ماهي اسباب الدخان الاسود في محركات

يعتمد محرك البنزين علي حرق خليط الهواء و الوقود لانتاج الطاقة المطلوبة و لديه ثلاثة انواع من الخليط :- 

الخليط الفقير Lean Mixture : ويعني ان كمية الوقود بسيطة بالمقارنة مع كمية الهواء اي النسبة اعلي 14.7 جرام من هواء مقابل 1 جرام بنزين تعتبر خليط فقير و ينتج من هذا الخليط طاقة منخفضة و حرارة عالية و ثاني اكسيد كربون و اول اكسيد النايتروجين و مميزاته ان استهلاك الوقود يكون منخفض جداً .

الخليط المتجانس stoichiometric mixture : و تكون النسبة فيه 1 جرام بنزين مقابل 14.7 جرام هواء و هو الخليط الانسب لانه ينتج طاقة متوسطة و كمية بسيطة من ثاني اكسيد الكربون + ماء و استهلاك الوقود يكون مناسباً .

الخليط الغني Rich Mixture : و يعني ان كمية الوقود المطلوبة اكثر من الهواء اي نسبة اقل من 14.7 جرام هواء مقابل 1 جرام بنزين تعتبر خليط غني و يعطي طاقة عالية و كمية ثاني اكسيد كربون كثيرة و استهلاك عالي للوقود .

جميل لكن ما علاقة انواع الخليط بالدخان الاسود ؟ 

الدخان الاسود يعني ان خليط المحرك غني و له عدة اسباب منها :- 

1/ مصفاة الهواء المتسخة او التالفة ( انظر الصورة 2 ) : من اكثر الاشياء التي يهملها السائقين هي مصفاة الهواء و عند تلفها تمنع الهواء من الدخول للمحرك بالكفأة المطلوبة و بالتالي تصبح كمية الهواء قليلة بالمقارنة مع البنزين و يظهر الدخان الاسود .

2/ المكربن ( الكاربريتر ) : في السيارات القديمة يكون الكاربريتر مسؤل عن ضبط خليط الهواء و الوقود و عند حدوث خلل به قد يضخ كمية وقود اكثر من اللازم و بالتالي يظهر الدخان الاسود .

3/ البخاخات التالفة ( انظر الصورة 3 ) : مع الزمن و الاستهلاك تتلف البخاخات مما يجعلها تضخ كمية وقود كبيرة اكثر من المطلوب و بالتالي يصبح الحريق غني و يظهر الدخان الاسود .

4/ منظم ضغط الوقود Fuel pressure regulator : مهمة منظم ضغط الوقود هو المحافظة على ضغط ثابت قدر الامكان و في بعض الاحيان يتعطل منظم ضغط الوقود مما يزيد الضغط داخل مسطرة الوقود و بالتالي تجبر البخاخات علي ضخ كمية وقود اكبر و يظهر الدخان الاسود .

5/ حساس ماس Mass او حساس ماب Map ( انظر الصورة 5 و 6 ) : بعض المحركات تستخدم حساس ماس لقياس كمية الهواء الداخلة للمحرك و البعض الاخر يستخدم حساس ماب و بعض المحركات تستخدم الحساسين معا و عند حدوث خلل في هذا الحساس قد يخبر كومبيوتر السيارة ان كمية الهواء الداخلة اكبر من الكمية الحقيقة و بالتالي يزيد الكومبيوتر من كمية الوقود ويصبح الخليط غني و يظهر الدخان الاسود و في الغالب يظهر ضوء فحص المحرك Check Engine . 

6 / حساس الاوكسجين / حساس العادم O2 Sensor : مهمة حساس الاوكسجين هو مراقبة كمية الاوكسجين المتبقية في غازات العادم و بالتالي تحديد ما اذا كان الحريق فقير ام متجانس ام غني و يرسل هذه البيانات للكومبيوتر و في بعض الاحيان يتعطل الحساس و يرسل لكومبيوتر السيارة ان الحريق فقير فيبدأ كومبيوتر السيارة بزيادة كمية الوقود و يظهر الدخان الاسود وفي الغالب يظهر ضوء فحص المحرك Check Engine .

7/ تلف كومبيوتر السيارة : في بعض الأحيان يتعطل كومبيوتر السيارة و تختل القيم و تصبح عملية ضخ الوقود عشوائية و قد يظهر الدخان الاسود نتيجة لهذا الخلل .

اذن ماذا افعل اذا ظهر الدخان الاسود ؟ 

1/ قم بفحص حالة مصفاة الهواء و تاكد من انها جيدة .

2/ اذا يوجد ضوء فحص المحرك Check Engine قم بفحص السيارة بالكومبيوتر لتحديد الخلل .

3/ اذا لا يوجد ضوء فحص المحرك Check Engine اذهب بالسيارة لورشة متخصصة لفحص البخاخات و منظم ضغط الوقود .

4/ اذا كانت السيارة كاربريتر قم بمراجعة الكاربيتر عند فني مختص .

في كل الاحوال لا تهمل الدخان الاسود و دمتم سالمين 

كيفية اذابة الثلج فى الثلاجات من أهم مميزات ثلاجة ‏No Frost ‎والتى اشتق منها اسم هذا النوع من الثلاجات المنزلية#

