CALM/arwiki huggingface dataset:
وفي شمال أمريكا الشمالية، قاومت لغات الإسكيمو الإنيوتية والأمارينادية القليلة التنوع الضغوط من الإنجليزية والفرنسية لسنوات عديدة للحفاظ على اللغات المحلية لشعب الإسكيمو بالقطب الشمالي. وكان للهنود الحمر لغاتهم قبل الاستعمار الأوربي لأمريكا، والتي تداولوها عبر مئات السنين وبلغ عددها 150 لغة. وما زالت هذه اللغات التراثية تواجه خطر الانقراض بل إن معظمها قد انقرض بالفعل. وفي أمريكا الوسطى والجنوبية، تواجه اللغات الهندية الأصلية ضغوطًا من أجل انتشار البرتغالية والأسبانية. اندثر في المكسيك وحدها 24 لغة محلية وفي أمريكا الجنوبية 375 لغة محلية ما زالت تواجه الخطر الاندثاري. لهذا نجد أن هناك ثمة أسبابًا تدعو الشعوب للتخلي عن لغاتها الأصلية بسبب انغماسها الحضاري أو بسبب الاتصالات بحضارات وثقافات أخرى، أو الإنغماس في بيئات لغوية مختلفة، أو بسبب وجود فرص عمل أفضل؛ مما يشجع الآباء أبناءهم على تعلم اللغات الأجنبية لتصبح لغة أولى لديهم. قد يكون الاستعمار الأوروبي قد فرض عليهم تعلم لغته وجعلها اللغة الأولى كما حدث في الجزائر إبان الاستعمار الفرنسي. ولهذا بعد تحريرها، قامت حركة واسعة من التعريب والعودة للثقافة العربية، لكن مازال هناك العديد من المؤثرات اللغوية الفرنسية حتى الآن. تتبنى فرنسا الآن الدعوة للفرانكوفونية في محاولة لنشر اللغة والثقافة الفرنسية بين الشعوب التي سبق وأن إستعمرتها. وفي عام 1980، وُجد باليابان أن 80 شخصًا ما زالوا يتكلمون اللغة الإينوية، فقامت الحكومة بإحيائها بعد سنين من الهجر، وفتحت متحفًا للثقافة الإينوية وأصبحت هذه اللغة تدرس للأجيال الجديدة. قد يتم إحياء لغة بعد موتها أو انقراضها كما حدث في إنجلترا مع لغة كورنيش الميتة منذ عام 1777.فقد أحييت هذه اللغة مؤخرًا وأصبح حوالي ألف شخص يتكلمون بها كلغة ثانية. وهذا ماحدث بالمغرب أيضًا عندما جعلت اللغة الأمازيغية لدى البربر لغة ثانية تدرس في مدارسها مع العربية. انتهجت اليونسكو في حملتها لإحياء اللغات واللهجات الأم الشفهية والمكتوبة نهجًا عمليًا وأخلاقيا للحفاظ على ميراث الإنسانية من العلوم والثقافات والفنون والآثار.
كما يتوقّع علماء التنوع اللغوي في سجل الحضارات اختفاء نصف موروثنا اللغوي بحلول منتصف هذا القرن. ويقابله في سجل التنوع الحيوي للأحياء اختفاء هذه اللغات بما يعادل ضعف معدل اختفاء الثدييات وأربعة أضعاف اختفاء الطيور وهذا ماجعل علماء اللغات يتوقعون اختفاء 90% من اللغات بحلول عام 2100. دعى هذا العلماء بالمطالبة لوضع الأقليات العرقية في محميات جغرافية طبيعية للحفاظ على موروثهم الثقافي واللغوي والإجتماعي. ويصعب تحقيق هذا واقعيًا أمام المد العمراني والتوسع الحضاري والتمدن الذي يشهده العالم من خلال ثورة التكنولوجيا والاتصالات التي تغلغلت في المجتمعات البدائية البكر بفيوضات لايمكن درأها أو مقاومة مغرياتها.
وفي المكسيك وأمريكا أصبحت الأقليات الهندية التي تتكلم لغتها الأصلية شبه منقرضة بل ومعزولة لغويًا عن مجتمعاتها لعدم وجود مواطنين لديهم يتكلمون معهم بلغاتهم الأصلية أو يروون لهم سيرهم وتراثهم وتاريخهم الشفاهي. ومن المتوقع أن تنقرض تلك الأقليّات وتنقرض معهم لغاتهم الأصلية. ولأن سمة العصر دفع المجتمعات البدائية للمشاركة في العالم الجديد، لأن فقدانها للغاتها هو فقدانها لتراثها الحضاري والمعرفي. وقد لاتسعفهم لغاتهم وألسنتهم في مسايرة التطور العلمي السائد أو ترجمته للغاتهم الأصلية أو عدم التعايش معه أو استيعابه. لذا يُبقي المواطنون أنفسهم على لغاتهم القومية أو يستبدلونها حسب الحاجة، إلا أنهم لايدركون أن فقدانهم للغاتهم القومية معناه فقدان لثقافاتهم الأصيلة.
