محول الطاقة النشط مقابل السلبي: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تتطلب المحولات النشطة مصدر طاقة خارجيًا ، بينما تولد المحولات السلبية مخرجاتها بدون مصدر طاقة.
2. توفر المحولات النشطة ناتجًا على شكل جهد أو تيار ، بينما تنتج المحولات السلبية تغييرًا في المقاومة أو السعة أو المحاثة.
3. تحتوي المحولات النشطة على نسبة إشارة إلى ضوضاء أفضل من المحولات السلبية.

ما هو محول الطاقة النشط؟

تتطلب المحولات النشطة مصدر طاقة خارجيًا لتحويل نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر ويمكن استخدامها في تطبيقات مختلفة ، بما في ذلك أنظمة الصوت والتصوير الطبي. تتحول الإشارات الكهربائية إلى حركة ميكانيكية أو حرارة أو ضوء أو صوت.

تستخدم محولات الطاقة النشطة إشارة كهربائية لإحداث تغيير مادي، مثل تغير في الضغط أو درجة الحرارة أو التردد. يتم تضخيم الإشارة أو تقليلها قبل تطبيقها على محول الطاقة.

تشمل محولات الطاقة النشطة القياسية محولات الطاقة الكهروميكانيكية ، والثرمستورات ، والمحولات الكهرضغطية.

الثرمستورات عبارة عن محولات طاقة حساسة لدرجة الحرارة تعمل على تحويل الإشارات الكهربائية إلى تغيرات في درجات الحرارة. يتم استخدامها في أنظمة التحكم في درجة الحرارة مثل منظمات الحرارة. تقوم محولات الطاقة الكهرضغطية بتحويل نقل الكهرباء مثل الموجات فوق الصوتية إلى اهتزازات ميكانيكية. تُستخدم محولات الطاقة هذه بشكل متكرر في التصوير الطبي لأنها يمكنها توليد موجات صوتية لإنشاء صورة لعضو داخلي.

تتحول الإشارات الكهربائية إلى حركات ميكانيكية عبر محولات الطاقة الكهروميكانيكية، مثل تشغيل المحرك أو فتح الصمام. يتم نشر محولات الطاقة هذه في أنظمة الصوت لتحويل الإشارات الكهربائية إلى موجات صوتية.

محولات الطاقة النشطة قابلة للتكيف بشكل لا يصدق وتستخدم في مختلف التطبيقات. كما أنها سهلة التشغيل والصيانة ، مما يجعلها خيارًا ممتازًا للعديد من التطبيقات.

ما هو محول الطاقة السلبي؟

المحول السلبي هو جهاز يحول الطاقة من شكل إلى آخر دون استخدام مصدر خارجي للطاقة. إنها وسيلة للتحايل يمكنها قياس الكميات الفيزيائية مثل درجة الحرارة والضغط والقوة والإزاحة دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي. 

المحولات السلبية تقيس الصفات الفيزيائية للنظام أو البيئة. مقاييس الإجهاد هي أكثر أنواع المحولات السلبية شيوعًا. مقياس الضغط هو جهاز يقيس إجهاد (تشوه) كائن أو مادة. يتضمن شريطًا قصيرًا من المعدن أو أي مادة أخرى مثبتة على الشيء أو المادة المراد قياسها.

عندما يتعرض الشيء أو المادة لقوة ، يتشوه الشريط ويغير المقاومة ، والتي يمكن قياسها بعد ذلك. تشمل الأنواع الأخرى من المحولات السلبية:

• تقيس الثرمستورات درجة حرارة النظام أو البيئة.
• محولات الطاقة الكهربائية الانضغاطية تقيس القوة أو الضغط.
• أجهزة الاستشعار البصرية تقيس شدة الضوء.  

تعمل المحولات السلبية في التطبيقات الصناعية ، مثل تقدير ضغط الغاز أو السائل أو درجة حرارة النظام ، وتُستخدم في التطبيقات الطبية ، مثل حساب النشاط الكهربائي للقلب. يمكنهم قياس القوة التي يتم توصيلها إلى هيكل ، مثل جسر ، أو إزاحة جسم ما.

محولات الطاقة السلبية هي أجهزة غير معقدة وثابتة ولا تتطلب مصدر طاقة خارجي لمعالجتها. ومع ذلك، فإن تنوع الصفات الفيزيائية التي يمكنهم قياسها محدود، ودقتها أقل من دقة محولات الطاقة النشطة.

الفرق بين محول الطاقة النشط والسلبي

1. تتطلب المحولات النشطة مصدر طاقة خارجيًا ، بينما لا تتطلب المحولات السلبية.
2. تقوم المحولات النشطة بتحويل الطاقة إلى شكل كهربائي ، بينما تقوم المحولات السلبية بتحويل الطاقة إلى شكل ميكانيكي.
3. لا تحتاج المحولات النشطة إلى مكبر للصوت لزيادة مستوى الإشارة ، بينما تتطلب المحولات السلبية مكبرًا لزيادة مستوى الإشارة.
4. تولد المحولات النشطة مصدر طاقتها ، لكن المحولات السلبية تعتمد على مصادر الطاقة الخارجية.
5. تعد محولات الطاقة النشطة أكثر تعقيدًا وأكثر تكلفة من محولات الطاقة السلبية.

مقارنة بين محول الطاقة النشط والسلبي

معلمات المقارنة	محول الطاقة النشط	محول سلبي
المعروف أيضا باسم	محولات ذاتية التوليد.	محولات الطاقة الخارجية.
تحويل	الاشارات	مجمع
الناتج الناتج	التيار الكهربائي أو الجهد.	التباين في الكمية المرتبطة بالعناصر السلبية
الطاقة التشغيلية	مشتق من الكمية التي يتم قياسها.	مأخوذة من مصدر طاقة خارجي.
الطاقة الخارجية	غير مطلوب	مطلوب:

مراجع حسابات

1. قياسات الضغط في دوران الأوعية الدقيقة باستخدام محولات الطاقة النشطة والسلبية - ScienceDirect
2. محولات الطاقة | SpringerLink