كيفية اذابة الثلج فى الثلاجات من أهم مميزات ثلاجة No Frost والتى اشتق منها اسم هذا النوع من الثلاجات المنزلية هو عدم تراكم ثلج على مواسير المبخر رغم وجود بخار الماء فى حيز الثلاجة بوجود سخان كهربى حول مواسير الفريزر يعمل بتردد محسوب فيذيب الثلج أولا بأول ويحكم عمل السخان على فترات زمنية معينة تايمر ميكانيكى أو إلكترونى رقمى يقسم الوقت بين فترة عمل الضاغط (تبريد) وفترة عمل السخان (إذابة الثلج المحتمل) .أى أن التايمر وهو محور عمل ثلاجة اللاثلج عبارة عن مفتاح زمنى ثنائى الخرج ( طرف 2 وطرف 4) وأحادى المدخل (طرف 3) أى (SPDT) ،التايمر مكون من موتور صغير بأكس على شكل ترس يدير كامة ، كامة التايمر بدورنها من الموتور تقطع دورة كاملة فى 380 دقيقة وبمحيط الكامة بروز يعمل كمشغل Actuator طوله بالنسبة لمحيط الكامة 1:18 , وبمرور البروز بمحازاة رافعة تلامس يحول كونتاكت تلامس من نوع SPDT (أحادى الدخل ثنائى الخرج) لتصل نقطة رقم (3) (الممثلة للخط الحار L) بالطرف رقم (2) ( طرف دائرة السخان ) ويستمر وضع التوصيل لمدة 20 دقيقة يرحل بعدها بروز الكامة بعيد عن رافعة مفتاح التلامس ليعود توصيل المدخل 3 بالمخرج 4 المغذى لدائرة الضاغط ومروحة المبخر وليستمر وضع التوصيل لمدة 6 ساعات متصلة لايقطعها سوى فصل وتوصيل الثرمستات .

فى دورة اذابة الثلج (20 ق) و تغذية دائرة السخان بالكهرباء من خلال الطرف 2 بالتايمر يشع حرارة تذيب ثلج المبخرفتأخذ حرارة مواسير المبخر فى الارتفاع تدريجيا حتى تصل إلى درجة يحددها المصمم وعادة ما تكون 7 درجات مئوية فوق الصفر مما نضمن إذابة الثلج كاملا يتم قطع التيار عن السخان حتى لا ترتفع حرارته أكثر عن طريق متحكم وحساس حرارى من سبيكة أشباة الموصلات عالية التركيز من الشوائب الاكسيدية تعمل كمقاومة حرارية بمعامل موجب (PTC) فتصل مقاومتها إلى بضع عشرات من الميجا قاطعة التيار عن ملف السخان ولا تنتظر قطعه بمرور العشرون دقيقة كما فى الشكل ش (3) تسمى تلك المقاومةبمنظم إذابة الثلج Defrost Thermo state ووقاية من التجاوز الحرارى لحدوث قصر بعنصر التحكم فى اذابة الثلج تحتوى الدائرة على مقاومة حرارية ثرموستر(يسمى الثرموديسك لشكله القرصى) تصل مقاومتها إلى بضع مئات من الميجا عند درجة حرارة 40 مئوية فتقطع تيار الدائرة حتى أن البعض يطلق عليها الفيوز الحرارى .

بمرور فترة 20 ق المخصصة لإذابة ثلج المبخر تبدء فترة عمل الضاغط لمدة 360 ق ثم تتكرر الدورة

المؤقت الزمنيNE555.....المؤقت هو عبارة عن دارة متكاملة تملك تمانية أقطاب و يستخدم على نطاق واسع و تطبيقات متعددة ‏

•و صف و توزيع الأقطاب•

 القطب 1 : الأرضي وهو الأكثر سلبية في الدارة و يوصل عادة الى النقطة المشتركة في الدارة عندما تتم تغديتها من المنبع الموجب

القطب 2: وهو مدخل القدح trigger الذي يحدد الحالة التي يكون فيها الدارة 555 بالمشاركة مع مدخل العتبة القطب 6 اذ يقارن جهد مذخل القدح مع جهد العتبة .

القطب 3: الخرج  out ينتقل الجهد على القطب الخرج الى مستوى مرتفع اقل ب 1.7 فولت من جهد التغدية و ذلك عند بدأ دورة الموقت   و يعود الخرج الى مستوى منخفض قريب من الصفرفي نهاية دورة المؤقت.

القطب 4: مدخل التصفير reset  اذا طبق على هذا القطب مستوى منطقي منخفض يعاد تصفير المؤقت و يعود الخرج الى الحالة المنخفضة يوصل هذا المدخل في الحالة الطبيعية الى الخط التغدية الموجب عند عدم الحاجة لاستخدامه .

القطب 5: مداخل لتحكم control voltage في الجهد يسمح هذا القطب بتغير الجهدي القدح و العتبة عن طريق تطبيق جهد خارجي عليه , عندما يشغل المؤقت في نمط المهتز عديم الاستقرار يمكن استخدام هذا المدخل لتعديل الخرج تردديا , و عند عدم الحاجة لاستخدامه ينصح ربط المكتف صغير بين القطب 5 و الارض لتلافي حصول قدح خاطئ بنتيجة الضجيج .

القطب 6: مدخل جهد العتبة threshold.

القطب 7: قطب التفريغ هو مخرج من نوع هجمع مفتوح وهو متوافق في الطور مع المخرج الرئيسي القطب 3 و له نفس المقدرة في تصريف التيار ...

القطب 8: جهد التغدية +Vcc+ وهو قطب التغدية الموجبة للدارة 555 مجال جهد التغدية بين 4.5 الى 18 فولت ...

الصورة1 توضح توزيع الاقطاب...

•المميزات العامة•

زمن التوقيت عن العمل صغير

ترددالتشغيل الأعضمي حتى 500KHz

التوقيت الزمني من عدة مايكروا ثانية و حتى عدة ساعات..

يمكن تشغيله كمهتز أحادي الاستقرار يولد نبضة واحدة أو مهتز عديم الاستقرار يولد سلسلة غير منتهية من النبضات تتكرر بشكل دوري و مضبوط زمنيا بدقة .

تيار الخرج عالي بحدود 200 ميللي امبير

يمكن ضبط الدور للنبضة اي نسبة النبضةالموجبة أو النبضة السالبة الى الصفر

المخرج متوافق تماما مع الدارات الرقمية و المنطقية نوع TTL عند تغديته بجهد 5 فولت فيمكننا استغلال هذا الوقت تماما في الدارات الرقمية TTL .