وفي الصين توجد محاولة الحفاظ على لغة نو شو وإحيائها. كانت هذه اللغة القديمة متداولة بين النسوة الصينيات كلغة سرية بينهن. وحاليًا يعرفها ويتحدث بها أعداد منهن تُعد على الأصابع. وكانت هذه اللغة تُكتب، في إقليم هايان بالصين، وكان بها 2000 سمة لغوية لم يبق منها حاليًا سوى 700. وسبب ظهور هذه اللغة أن النسوة كن لا يتعلمن منذ آلاف السنين؛ لذا ابتكرن تلك اللغة كلغة سرية بينهن، وكنّ يورثنها لبناتهن وحفيداتهن. كما كن ّيضعن هذه اللغة أيضًا فوق المراوح الورقية والملابس. لكن تتلقي المرأة الصينية اليوم التعليم وتتعلم كتابة وقراءة اللغة الصينية المتداولة مما جعل لغة نوشو لغة منقرضة بين النسوة الصينيات. لكن تحاول الحكومة حاليًا جمع تراثها والحفاظ عليها بل وإحياؤها ولاسيما في موطن ظهوره اضمن حملتها القومية للحفاظ على ميراثها الثقافي والحضاري ومن بينه الكتابات النوشوية.كما سيصدر قاموس لهذه اللغة فيه تاريخها وكلماتها وطريقة نطقها.
انتشرت اللغة الهندوأوروبية بالهجرة من القوقاز وقد حملها المهاجرون للغرب بالهجرة من الأناضول واليونان وجنوب غرب إيران والهند. وكان سكان القوقاز حول بحر قزوين لهم صلة لغوية باللغات السامية ببلاد الرافدين واللغات الكارتفيلينية بالقوقاز مما جعلها تحتوي علي كلمات أجنبية بها. وانتشرت هذه اللغة وتفرعت للغات الآسيو- أوربية. وكانت دراسة مسارات هذه اللغة وتشعبها مهمة صعبة لعلماء اللغويات. غزا بعض المهاجرين الأناضول من الشرق منذ عام 2000ق.م. وكونوا مملكة الحيثيين عام 1400ق.م. وآلت لغتهم إلي اللغتين المتشابهتين الليديانية والليسيانية اللتين ظهرتا في أوائل الألفية الأخيرة قبل الميلادكانت اللغات السامية تُتداول شفاهية بين شعوب الشرق الأوسط بعد أن كانت تُكتب في فترةٍ من الفترات. ووُجدت بعض كتابات اللغات السامية التي يرجع تاريخها لخمسة آلاف سنة، لكن يرجع تاريخ هذه اللغات في حقيقة الأمر إلى أقدم من هذا. مرّ التاريخ الإنساني بفترتين هما عصر ما قبل التاريخ حيث لم تظهر الكتابة والعصر التاريخي وهو عصر بِدء ظهور الكتابة وتسجيل الأحداث سواء فوق الصخور أو الجدران الأثرية أو فوق أوراق البردي أو الجلود. لكن في عصر ما قبل التاريخ كانت توجد بعض الرسومات التي رسمها أو نقشها الإنسان الأول أثناء فراغه. لهذا كان ظهور الفنون التصويرية أسبق من ظهور الكتابة اللغوية أو الأبجديات. ورغم أن كثير من اللغات البدائية ظلت مُتداولة شفاهية ولم تترك لها آثارًا مادية ليتدارسها الباحثون في اللغات، إلا أن معظم لغات الشرق الأوسط انقرضت ولم تبق إلا في النصوص الدينية فقط ولعدة قرون. اكتُشف حجر رشيد في عام 1799 إبان الحملة الفرنسية وقد نُقش عام 196 ق.م. وعليه ثلاث لغات الهيروغليفية والديموطقية (ويُقصد بها اللغة الحديثة لقدماء المصريين) والإغريقية. كانت الهيروغليفية حتى وقت اكتشافه لغزًا لغويًا لايفسر منذ مئات السنين، لأن اللغات الثلاثة كانت وقتها من اللغات الميتة. حتي جاء العالم الفرنسي جيان فرانسوا شامبليون وفسر هذه اللغات بعد مضاهاتها بالنص الإغريقي ونصوص هيروغليفية أخرى. يدل هذا علي أن هذه اللغات كانت سائدة إبان حكم البطالمة الإغريق لمصر لأكثر من 150 عامًا. وكانت الهيروغليفية لغة دينية متداولة في المعابد واللغة الديموطيقية كانت لغة الكتابة الشعبية والإغريقية لغة الحكام الإغريق. وكان محتوي الكتابة تمجيدًا لفرعون مصر وإنجازاته. وقد كتب هذا النص الكهنة ليقرأه العامة والخاصة من كبار المصريين والطبقة الحاكمة. واستطاع شامبليون فك شفرة الهيروغليفية عام 1822 ليفتح أفاق التعرف علي حضارة قدماء المصريين، وفك ألغازها، وترجمة علومها بعد إحياء لغتهم بعد موتها عبر القرون. وأصبحت الهيروغليفية وأبجديتها تُدرس لكل من يريد دراسة علوم المصريات.
