محول
المبدأ

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
V_{\text{S}}=-N_{\text{S}}{\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} t}}
V_{\text{P}}=-N_{\text{P}}{\frac {\mathrm {d} \Phi }{\mathrm {d} t}}
n={\frac {V_{\text{P}}}{V_{\text{S}}}}={\frac {-N_{\text{P}}}{-N_{\text{S}}}}
وبتطبيق قانون بقاء الطاقة تكون القدرة الفعالة وغير الفعاله تساوي:
S=I_{\text{P}}V_{\text{P}}=I_{\text{S}}V_{\text{S}}
وفي حالة المحول المثالي تكون العلاقة بين قيم الجانب الابتدائي والجانب الثانوي هي:
{\frac {V_{\text{P}}}{V_{\text{S}}}}={\frac {I_{\text{S}}}{I_{\text{P}}}}={\frac {N_{\text{P}}}{N_{\text{S}}}}={\sqrt {\frac {L_{\text{P}}}{L_{\text{S}}}}}=n .
حيث
Vp هو جهد الابتدائي
Vs هو جهد الثانوي
Ip هو تيار الابتدائي
Is 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 > 1 .
بينما في حالة المحولات رافعه الجهد تكون n < 1
وبتطبيق قانون أوم
Z_{\text{L}}={\frac {V_{\text{S}}}{I_{\text{S}}}}
وتكون قيمة Z'L (وهي قيمة ZL منسوبة للابتدائي)
Z'_{\text{L}}={\frac {V_{\text{P}}}{I_{\text{P}}}}={\frac {nV_{\text{S}}}{I_{\text{S}}/n}}=n^{2}{\frac {V_{\text{S}}}{I_{\text{S}}}}=n^{2}{Z_{\text{L}}} .
ومن المعروف أن الفيض اللازم لينشأ Es يساوي:
E_{\text{rms}}={\frac {2\pi fNaB_{\text{peak}}}{\sqrt {2}}}\approx 4.44fNaB_{\text{peak}}
حيث:
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 (Eavg) لأي شكل موجة يساوي:
E_{\text{avg}}=4fNaB_{\text{peak}}\!
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.
وبما 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