استقرار تجاه تغيرات درجة الحرارة هو من رتبة 0.005 لكل درجة مئوية واحدة ...

الدائرتان الاشهر ل555هما

•الوضع الأحادي الإستقرار (monostable) :

عند ربط المؤقت 555 كما في الصورة2   يكون في الوضع الأحادي الإستقرار.

في هذا الوضع يكون مخرج المؤقت (الطرف 3) في وضعه العادي عند الوضع المنخفض إلى أن يتم إرسال نبضة إطلاق سالبة عند الطرف 2 فيبدأ الخارج من الشريحة بالارتفاع ويبقى كذلك لفترة محدودة ثم يعود إلى حالته المنخفضة (حالة الاستقرار). 

معنى ذلك أن دائرة الوضع الأحادي الاستقرار تقوم بإنتاج نبضة واحدة لوقت محدد كلما سلط عليها نبضة إطلاق سالبة.

ملاحظة : يمكننا أن ننهي النبضة الخارجة من المؤقت وذلك بإرسال نبضة سالبة عند الطرف 4 (طرف إعادة الضبط).

ولكن كيف نحدد الزمن الذي يبقى فيه النبض عند مخرج الدائرة؟ 

لاحظ وجود مكثف و مقاومة. وهما يستخدمان للتحكم بفترة النبض حسب القانون التالي: 

الزمن (تقريباً) = 1.1 x قيمة المقاومة x سعة المكثف 

بحسب قيمة المقاومة وسعة المكثف يمكننا إنتاج نبض يستمر لجزء من الثانية وحتى مائة ثانية. 

•الوضع اللامستقر (astable):

عند ربط المؤقت 555 كما في الصورة3 يكون في الوضع اللامستقر. 

لاحظ هنا أن الأطراف 2 و 6 من الشريحة موصلة بطريقة تسمح للدائرة بإرسال نبضات إطلاق في كل دورة زمنية. ولذلك فإن هذه الدائرة تعمل كدائرة تذبذب أو اهتزاز. بمعنى أن الدائرة تنتج نبضاً يبقى لفترة زمنية ثم يختفي لمدة من الزمن ليعود النبض من جديد وهكذا. 

يمكننا حساب الفترة الزمنية بين كل نبضتين عن طريق تردد هذه الدائرة (frequency) حيث أن المكثف والمقاومتين م1 و م2 تؤثر تأثيراً مباشراً على التردد. 

التردد = 1.44 / (م1 +2م2) x سعة المكثف 

الفترة الزمنية ز = 1 / التردد 

المكثف والمقاومتين تؤثر أيضاً على الزمن التي يبقى فيها النبض الخارج موجوداً (ز1) و الزمن الذي يختفي فيه النبض الخارج (ز2). وذلك حسب القوانين التالية: 

الزمن ز1 = 0.693 x (م1 + م2) x سعة المكثف 

الزمن ز2 = 0.693 x م2 x سعة المكثف

لاحظ أن الفترة الزمنية ز التي حسبناها سابقاً ستكون مساوية لمجموع ز1 و ز2 

بقي كمية أخيرة يمكننا حسابها في هذه الدائرة وهي دورة التشغيل (Duty Cycle) وتعرف بأنها النسبة من مجموع الزمن الذي تكون فيه الإشارة الخارجة من الشريحة موجودة. 

أي أن دورة التشغيل = ز1 / ز 

= (م1 + م2) / (م1 + 2م2) 

فإذا قلنا مثلاً أن دورة التشغيل هي 75 % فنقصد بذلك أن النبض الخارج من الشريحة يكون موجودا 75 % من مجموع الفترة الزمنية. 

و يمكننا تعديل دورة التشغيل بتغيير قيمة المقاومتين م1 و م2....

واخيرآ هذة المتكاملة تملك القدرة على تشغيل الحمل مباشرة دون استخدام ترانزستور للقيادة

ولاكن يفظل عدم استخدام الطرف رقم 3 مباشرة لتغذية الحمل حفاظآ على مخرج المتكاملة من النبضة العكسية التي قد تتولد من الحمل......

هذة المتكاملة تاتي في المرتبة الثانية بعد مضخم العمليات من حيث تحمل جهود كبيرة نسبيآ مقارنة مع حجمها......

شرح_جهاز_الحماية_الاوفرلود_overload

#شرح_جهاز_الحماية_الاوفرلود_overload

جهاز الاوفرلود هو جهاز يستخدم فى حماية الموتور من ارتفاع شدة التيار عن طريق فصل دائرة المحرك عند زيادة تياره الى حد معين ( سبق معايرته و تحديده ) و لكن لا يحميه من تيار ال short circuit

اى دائرة تحكم الى يجب ان تحتوى على اوفرلود او اكثر .. حتى يتم حماية جميع المحركات المراد التحكم بها

صور overload device

تركيب جهاز الاوفرلود

1- ثلاث نقاط رئيسية تحمل اسماء T1,T2,T3 من ناحية ( و يتم توصيلها بالنقاط الرئيسية للكونتاكتور )

و تحمل من الجانب الاخر اسماء L1,L2,L3 ( و يتم توصيلها بالمحرك مع مراعات الترتيب )

2- نقاط مساعدة عادة يكون عددها نقطتين فقط

النقطة الاولى : و تكون من النوع NC و تحمل اسم 95,96 و يتم توصيلها على التوالى مع ملف الكونتاكتور فى دائرة التحكم لتفصل الكونتاكتور و بالتالى الموتور فى حالة وجود over load

النقطة الثانية : و تكون من النوع NO و تحمل اسم 97,98 و يتم استخدامها فى تشغيل لمبة بيان او سارينة لاعطاء اشارة للمستخدم عند حدوث overload