استطاع العلماء أيضًا فك شفرة مخطوطات اللغة المسمارية، وهي لغة غير سامية كانت تُستعمل قديمًا في بلاد الرافدين لدي السومريين والبابليين والحيثيين والكاشانيين. ويُقال أن هذه اللغة قد اندثرت في القرن الثالث أو الثاني ق.م. كان يوجد في شمال البلاد بالشام لغات ولهجات سامية، وانتشرت اللغة الأكدية في غربي نهر دجلة كانت ومن قبلها كانت اللغة الأمورية. لكن لم يبُت علماء اللغات القديمة في أسباب اختفاء هذه اللغات القديمة. وبصفة عامة نجد أن اللغات السامية تنقسم إلي ثلاث مجموعات رئيسية هي:
اللغات الحية.
يُطلق علي اللغة التي تكتسب دارسين أو متحدثين جُدد لغةً حية أو مزدهرة. ويُطلق على اللغة التي لا تتناقل للأجيال اللاحقة لغة ميتة. كما لا يوجد لغة تعيش للأبد كالنباتات والحيوانات التي تظهر وتختفي، تنقرض بعض اللغات كالأنواع الحية وهذا أمر طبيعي ومتوقع عبر التاريخ الإنساني. توجد لغات تظهر وتنمو وتزدهر، وتتداعي أحيانًا وتموت أو تضمحل، أو تحل محلها لغة مُشتقةً منها كما ظهرت اللغة الإيطالية من رحم اللغة اللاتينية التي كانت سائدة في العصور الوسطي. يتسارع انقراض اللغات حاليًا كما تنقرض الأنواع نتيجة الانفجار السكاني أو عصر الصناعة أو العولمة حيث يجبر الاقتصاد العالمي المجتمعات غير الصناعية علي الاختيار ما بين لغتها التقليدية أو المشاركة مع العالم الكبير. ففي شرق أفريقيا، تحتاج الشعوب بشكل ماس لتتكلم اللغة السواحلية لتنمو وتزدهر. وفي وسط أوروبا يحتاج سكانها للتكلم بالروسية.
وبنظرة عامة، يحتاج العالم كله للتحدث بالإنجليزية. كما تحتاج أحيانًا بعض اللغات المحلية في للتعايش مع اللغات الحية، والتي تحل محلها في الغالب عندما تموت تلك اللغات. ولأن الصغار يتعلمون اللغة السائدة في المجتمع، فقد أسفر إيقاع الحياة الجديد والإعلام عن ظاهرة غريبة في المجتمعات التقليدية حيث يحصل الأطفال على مصادر معرفية ومعلوماتية ليس لها صلة بالمصادر المعلوماتية لدي الكبار في مجتمعاتهم الأصلية. ويتوقع الإتحاد الأوربي انتشار اللغة الإنجليزية بين دوله ولاسيما علي حساب اللغات المحلية، والتي ليس لها قدرة علي مقاومة انتشار اللغة الإنجليزية بين دول سوقه المشتركة.
كان أبناء السكان الأصليين في القرن 19 في أستراليا والولايات المتحدة يُجبرون في المدارس علي عدم استعمال لغاتهم القومية المتوارثة لطمس الهوية اللغوية بالإجبار. وهذا ما اتبعته الحكومة الإنجليزية أيضًا مع أجدادهم حيث كانت تعاقبهم في حال استخدام لغاتهم الأصلية علانيةً في الحياة العامة أوالكتابة بها في الجهات الرسمية. اتُبِع هذا التوجه أيضًا في لغة السلت بأيرلندا ولغة الولش بويلز. بينما منعت الحكومة الأسترالية من تدريس لغة ثانية. سارت حكومات شرق أفريقيا على نفس النهج لترويج اللغة السواحلية بين القبائل الأفريقية. لكن ما زالت بعض الأقليات العرقية تقاوم هذا التغيير القسري للغاتها الوطنية، كما حدث في كوسوفو مؤخرًا عندما طالب شعبها بالحفاظ علي اللغة الألبانية المُتوارثة. كانت لغة كورنيش لغة السلت في جنوب غربي إنجلترا قد توارت تقريبًا عام 1777، لكن قام شعبها مؤخرًا بإحيائها والتحدث بها مع أطفاله. وأخذوا يكتبون اللوحات الإرشادية المرورية بالكورنيشية بجوار الإنجليزية هناك حتى أصبح هناك حاليًا حوالي 2000 شخص يتقنونها.المثال الثاني هو إحياء اللغة العبرية الحديثة التي عاشت لعدة قرون كلغة دينية ودراسية. لكن في القرن 19 أدخلها العازر بن يهودا كلغة محادثة وحياة يومية في فلسطين حتي أصبحت اللغة الرسمية حاليًا في إسرائيل. تُدرّس البرية هناك بالمدارس كلغة أم وتفرضها الحكومة كلغة أولي حتى العرب الموجودين هناك.
