخدم لتحويل الجهد المتغير إلى جهد ثابت. يتميز بأنه بسيط ورخيص ولكنه يعتمد على إشارة ثابتة من الجهد الداخلي.

4- المنظم المخرج (LDO Regulator): يستخدم لتحويل الجهد المتغير إلى جهد ثابت. يتميز بأنه بسيط ورخيص ولكنه يستهلك الطاقة أكثر من المنظم الانتقالي.