(ملحوظة : يمكن ان تكون النقطتين كالتالى : نقطة مشتركة تسمى 95 و نقطة مغلقة تسمى 96 و نقطة مفتوحة تسمى 98 )

3- مؤشر لتحديد قيمة تيار الفصل : حيث يستخدم فى تحديد قيمة تيار الفصل تبعا لتيار المحرك

4- Reset Button : و يستخدم فى ارجاع نقاط الاوفرلود الى وضعها الطبيعى بعد الفصل ( و يمكن ان يتم ظبطها على وضع automatic حيث يقوم الجهاز بأرجاع وضع النقاط اوتوماتيكيا بعد حدوث الفصل بزمن معين)

5 - Test Button : و يستخدم فى اختيار النقطا المساعدة NO,NC

6- Stop Button : يستخدم فى فصل النقاط الرئيسية للاوفرلود اى جعلها مفتوحة

شرح كيفية عمل جهاز الاوفرلود

يحتوى جهاز الاوفرلود على ثلاث ملفات حرارية تتصل بالتوالى مع المحرك و عندما تتعدى شدة تيار المحرك القيمة المظبوط عليها مؤشر الاوفرلود تتمد هذه الملفات الحرارية و تقوم بتبديل وضع النقاط المساعدة ال NC,NO

فتقوم النقطة ال NC بفصل الكونتاكتور فيفصل المحرك لحمايته

و تقوم النقطة NO بتشغيل لمبة بيان او سارينه للتنبيه بان الاوفرلود قد عمل

بعد معرفة سبب زيادة شدة التيار و علاج المشكلة يتم الضغط مرة اخرى على Reset Button فتعود نقاطه الرئيسية للعمل و هنا يمكن تشغيل المحرك مرة اخرى

ملحوظة هامة :

توجد انواع اخرى من الاوفرلود منها:

1- نوع خاص بحماية المحركات عالية القدرة

2- نوع الكترونى يفصل المحرك عند زيادة او نقصان التيار

تركيب ترانزستور الـ ‏MOSFET

تركيب ترانزستور الـ MOSFET:

؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛؛

1- طبقة سفلية Substrate وهى إما من النوع N-Type أو من النوع P-Type.

2- منطقتين من بلورتين من نفس النوع (( بعكس الطبقة السفلية أى أن لو الطبقة السفليه من النوع P يكون البلورتين من النوع N والعكس )) ويمثلان طرفين من أطراف الترانزستور وهما ( المصرف Drain والمنبع Source ).

3- طبقة من الأوكسيد ( ثانى أكسيد السليكون SIO2 ) وهى مادة غير موصلة للتيار الكهربى ( عازلة Insulator ).

4- طبقة من المعدن، وتمثل الطرف الثالث للترانزستور وهو البوابة Gate.

لف_محول_كهرباء_ذى_القلب_الدائرى_بالتفصيل

#لف_محول_كهرباء_ذى_القلب_الدائرى_بالتفصيل

أولا : حساب مساحة مقطع القلب ا لحديدى

ثانيا : عدد اللفات لكل من الملف الابتدائى والملف الثانوى

ثالثا : قطر السلك لكل من الملف الابتدائى والملف الثانوى

أولا : حساب مساحة مقطع القلب الحديدى

عند حساب مساحة مقطع القلب الحديدى المراد استخدامه لقدرة معينة نجد أن هذه المساحة تتوقف على عاملين أساسين هما :

قدرة المحول

تردد المنبع الذى سيعمل عليه المحول حيث انه كلما زادت قدرة المحول زادت مساحة القلب الحديدى والعكس كلما قلت القدرة قلت تبعا لذلك مساحة القلب الحديدى عند ثبات تردد المنبع .

أما فى حالة ثبات القدرة فإنه عند زيادة تردد المنبع تقل مساحة مقطع الفلب الحديدى والعكس كلما قل تردد المنبع زادت مساحة القلب الحديدى .

مساحة مقطع القلب الحديدى =حاصل ضرب سمك مجموعة الرقائق فى عرض اللسان للرقيقة الواحدة والتى تركب عليه البكرة

ويمكن معرفة مساحة القلب الحديدى عن طريق معرفة قدرة المحول من العلاقة الآتية :

قدرة المحول الوات = مربع مساحة مقطع القلب الحديدى بالسم2

اذن مساحة مقطع القلب الحديدى = جذر قدرة المحول

ثانيا : حساب عدد اللفات

لابد من حساب عدد لفات الفولت الواحد 

عدد لفات الفولت الواحد = 45 \ مساحة مقطع القلب الحديدي

حيث ان ال 45 رقم ثابت لل سم المربع في تردد 50 hz

يتم حساب عدد لفات كل من الملف الابتدائى والملف الثانوى كالآتى :

عدد لفات الملف الابتدائى = عدد لفات الفولت الواحد × جهد الابتدائى

عدد لفات الملف الثانوى = عدد لفات الفولت الواحد × جهد الثانوى

ولعمل الحسابات الخاصة بعدد لفات الفولت الواحد لكل من الملف الابتدائى والثانوى يجب أن نضع فى اعتبارنا تردد المنبع الذى سيعمل عليه المحول وكذلك مساحة مقطع القلب الحديدى بالسنتيمتر المربع أو البوصة المربعة ونستعين بذلك بالجدول الآتى :

التردد --------------------------- الرقم الثابت---------

-------------------------بوصة ----------------- سم

25-----------------------14 ------------------89

40--------------------- 8.75----------------- 56

50------------------------7------------------ 45

60 --------------------5.85----------------- 37

خطوات الحساب

تحسب مساحة مقطع القلب الحديدى بالسنتيمتر المربع أو بالبوصة المربعة وذلك من ناتج حاصل ضرب سمك مجموعة الرقائق فى عرض اللسان للرقيقة الواحدة والتى تركب عليه البكرة ، وحيث أن هذه المساحة لاتمثل المساحة الفعلية فإنه يجب علينا أن نضرب المساحة × ( 0.9 ) حتى يمكننا الحصول على المساحة الفعلية للقلب الحديدى .