قد يوجد صراع محتدم بين الحفاظ علي الهوية الوطنية اللغوية ولاسيما بين الأقليات العرقية وبين التخلي عنها أمام طوفان اللغات الكبري الحية. أثّرت العولمة وعصر الإعلام المفتوح على هذا بشدّة؛ لأن مجتمعات كثيرة لم تعد معزولة عن بقية العالم حتي لم يعد يمكنها مقاومة هذا التأثير الإعلامي علي هوياتها ولغاتها ولاسيما الأطفال الذين يتابعون هذا الفيض الإعلامي الكاسح والمؤثر. أصبح العالم قرية صغيرة، وبات ميراثه من الثقافات مهددًا تهديدًا مباشرًا أمام هذا المد الكاسح من المدنية. ولايستطيع شعب ما التصدي لهذا الطوفان إلا لوبذل جهدًا قويًا للحفاظ علي لغته ولاسيما لو كانت متأرجحة أو مهددة بالانقراض والانحلال خلال عدة أجيال قادمة. لابد أن يلاحظ المتكلمون بلغاتهم القومية أن أطفالهم يعزفون عن الكلام والتخاطب بها، ومما يؤسَف له تغاضيهم عن هذا التوجه نتيحة قرارات حكومية بفرض تعليم لغة سائدة في المدارس والتخلي عن تبني اللغة المحلية أو التبني للغة المستعمر وجعلها اللغة الأولي كلون من ألوان الاستعمار اللغوي لطمس الهويات القومية والتخلي عنها قسرًا. يخضع إحياء اللغة أو انقراضها لنظرية العرض والطلب لأي لغة حسب نظرية الأواني اللغوية المستطرقة التي تحركها آليًا حضارة أي شعب. ففي العصور الوسطي، كانت الحضارة العربية تسود العالم وكانت اللغة العربية لغة العلوم والمعارف الإنسانية؛ لهذا كانت هي اللغة السائدة بين المجتمعات الراقية في إيطاليا وفرنسا. كما كانت العلوم في كبريات جامعات أوروبا تُدرَّس بالعربية. وعندما انحسرت العلوم العربية وتطورت أوروبا، كانت العلوم تدرس باللاتينية في الجامعات. ولما تطورت بعض البلدان الأوربية، ظهرت اللغات القومية كبديل حضاري لللاتينية كالإنجليزية والفرنسية والألمانية. وأصبحت اللغة اللاتينية من اللغات الميتة رغم تمسك الكنيسة الغربية بها. وتواجه الدول الأوربية المشتركة اندثار لغات بعض دولها أمام التوجه لكبح التعددية اللغوية بعدما أصبحت الإنجليزية لغة المال والأعمال.
الدوائر المغناطيسية المزدوجة Magnetically Coupled circuits :
و المحول يقوم بتحويل فرق الجهد أو الفولتج في جميع الأجهزة. وهذا الجهاز يعمل على تصغير الطاقة المستهلكة في الأجهزة ومن ثم الكلفة. فالتكلفة تقاس على الطاقة المستهلكة.
التحريض التبادلي.
ومعادلته :
V(t) = L*(di(t)/ dt)
p(l)vi=l(d(i)\d(t))i
اصطلاحات النقطة.
1- تيار يلج المنطقة المنقطة للبكرة الأولى، ينتج جهد موجب في المنطقة المنقطة للبكرة الثانية.
وتكون معادلة الجهد كالتالي: V2 = M* (di1/dt)o
2- تيار يلج المنطقة الغير-المنقطة للبكرة الأولى، ينتج جهد موجب في المنطقة الغير-المنقطة للبكرة الثانية.
3- تيار يلج المنطقة المنقطة للبكرة الأولى، ينتج جهد سالب في المنطقة الغير-المنقطة للبكرة الثانية.
وتكون معادلة الجهد كالتالي: V2 = -M* (di1/dt)o
4- تيار يلج المنطقة الغير-المنقطة للبكرة الأولى، ينتج جهد سالب في المنطقة المنقطة للبكرة الثانية.
اندماج الانداكتنس التبادلي والذاتي الجهد Combined Mutual and Self-Induction Voltage.
حساب الجهد يتم بناء على المعادلاتين التالية:
V1 = L1 (di1/dt) + M*(di2/dt)o
V2 = L2 (di1/dt) + M*(di2/dt)o
حيث L هو الانداكتور، ووحدته الهنري.
V1 = -L1 (di1/dt) + M*(di2/dt)o
V2 = -L2 (di1/dt) + M*(di2/dt)o
اعتبارات الطاقة Energy Considerations.
مجموع الطاقة المخزنة في البكرتين المزدوجتين تحتوي على ثلاثة مصطلحات متفرقة: الطاقة المخزنة في الانداكتنس الذاتي Li^2)*1/2)، والطاقة المخزنة في الانداكتنس التبادلي (Mi1i2)
k= M/√L1L2، ما بين 0 و1.
و الطاقة تقاس بـالمعادلة:
1/2 * L * i^2
المحوّل جهاز في الهندسة الكهربائية، يعمل على رفع أو خفض القوة الدافعة الكهربائية المترددة الناتجة عن مصدر جهد كهربائي مترد من دون ان يحدث أي تعديل على مقدار التردد، مؤلف من ملفين من الأسلاك المنفصلة الملفوفة حول قضبان حديدية فقط بمسافة بسيطة، يسمى الطرف المرتبط بالمولد الكهربي بالملف الابتدائي بينما يطلق على الطرف المرتبط بالحمل مسمى الثانوي، ويستخدم المحول لتغيير قيمة الجهد الكهربي في نظام نقل الطاقة الكهربائية الذي يعمل على التيار المتردد حيث لا يمكن أن يعمل المحول في أنظمة التيار المستمر. فإذا كان جهد الطرف الثانوي أقل من جهد الابتدائي كان المحول خافضا للجهد أما لو كان جهد الثانوي أعلى من جهد الابتدائي كان المحول رافعا للجهد.
يقوم مبدأ عمل المحول الكهربي على قانون فرداي للحث الكهرومغناطيسي الذي ينص على أن قيمة القوة المحركة الكهربائية (الجهد الكهربائي) تتناسب طرديا مع معدل تغير التدفق المغناطيسي ولهذا السبب فإن المحول لا يعمل في أنظمة التيار المستمر لإن التيار المستمر يخلق مجالا مغناطيسيا ثابتا مقدار تغيره يساوي الصفر فلا يمكن خلق جهد كهربي حينها بطريقة الحث وهذا أحد الأسباب الرئيسية لتفضيل التيار المتردد على المستمر الذي لا يوجد له طريقة عملية واقتصادية لتحويل قيمة الجهد.
وبتطبيق قانون فاراداي
وبتطبيق قانون بقاء الطاقة تكون القدرة الفعالة وغير الفعاله تساوي:
وفي حالة المحول المثالي تكون العلاقة بين قيم الجانب الابتدائي والجانب الثانوي هي:
formula_5 .
"V"p هو جهد الابتدائي
"V"s هو جهد الثانوي
"I"p هو تيار الابتدائي
"I"s هو تيار الثانوي
"n" هي النسبة بين عدد لفات الملف الثانوي إلى عدد لفات الملف الابتدائي، وهي تسمي ب ( turns ratio ) .
للمحولات خافضة الجهد تكون "n" &gt; 1 .
بينما في حالة المحولات رافعه الجهد تكون "n" &lt; 1
وبتطبيق قانون أوم
وتكون قيمة "Z"L ( وهي قيمة "Z"L منسوبة للابتدائي )
ومن المعروف أن الفيض اللازم لينشأ Es يساوي:
B هي كثافة الفيض في القلب الحديدي.
A هي مساحة مقطع القلب الحديدي.
وإذا كان الفيض لا يحتوي على توافقيات يكون متوسط الجهد لنصف دورة ("E"avg) لأي شكل موجة يساوي:
حينما يسري تيار كهربائي في لفلفات الطرف الابتدائي ينتج فيض مغناطيسي يمكن تحديد اتجاهه عن طريق قاعدة اليد اليمنى فعندما تشير أصابع اليد اليمنى إلى اتجاه اللفلفات فإن الإبهام يشير إلى اتجاه التدفق المغناطيسي. فعند مرور تيار متردد في الملفات الابتدائية فإن مجالا مغناطيسيا متردد ينشأ بالتبعية حسب قانون فاراداي الأول. والسبب في نشوء هذا المجال هو حركة الشحنات الكهربائية سواء كانت هذة الشحنات نتيجة حركة الإلكترونات حول الذرات كما في المغناطيس الدائم، أو كانت نتيجة حركة الشحنات في التيار الكهربي كما في المغناطيس الكهربي .
والمجال المغناطيسي المتردد ينشأ عنه مرور خطوط الفيض ذات قوة متغيرة بالقلب الحديدي للمحول، فتقطع هذة الخطوط ملفات الثانوي، ومن ثم ينشأ في ملفات الثانوي جهد كهربيا وذلك حسب قانون فاراداي الثاني ( قانون الحث ) . أي أن المجال المغناطيسي الناشئ من الملف الابتدائي يتسبب في توليد جهد في الملف الثانوي عن طريق ما يسمى بالحث الكهرومغناطيسي , حيث يتسبب المجال المغناطيسي المتغير في تحريك الشحنات في الملف الثانوي.