من الجدول السابق نختار الرقم الثابت وذلك حسب قيمة تردد المنبع الذى سيعمل عليه المحول .

يتم قسمة الرقم الثابت على مساحة القلب الحديدى فيكون الناتج هو عدد لفات الفولت الواحد ومنه نحسب عدد لفات كل من الملف الابتدائى والملف الثانوى وذلك بضرب عدد لفات الفولت الواحد فى قيمة الجهد لكل من الملف الابتدائى والثانوى .

ملحوظة

تستخدم هذه الطريقة فقط للقدرات الصغيرة حتى واحد كيلو فولت أمبير .

يجب إضافة 5 % من عدد اللفات الناتجة زيادة على الملف الثانوى لتعويض المفاقيد .

ثالثا : قطر السلك لكل من الملف الابتدائى والملف الثانوى لحساب مساحة مقطع سلك ملفات المحول يجب معرفة : 1. قدرة المحول 2. مقدار الدخل المغذى للملف الابتدائى

3. مقدار خرج الملف الثانوى المغذى للحمل .

4. حساب شدة التيار فى الملف الابتدائى = القدرة ÷ جهد الابتدائى 

5. حساب شدة التيار فى الملف الثانوى = القدرة ÷ جهد الثانوى

قطر السلك للملف الابتدائي = 0.65 x جذر تيار الملف الابتدائي 

قطر السلك للملف الثانوي = 0.65 x جذر تيار الملف الثانوي

÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷÷

مثال ثاني:

المحولات الكهربية

يستخدم في رفع او خفض الفولت ويتكون من مجموعة شرائح بمساعة مقطع معينة تبعا لقدرة المحول وحوله هذه الشرائح وفوق بكرة من البلاستيك يلف لفات معين من السلك فإذا مر تيار بهذا الملف يتولد مجال مغناطيسي وأي عدد لفات أخري فوق البكرة تقطع المجال فيتولد فيها تيار تبعا لعدد لفاتها وكلما زاد عدد اللفات زاد الفولت المتولد فيها والعكس.

تتعدد أشكال الشرائح والشكل المعتاد اكثر هو الشكل حرف E والضلع الاوسط فية عرضه يساوي ضعف عرض الضلع الجانبي وتكون الملفات حول الضلع الاوسط فقط . والاشكال الاخري مهما اختلفت فعند حساب عدد اللفات ويقاس سمك وعرض الضلع الذي سيركب فوقة البكرة.

خطوات إعادة لف المحول

· معرفة قيم الفولت المطلوب . إذا كانت مسجلة علي المحول أو إن لم تكن معلومة فيجب معرفة قيمة مصدر التيار الذي سيعمل به المحول وقيمة الفولت الذي يعمل به الجهاز المستخدم له هذا المحول.

· فك اي جزاء خارج الشرائح والبكرة.

· قياس سمك الشرائح وهي مضغوطة معا.

· فك شريحة وقياس عرض الجزء الذي بداخل البكرة . مع ملاحظة أن اول شريحة تخرج بصعوبة خاصة في المحولات جيدة التصنيع.

· تطبيق قانون ايجاد عدد لفات الفولت الواحد ومعرفة عدد اللفات الخاصة بكل قيمة.

· فك باقي الشرائح من داخل البكرة.

· فك سلك الثانوي مع قياس قطره بالميكرومتر . ثم الملف الابتدائي وقياس قطرة أيضا.

قانون:

عدد لفات الفولت الواحد = 

1/ (4.44*A*F* COS a)

حيث

A ــ (السمك * العرض بامتر المربع) أي سمك وعرض القلب الحديدي

COS aــــــــ ( معامل القدرة المغناطيسية)F ـــــــــــــــ (التردد)

4.44ــــــــــــ (رقم ثابت لجميع المحولات)

ويمكن تعين معامل القدرة من الجدول الاتي:

قدرة المحول

معامل القدرة المغنطيسية

أقل من 1 كيلو وات = 1

أكثر من 1 : 3 كيلو وات = 1.05

أكثر من 3 : 5 كيلو وات =1.1

أكثر من 5 كيلو وات = 1.2

*مثـــــــــــال

محول واحد فاز قدرتة 400 وات يعمل بتيار 50 هيرتز/ثانية سمك القلب 50 ملم وعرضة 40 ملم المطلوب ملف أبتدائي 110_220 فولت _ملف ثانوي 1.5- 6-12 فولت.

الحـــــــــــــل

عدد لفات الفولت الواحد = 

1/ (4.44*A*F* COS a)

= 1/ (4.44*A*50* 1)

حيث A = 50*40/1000000

= 2.252 لفة/فولت

إذن عدد لفات الفولت الواحد = 2.252 لفة

الملف الابتدائي

110- 220 فولت

110 * 2.252 = 247.7 اي 248 لفة

220 * 2.252 = 495.44 اي 496 لفة

الملف الثانوي

1.5- 6- 12 فولت

1.5 * 2.252= 3.378 اي 4 لفات

6 * 2.252 = 14 لفة

12 * 2.252 = 28 لفة

*حساب مساحة مقطع السلك

مساحة مقطع= شدة التيار/كثافة التيار

شدة التيار=W/A*COS a

ويختلف قيمة معامل القدرة من محول الي اخر ويمكن تقدير معامل القدرة ب 0.8 في المتوسط

ويمكن حساب كثافة التيارعلي اساس 7 امبير لكل واحد ملم2 في المتوسط

*خطوات اللف

عند اللف فوق البكرة ابداء بالملف الابتدائي لان سلكة أقل من سمك الملف الثانوي

وبداية سلك الملف الابتدائي يعتبر طرف الزيرو واذا كان قطر السلك الملف الابتدائي رفيع جدا يلحم الاطراف بسلك معزول بالبلاستيك حتي يتثني التعامل مع هذا الاطراف في النهاية بسهولة دون الخوف من قطعها . أما إذا كان السلك الذي سيلف به المحول قطره سميك نسبيا من الممكن أن تخرج الاطراف بنفس السلك مع عزلها بمكرونة.