و بما أنه لا يوجد أي اتصال أو تلامس بين الطرفين الابتدائي والثانوي فإن الفيض المغناطيسي يسري في دائرة مغناطيسية بين الطرفين ووقتما يصل الفيض للفلفات الطرف الثانوي يبدأ جريان تيار في هذه اللفلفات يمكن تحديد اتجاهه بالطريقة المذكورة أعلاه لكن هذه المرة بجعل اتجاه الإبهام أولا موافقا لاتجاه الفيض المغناطيسي وحينها تكون الأصابع مشيرة إلى اتجاه جريان التيار في اللفلفات.
ولا يصلح المحول للتعامل مع الجهد المستمر لأنه يحتاج إلى موجة جيبية ( جهد متردد ) في ملفات الابتدائي ليكون جهد الملف الثانوي متغيرا ( متزايد أو متناقص ) , أما إذا ثبتت قيمة الفيض فسيكون الجهد في الملف الثانوي بصفر.
ولدراسة وحساب الأداء الفعلي للمحولات مثل كفاءة المحول يجب التفريق بين المحول المثالي والمحول الحقيقي ومن أهم أوجه الاختلاف بينهما
مقاومة الملفات.
لملفات الابتدائي والثانوي مقاومة كهربية تتوقف قيمتهما على نوع الموصل ومساحة مقطعه وعند إخذ قيمتهما في الاعتبار فهذا يعني أن القدرة الداخلة تصبح بالضرورة أكبر من القدرة الخارجة لوجود مفاقيد. وأن الجهد على الأطراف لا يساوي بالضرورة الجهد الناشئ بالحث داخل الملفات بسبب الهبوط في الجهد والذي يساوي رياضيا IX.
الفيض المتسرب.
في المحول المثالي يتم افتراض أن الفيض الناشئ من الملفات الابتدائية يمر كله في القلب الحديدي دون تشتت حتى يقطع الملف الثانوي، وكذلك الحال بالنسبة للفيض الناشئ عن مرور تيار في الملف الثانوي. وكل هذا غير واقعي، والصحيح أن مرور التيار في الملفين ينشأ فيضا ولكن جزءا من كل فيض منهما يتسرب خارج القلب ويسمى بالفيض المتسرب. وهذا الفيض تتناسب قيمته طرديا مع طول المسافة بين الملفين، فكلما تباعد الملفين عن بعضهما كلما زاد معدل التسريب، ولذا ستجد عمليا في المحولات أن الملفات الابتدائية توضع مباشرة فوق ملفات الثانوي ( أو العكس ) لتقليل الفيض المتسرب. ونتيجة لهذا التسريب فإن الجهد المتولد بالحث داخل الملف الثانوي E2" سيكون أقل من المتوقع طبقا لقانون فارداي , كما أن الجهد الذي ينشأ على أطراف الحمل V2" سيكون بالضرورة أقل في القيمة من الجهد المتولد في الملفات الثانوية والنقص الحاصل في الجهد بين E2" و V2" يتم اعتباره كما لو أنه ضاع في ملف له حثية L وهي التي ينتج عنها الفيض المتسرب "X2" .
مفاقيد الدائرة المغناطيسية.
عند توصيل الملف الابتدائي بمصدر للجهد فإن التيار الناشئ عن الفيض "Io" سوف يمر بالمحول منشأ فيض مغناطيسي Ø في القلب الحديدي ومرور هذا الفيض في القلب الحديدي يسبب نوعين من مفاقيد الدائرة وهما المفاقيد الناتجة عن التيارات الدوامية والمفاقيد الناتجة عن التلاكؤ
التيارات الدوامية.
طبقا لقانون فارداي فإن الفيض المتردد حين يقطع موصل فإنه يولد فيه تيار كهربي وينطبق هذا القانون على الأسلاك النحاسية التي تصنع منها الملفات الابتدائية والثانوية في المحول كما ينطبق أيضا على القلب الحديدي، ويسمى هذا التيار بالتيار الدوامي وهو تيار غير مرغوب فيه ويمثل فقد للقدرة على صورة حرارة تتولد في القلب الحديدي. ويجب عند التصميم الحرص على تقليل قيمة هذا التيار، عن طريق جعل مقاومة القلب الحديدي عالية عن طريق صنعها من شرائح معدنية رفيعه ومضغوطة معا ومعزولة عن بعضها. وبذلك تكون مساحة المقطع صغيرة، ومن المعروف أن مساحة المقطع تتناسب عكسيا مع قيمة المقاومة طبقا للعلاقة التالية:
التلاكؤ.
عند مرور الفيض في القلب الحديدي فإن جزئيات القلب الحديدي تستجيب له بدرجة ما، وتترتب بانتظام في اتجاه المجال المغناطيسي الموضوع عليها. وعند فصل الدائرة الكهربية فإنه من المفترض أن يختفي تأثير المجال على الجزيئات ولكن هذا لا يحصل إلا في المحول المثالي. ففي الحياة العملية فإننه يتبقي في المادة الحديدية جزء من المغناطيسية يسمى بالفيض المتبقي، أي أننا نفقد جزءا من القدرة المغناطيسية داخل المادة الحديدية. وتبعا لصيغة شتاينميتز فإن الطاقة الحرارية المتولدة بسبب ظاهرة التلاكؤ تحسب من العلاقة التالية:
بينما الفقد الكلي يحسب من:
"f" هو التردد .
"η" هو معامل التلاكؤ.
"β"max هي أقصى كثافة حث.
ويتراوح قيمة الأس من 1.4 إلى 1.8 ولكنه يؤخذ للحديد ب 1.6 .
ويعبر عن هذا المفهوم منحني المغناطيسية ( B-H curve ) فالمنحني يبدأ في أول دورة فقط من نقطة الصفر ثم في باقي الدورات من نقطة على المحور الأفقي ويتزايد حتي يصل إلى أقصى قيمة والتي بعدها يحدث تشبع، ثم يبدأ في التناقص، ومع تناقص قيمة H ( والتي تتناسب قيمتها طرديا مع قيمة التيار ) إلى الصفر لا تصل قيمة B ( والتي تتناسب قيمتها طرديا مع الفيض ) إلى الصفر ويكون الفرق بين القيمة التي وقفت عندها B وبين الصفر هي الفيض المتبقي في القلب بعد وصول التيار المنشئ له إلى الصفر.
كان مايكل فاراداي أول من إكتشف في عام 1831 ظاهرة الحث المتبادل بين ملفين منفصلين ومتواجدين على قلب مصنوع من مادة مغناطيسية, وقام بقياس القوة الدافعة الكهربائية عمليا في أحد الملفين نتيجة تغير التيار في الملف الآخر. ثم ظهرت لأول مرة في عام 1882 محولات مصنعة من ملف ابتدائي واحد وعدة ملفات ثانوية بغرض الحصول على قيم مختلفة للجهود الثانوية. وأكمل من بعده العالم الفيزيائي الأمريكي جوزيف هنري عام 1832, وطبقا لقانون فاراداي فإن العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية والفيض المغناطيسي تأتي من العلاقة التالية:
formula_17 هي القوة الدافعة الكهربائية وتقاس بالفولت .
ΦB هو الفيض المغناطيسي المتولد في الدائرة الكهربية ويقاس بالويبر .
وقد كان ظهور المحولات ذات القلب المغناطيسي عام 1884 هو بداية لإستخدام المحولات في تحويل الطاقة الكهربائية إلى جهود عالية، ونقلها لمسافات بعيدة. وكان أول من قام بهذه الخطوة الأخوان جون وإدوارد هوبكنسون، حيث قاما بصنع محول بسيط قلبه مصنوع من صفائح فولاذية معزولة, ومن ملفين أحدها للجهد المنخفض والآخر للجهد العالي.
وبعدها جاء العالم المجري "ويري" الذي كان أول من أطلق اسم المحول على هذة الأجهزة، وابتكر فيما بعد فكرة توصيل المحولات على التوازي. أما بالنسبة للمحولات الثلاثية فقد كان العالم الروسي دوليف دوبروفولسكي أول من اخترع المحول الثلاثي في عام 1889.
تعتبر الميزة الأهم للمحولات في منظومة القوى الكهربية هي خفض قيمة التيار المنقول عبر الخطوط والكابلات ولكن هذة الميزة يترتب عليها مزايا أخرى مثل:
تقليل القدرة المفقودة أثناء نقل الطاقة الكهربية
وهذة هي الميزة الأولي المترتبة على خفض قيمة التيار، فبما أن القدرة تساوي مربع التيار المار في مقاومة ما فإنه عند خفض قيمة التيار تنخفض قيمة القدرة المنقولة بشكل كبير.
خفض قيمة الهبوط في الجهد
الميزة الثانية المترتبة على حفض قيمة التيار عبر خطوط النقل هي خفض قيمة الهبوط في الجهد، فمن المعلوم أن الجهد عن نقطة الوصول يساوي جهد المصدر مطروحا منه قيمة الفقد في الجهد وقيمته رياضيا "IX" وذلك بإهمال قيمة المقاومة "R" ومن ثم فكلما زاد التيار المار في الخط كلما زادت نسبة الهبوط في الجهد.
تقليل تكلفة خطوط النقل وأبراج القوى الكهربية
الميزة الثالثة المترتبة على خفض قيمة التيار المنقول هي استخدام موصلات عددها أقل، وهذا يعني تكلفة أقل في سعر الموصلات، وفي أحجام الأبراج التي تحمل هذة الموصلات.