وبعد خروج بداية سلك زيرو الملف الابتدائي أكمل الملف قدر المستطاع كل لفة مجاورة للفة الاخري وبعد الانتهاء من طبقة كاملة أبداء في طبقة جديده وهكذا حتي يصل عدد اللفات الي 248 لفة فيخرج طرف ثاني هو طرف 110 فولت ثم أكمل بنفس السلك فوق 248 لفة اخري ليكون العدد بين الزيرو والطرف 220 فولت هو 496 لفة . وبعد الانتهاء من لف الملف الابتدائي توضع ورقة برسبان حول السلك وتاكد أنها تغطي لفات الملف الابتدائي بالكامل .

ثم إبداء بداية بسلك الملف الثانوي وتكون هذه البداية هي الزيرو للملف الثانوي ثم اكمل عدد لفات لتصل الي 4 لفات ثم تخرج الطرف الاول 1.5 فولت ثم أكمل عدد اللفات حتي 14 لفة واخرج الطرف الثاني بقيمة 6 فولت ثم أكمل فوق عدد اللفات الملفوفة حتي تصل الي 28 لفة فيخرج الطرف الخاص بجهد 12 فولت ثم أقطع السللك واعزل الملف الثانوي بطبقة برسبان .

ولا يتم توصيل تيار للملفات قبل وضع الشرائح فاذا حدث ذلك ستحرق الملفات حيث ان الثغرة الهوائية في هذه الحالة كبيرة جدا . ومن الممكن اختبار قبل وضع الشرائح بواسطة الأوميتر او مصباح توالي ( مصباح الإختبار) للتاكد من عدم وجود فصل وليس لإختبار قيمة الجهد .

ثم ابدا بوضع الشرائح داخل البكرة بنظام بحيث لايوجد فراغ بين الشرائح وبعضها وتضغط قدر المستطاع داخل البكرة وكلما ضغطت الشرائح معا ولا يوجد اي ثغرة هوائية كلما ذادت كفاءة المحول وانخفض صوته تماما .

* تجربة المحول بالتيار:

بعد التاكد من عزل الملفات عن الشرائح يوصل فولت المصدر بين طرفين المحول لهم نفس القيمة بمعني اذا كان لديك 220فولت يتصلوا بين طرف الزيرو للملف الإبتدائي وبين الطرف 220 او اذا كان المصدر 110 يوصل بين طرف الزيرو وطرف 110 وطالما وصل فرق جهد معين بين طرفين لهم نفس القيمة سيعطي المحول باقي قيم الفولت المتولدة بين باقي الأطراف ويمكن اختبار باقي هذه الأطراف بواسطة فولتاميترللتاكد ان بين كل طرفين القيمة المطلوبة.

ملاحظات عند اللف

· يجب عزل كلا من الملف الابتدائي عن الملف الثانوي عند الف بالورق حتي يتلامس كلا الملفين معا

· عند توصيل الحمل يجب التاكد من ان قدرة المحول اكبر من قدرة الحمل وليس العكس

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

مثال ثالث:

الإخوة اللذين يسألون عن تصميم المحولات

نبدأ أولا بالقدرة و معروف أنها تساوى تيار الحمل × جهد الحمل فتكون كذا وات

مساحة مقطع حديد المحول = الجذر التربيعى للقدرة مثلا محول 100 وات جذرها 10 نستخدم 10 سم2

طبيعى قد لا نجد المقاس المطلوب لذا نختار المقاس الأكبر مباشرة أو إذا كنا سنصنع البكرة التى سنلف عليها الملف يمكن أن نختار المساحة المحسوبة

نفترض أن المساحة تكون 10سم2

عدد اللفات لكل واحد فولت = 50 ÷ مساحة المقطع

ن = 50 ÷ 10 = 5 لفات لكل فولت

ملف 220 يحتاج 220 × 5 = 1100 لفة

ملف 12 فولت يحتاج 12 × 5 = 60 لفة

الآن التيار

قلنا أنه 100 وات فلو كان الخرج 10 فولت يكون التيار = 100 ÷ 10 = 10 أمبير

قطر السلك = 0.8 جذر التيار

ق = 0.8 × جذر 10 = 0.8 × 3.16= 2.5 مللى متر أو 25 ديزيم

إذا كان ملف جيد التهوية لكونه آخر ملف من الخارج و يمكن تهويتة أو تبريدة يمكن تقلل 0.8 إلى 0.6 أو حتى 0.5

الآن الملف الإبتدائى

نعلم أن الدخول أكبر من الخروج لوجود الفقد وفى المحولات الصغيرة نفترض الكفاءة 80%

إذن الدخول 100 ÷ 0.8 =125 وات

لو الدخول مثلا 220 فولت يكون التيار 125 ÷ 220 = 0.57 أمبير

قطر السلك = 0.8 جذر 0.57 = 0.8 × 0.75= 0.6 مم أو 6 ديزيم

هذه العلاقات الرياضية مشتقة من العلاقات الصحيحة الكاملة للمحولات مع التعويض فى معاملاتها بالآتى

التردد = 50 ذ/ث

القلب = حديد سيليكونى - شرائح

السلك من النحاس لأن الألومنيوم له مقاومة نوعية أعلى

نوع المحول ملفان منفصلان ابتدائى و ثانوى ملفوفان علو مشكل واحد أو ثلاث أزواج من الملفات على ثلاث قلوب (3 فاز)