المحول الكهربي في أبسط صوره هو عبارة عن قلب حديدي ملفوف على جانبيه ملفين الأول يسمى بالملف الابتدائي وهو الملف المتصل بمصدر الطاقة ويتكون من عدد من اللفات "Np" بينما يتصل الثاني بالحمل المراد نقل الطاقة إليه ويسمى الملف الثانوي ويتكون من عدد آخر من اللفات "Ns" والإتصال بالحمل يمكن أن يكون مباشرة على أطراف الثانوي، أو من خلال خطوط نقل.
وبذلك يمكن القول أن العنصرين الأساسيين في تركيب المحول هما القلب الحديدي والملفات. ويصنع القلب من مواد حديدية لها خواص مغناطيسية جيدة. والملفات فهي تصنع من موصلات كهربية جيدة التوصيل ( غالبا النحاس ) ذات مقاطع تتناسب وشدة التيار الذي ستحمله، وتلف حول القلب الحديدي بأشكال متنوعة وتكون هذه الملفات معزولة عن بعضها البعض، ومعزولة أيضا عن القلب الحديدي، بل أن الطبقات المختلفة في الملفات الواحد تكون أيضا معزولة عن بعضها.
ويتم لف الملفات حول القلب الحديدي للتحكم في قيمة الجهد المتولد بالحث في الجانب الثانوي، ويمكن التحكم في قيمة الحث بدرجة الارتباط المغناطيسي بين الملفين أيضا حيث ترتفع قيمة الجهد المتولد في الثانوي بالحث كلما كانت درجة الارتباط بين الملفين أكبر ويتم ذلك بطريقتين:
ويمكن إثبات كلا من الشرطين السابقين في المعمل. فيتم إثبات الشرط الأول بإستخدام جهاز راسم الموجات ( oscilloscope ) . والثاني بتجربة بسيطة حيث يتم توصيل مصباح صغير على أطراف ملف الثانوي ويتم ملاحظة مدى شدة إضاءته إذا كان الملفين على مسافة واحدة وبينهما هواء مرة وبينهما قلب حديدي مرة أخرى، ونلاحظ في الحالة الثانية ان المصباح سيزداد سطوعا مما يدل على زيادة الجهد المتولد بالحث في الجانب الثانوي رغم ثبات عدد اللفات والمسافة في الحالتين.
القلب.
القلب في المحولات مصمم لتحمل الفيض المغناطيسي الناشئ عن مرور التيار في الملف الابتدائي ونقله ليقطع الملف الثانوي ليتولد الجهد بالحث في الملف الثانوي. وهذا المسار الذي يسري فيه الفيض يجب أن يكون ذا معاوقة مغناطيسية ضعيفة ليسهل مرور الفيض.
وقلب المحول عمليا يصنع من رقائق ذات سمك 0.3 ملم من مادة الصلب السليكوني موجه الحبيبات والمدرفل على البارد ( CRGO ) ويتميز هذا النوع بالتالي:
في هذا النوع تتراوح كثافة الفيض داحل الدائرة المغناطيسية بين 1.6 : 1.8 تسلا . ويراعى عدم زيادة هذة القيمة إلى الحد الذي يسبب تشبع القلب الحديدي، لان التشبع يتسبب في خفض كفاءة التشغيل وظهور توافقيات غير مرغوب فيها.
يجب أن تتوفر عدة سمات في المادة التي تستخدم في صناعة القلب الحديدي مثل:
السماحية
ويرمز لها بالرمز "ε" وتعني القدرة على نقل الفيض ( تصف تأثر العازل الكهربي عند تعرضه لمجال كهربي ) , ويفضل أن تكون عالية جدا حتي تسمح بمرور فيض عالي في مساحة صغيرة وإلا سيصبح حجم المحول كبير جدا. وبالطبع فإن الهواء يمكن أيضا إستخدامه في نقل الفيض بين الملفات لكفن كفاءته منخفضة جدا مقارنة بالمواد المغناطيسية الأخرى فبعض أنواع الحديد لها سماحية نسبية "ε"r تصل قيمتها إلى 1500 مرة زيادة عن الهواء والتي يرمز لسماحيتة بالرمز "ε"0 .
ولا يستخدم الهواء كوسط نقل الفيض إلا في حالة المحولات عالية التردد ( أعلى من 20 كيلو هرتز ) لأن هذة الترددات العالية تتسبب في مفقودات عالية جدا في حالة استخدام قلب حديدي داخل المحول. وبالطبع هذة المحولات تستخدم عادة في الدوائر الإلكترونية , وليست من فئة محولات القوى.
عدم التشبع
السمة الثانية الضرورية في المادة المغناطيسية هي ألا تدخل بسرعه في مرحلة التشبع لأنه عند حدوث تشبع تصبح أي زيادة في قيمة التيار المولد للفيض لا يقابلها زيادة في الفيض.ويجب أن تكون المادة على شكل شرائح رففيعة لتقليل الفقد في الطاقة.
تأريض القلب الحديدي