لو صححنا بنسبة التردد يمكن أن نستخدمها لأى تردد نشاء

أى أسئلة أرجو وضعها هنا

بالتوفيق إن شاء الله

لنطبق الكلام السابق لنعمل ترانسفورمر 400 هيرتز

المعادلة العامة للمحول هى

V=4.44*F*N*β*A*10-4

حيث V هو الفولت و F التردد و N عدد اللفات و A مساحة المقطع و β هو الفيض لنوع الحديد المستخدم

و المعادلة السابقة حسبت بالتعويض عن التردد = 50 و β بالقيمة الخاصة بالحديد السيليكونى ثم وجدنا النسبة 

N÷ V= 10000÷ (4.44 × 50 × β × A ) ≈ 50

مساحة المقطع لفة لكل فولت

لنفترض أننا نريد عمل نفس المحول السابق ولكن للتردد 400 هيرتز وهو تردد شائع فى عالم الطيران لتقليل وزن الأجهزة المحمولة جوا

مساحة المقطع = جذر القدرة= جذر 100 = 10

الآن برفع التردد من 50 إلى 400 يزداد معدل تغيير المجال بنفس النسبة و بالتالى ينقل قدرة أكبر بنفس النسبة وهى = 400 ÷ 50 = 8

إذن إما اعتبار أن المحول ينقل 800 وات أو نقلل المقطع فيصبح 10 ÷ 8 = 1.25 سم مربع

عدد اللفات / فولت من المعادلة السابقة بالتعويض عن التردد بالقيمة الجديدة و مساحة المقطع بالقيمة الجديدة

وهى تساوى 50 ÷ ( 8 × 1.25)=50 ÷ 10 = 5 لفات لكل فولت

يمكن التطبيق على محولات التردد العالى بمعرفة قيمة المادة المستخدمة بدلا من الحديد السيليكونى

المرة القادمة إن شاء الله المحول الذاتى

المحول الذاتى Auto Transformer

هو محول مكون من ملف واحد حيث يشترك الابتدائى و الثانوى فى جزء من الملف

إن استخدم كمحول رافع فجهد المصدر يكون جزء من جهد الحمل وعلى المحول أن يولد فقط فرق الجهد بين المنبع والحمل

و إن استخدم كمحول خافض ، فإن التيار من المصدر يعبر للحمل و عليه فالمحول عليه أن يولد فرق التيار بين الابتدائى والثانوى

AutoXfrmr.gif

K = N1:N2=V1:V2

النقطة a هى النقطة المشتركة بين الابتدائى و الثانوى ، A هى دخول المصدر ، x النقطة المشتركة بين الابتدائى والثانوى ’ P هى القدرة للكل أو جزء حسب التسمية و الرموز المضافة لها – من الرسم نجد

P1=V1*I1= V2*I2=P2

النقطة تقسم الملف لجزأين الجزء A-x المشترك والجزء A-a على التوالى مع الدخول

من اتجاه التيار كما بالرسم نجد أن الملف المشترك به تيار يساوى الفرق بين تيار الحمل و تيار المنبع

I2-I1

وهذه نقطة هامة جدا عند حساب مقطع السلك حيث توفر كثيرا جدا فى قطر السلك و من ثم الكلفة

و بحساب القدرة

PA-a = (V1–V2)I1=V1*I1-V2*I1

و الجزء المشترك

P a-x=V2(I2-I1)=V2*I2-V2*I1

بما أن 

P1=V1*I1= V2*I2=P2

إذن القيمتان للقدرة متساويتان

PA-a = P a-x

لا تنزعج وتقول ما نجنى من هذا ، فقط تذكر أن الجزء المشترك به فرق التيارين وليس أحدهما أى أن المحول أصبح محول ابتدائى ثانوى لنقل فرق التيار وليست التيار كله و بالتالى نسبة مناظرة من القدرة ونسبة الوفر K

autuXrEq.gif

حيث K نسبة الجهد الأعلى للجهد الأقل (بصرف النظر أيهما دخول أو خروج)

لنحسب الآن محول ذاتى لنرى الفرق

مثلا لنفترض نفس المحول السابق 100 وات

مساحة المقطع كانت جذر القدرة = 10 سم2

فى حال استخدام محول ذاتى للتحويل من 200 إلى 220 مثلا نجد نسبة الوفر = 220-200 مقسوما على 220

أى = 20 ÷220 = 0.09 أو تقريبا 0.1

أى تعمل تصميم لمحول قدرته 100 × 0.1 = 10 وات فقط 

فتكون مساحة المقطع = جذر 10 = 3.2 سم2

تيار الدخول = 100 ÷ 220 = 0.45 أمبير

قطر السلك = 0.8 جذر التيار = 0.8 × 0.67=0.54 أو 5.5 ديزيم

هذا القطر للفات 20 فولت فقط أى الفرق بين 220 – 200

تيار الخرج = 100 ÷ 200 = 0.5 أمبير

فرق التيارين = 0.5- 0.45 = 0.05 أمبير فقط

قطر السلك = 0.8 جذر 0.05 = 0.8 × 0.22 = 0.18 أو 1.8 ديزيم و أقرب قيمة هى 2 ديزيم

وهذه للملف 200 فولت وواضح الفرق فى القطر والوزن و الثمن فى استخدام 2 بدلا من 5.5 و أيضا وزن وحجم الحديد

نلاحظ هنا أن كلما زاد الفرق بين جهد الدخول و جهد الخروج قلت نسبة الوفر لذلك هو جيد فى الاستخدامات مثل التحويل من 110 إلى 220 أو ضبط الجهد لتعويض التغير مثلا 220 ± نسبة ما للتصحيح عبر أطراف نقل

لكنه غير مجدى فى حالات مثل 220 : 12 فولت لسببين

أولا نسبة الوفر = 220-12= 208 بالقسمة على الجهد الأعلى 220 تصبح

208 ÷ 220 = 0.95 أى أن المحول 100 وات يعتبر 95 وات وهى نسبة لا تذكر بل فى الواقع إن بدأت بحمل 95 وات ستقربه إلى 100 لسهولة الحساب إن لم ترفع القيمة أكثر من قبل معامل أمان

السبب الثانى خطير جدا أن الجهد 220 له مرجع الأرض لذا لو لمست السلك "الحى" كفاك الله و عافاك لذلك يستخدم دوما محول يسمى محول عزل وهو 220 : 220 لتوفير العزل الكهربى عن الأرض للحماية فيكون لمس طرف واحد غير خطر و للأسف المحول الذاتى لا يوفر هذه الميزة

لكن هذا لا يعنى أن هذا الأسلوب لا يستخدم بل العكس كان يستخدم كثيرا فى محول الجهد العالى لشاشات التلفاز لتوفير جهد تغذية الفتيلة أو جهود أخرى متنوعة حيث كافة جهود الخرج معزولة عن الأرضى

 

الآن نتكلم عن أنواع خاصة من المحولات وهى كاوية المسدس محولات اللحام و محولات صهر المعادن

كلها تشترك فى شىء واحد وتختلف فى آخر

تشترك فى كونها محول له ملف ابتدائى 220 فولت أو 3 فاز 380 فولت و ملف ثانوى مكون من لفة واحدة فقط

تختلف فى نوعية الحمل

سنتكلم الآن عن النوع الأول كاويات اللحام

SolderGun.jpg

وهى عبارة عن ملت ابتدائى ملفوف على بكرة ذات مقطع طويل و ملف ثانوى لفة واحدة من قضيب من النحاس قطرة حوالى 5 مم و الحمل هو طرف اللحام وهو من السلك النحاس الأحمر ذو قطر أقل حوالى 1- 1.5 مم

القلب الحديد عبارة عن شريط طويل من الحديد السيليكونى المعزول و يلف فى قلبيهما كما بالرسم

SolderGunInside.PNG

عند توصيل التيار يتولد تيار فى الملف الثانوى شديد جدا لدرجة أنها تصهر القصدير (380 – 400 درجة مئوية) فى ثانيتين أو ثلاث

لحساب هذا النوع من المحولات ، لا نتبع الأسلوب التقليدى السابق ولكن نحسب تحويل المعاوقة أو المقاومة

XfrmrResist.PNG

عندما يكون محول موصل بحمل R فلو كان ذو نسبة تحويل N إلى 1 فسنجد

جهد الحمل = جهد المصدر ÷ N

تيار الحمل = تيار المصدر × N

يمكننا القول أن مقاومة الحمل = جهد الحمل ÷ تيار الحمل =

( جهد المصدر ÷ N ) مقسوما على تيار المصدر × N

أى = مقاومة الحمل مقسومة على مربع نسبة التحويل 

إن كانت نسبة اللفات 100 إلى1 تضرب المقاومة فى 10000

لذا يكون الحساب كالآتى :

أريد كاوية 110 وات إذن التيار = القدرة ÷ الفولت = 110 ÷ 220 = 0.5 أمبير

مقاومة الدخول = الفولت ÷ التيار = 220 ÷ 0.5 = 440 Ω

سأستخدم سلك لحام من النحاس طوله مثلا 10 سم و مساحة مقطعه مثلا 2 مم2

ستكون مقاومة هذه القطعة = المقاومة النوعية للنحاس × الطول ÷ مساحة المقطع

لنفترض أنها كانت 0.01 Ω

نسبة المقاومات هى 440 ÷ 0.01 = 44000 

نسبة اللفات = جذر 44000 = 210 لفة للملف الابتدائى و لفة واحدة للثانوى

سلك الابتدائى يحسب كما سبق = 0.8 جذر التيار = 0.8 جذر 0.5 = 0.57

الموسفت من حيث التوصيل في الدارات الكهربائية؟

***ما هي أنواع وأقسام الموسفت من حيث التوصيل في الدارات الكهربائية؟

هنالك ثلاثة أنواع للموسفت (فئات)، ويتم مراعاة طريقة توصيل الأقطاب في هذه الأنواع سواء مع القطب الموجب أو القطب السالب، وهي على النحو التالي:

1- mosN وهي الفئة السالبة من الموسفت وتسمى أيضا بالاسم N-Channel MOSFET حيث يتم توصيل الطرف Source مع القطب السالب، ويتم ربط الحمل (الجهاز المطلوب تشغيله) على وصلة الـ Drain من جهة وبالقطب الموجب من الجهة الأخرى. وأخيرا يوصل البوابة Gate بالقطب الموجب لتشغيل هذا النوع من الموسفت ON وبالقطب السالب عند تعطيله OFF. ومن الأمثلة على هذا النوع، الموسفت IRF520 كما في الشكل التالي:

2- mosP وهي الفئة الموجبة من الموسفت وتسمى أيضا بالاسم P-Channel MOSFET حيث يتم توصيل الطرف Source مع القطب الموجب، ويتم ربط الحمل (الجهاز المطلوب تشغيله) على وصلة الـ Drain من جهة وبالقطب السالب من الجهة الأخرى. وأخيرا يوصل البوابة Gate بالقطب السالب لتشغيل هذا النوع من الموسفت ON وبالقطب الموجب عند تعطيله OFF. ومن الأمثلة على هذا النوع، الموسفت F540N كما في الشكل التالي:

3- mosC وهي فئة هجينة أي خليط من الصفات المتوفرة من الفئتين السابقتين أي فئة الـ Pmos والـ Nmos وغالبا ما تستخدم هذه الفئة في الدارات المتكاملة والدوائر المنطقية، وذلك بسبب أن الـ Cmos يمتاز بازدواجية التصرف الموجودة في الفئة Nmos و Pmos بحيث يوفر اتجاها للمخرج إما للأرضي GND أو لمصدر التغذية بالطاقة الكهربائية Vcc.