واریابل یکی از ابزارهای مهم در آزمایشگاه‌های الکترونیکی است که به عنوان ترانسفورماتور متغیر نیز شناخته می‌شود. این دستگاه به دلیل قابلیت تنظیم پیوسته ولتاژ خروجی، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. از جمله مهم‌ترین مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی می‌توان به امکان تست و بررسی دقیق عملکرد قطعات الکترونیکی در ولتاژهای مختلف، تنظیم دقیق ولتاژ تغذیه مدارها و … اشاره کرد.

به‌طور کلی این دستگاه‌ها به دلیل راندمان بالا، عمر طولانی و قابلیت تحمل اضافه بارهای کوتاه‌مدت، گزینه‌ای مناسب برای بسیاری از کاربردهای آزمایشگاهی محسوب می‌شوند. شایان ذکر است که واریابل در انواع تک فاز و سه فاز با ظرفیت‌های مختلف تولید می‌شود که هرکدام از آن‌ها مزایا و معایب خاصی دارند؛ لذا در ادامه برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع و مزایای استفاده از واریابل با ما همراه باشید.

واریابل چیست و چگونه کار می کند؟

واریابل که به نام‌های واریاک یا اتو ترانس نیز شناخته می‌شود، یک نوع ترانسفورماتور متغیر است که امکان تنظیم پیوسته و دقیق ولتاژ خروجی متناوب را فراهم می‌آورد. این دستگاه برخلاف ترانسفورماتورهای معمولی که دو سیم‌پیچ مجزا برای ولتاژ اولیه و ثانویه دارند، تنها از یک سیم‌پیچ استفاده می‌کند. معمولاً واریاک دارای یک سیم‌پیچ و سر ولوم است که کاربر با حرکت دادن سر ولوم می‌تواند مقدار خروجی ولتاژ را به صورت پیوسته از صفر تا حداکثر ولتاژ ورودی تنظیم کند. به بیان ساده، واریاک همانند یک شیر آب برای ولتاژ است که با چرخاندن دسته  آن، مقدار ولتاژ تنظیم می‌شود. لازم به ذکر است که ساختار ساده و راندمان بالا از جمله مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی محسوب می‌شوند. 

نقش واریاک چیست؟

با بررسی نقش واریابل در مدارهای الکترونیکی، بهتر می‌توان به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی پی برد. واریابل ابزاری ارزشمند در آزمایشگاه‌ها و صنایع مختلف بوده که به‌طور خاص برای تنظیم و کنترل دقیق ولتاژ متناوب استفاده می‌شود. در واقع این دستگاه‌ به کاربر اجازه می‌دهد تا ولتاژ خروجی را به صورت پیوسته از صفر تا مقدار دلخواه تنظیم کند. اگرچه امروزه دیمرهای نیمه‌رسانای کوچک و سبک جایگزینی برای واریابل‌ها در بسیاری از کاربردها محسوب می‌شوند، اما واریاک‌ها همچنان در مواردی که به خروجی دقیق ، بدون نویز و با توان بالا نیاز است، جایگاه خود را حفظ کرده‌اند.

انواع واریاک، واریابل و اتو ترانس

واریاک، واریابل یا اتو ترانس، همگی به یک نوع ترانسفورماتور متغیر اشاره دارند و این دستگاه نقش به‌سزایی در کنترل دقیق و تنظیم پیوسته ولتاژ در صنایع مختلف ایفا می‌‌کند؛ لذا شناخت انواع واریابل، پیش‌نیازی ضروری برای درک بهتر مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی است. انواع مهم واریابل عبارتند از:

• واریاک تک ‌فاز:

این نوع واریابل به‌طور خاص برای کنترل و تنظیم پیوسته ولتاژ در سیستم‌های برق تک‌ فاز طراحی شده است. واریاک تک فاز قابلیت تنظیم ولتاژ 220 ولتی به ولتاژی متغیر بین 0 تا 300 ولت را دارد و طیف گسترده‌ای از توان از 200 ولت‌آمپر تا 30 کیلوولت‌آمپر را ارائه می‌دهد.؛ لذا از مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی می‌توان به امکان به‌کارگیری این دستگاه در مدارهای تک فاز اعم ‌از سرعت موتورهای کوچک، کنترل روشنایی و تجهیزات الکتریکی اشاره کرد.

• واریاک سه‌ فاز:

این نوع واریابل منحصراً برای استفاده در سیستم‌های سه فاز طراحی شده است و اغلب در صنایع بزرگ کاربرد دارد. در واقع واریاک سه‌ فاز به دلیل قابلیت کنترل ولتاژ و جریان به طور همزمان در هر سه فاز، گزینه‌ای مناسب برای بارهای بزرگ و پیچیده‌تر محسوب می‌شود؛ به‌طوری که می‌توان شاهد رد پایی از آن در موتورهای بزرگ صنعتی و سیستم‌های تهویه مطبوع بود. این نوع واریابل امکان تنظیم ولتاژ 380 ولت به ولتاژ متغیر خروجی از 0 تا 500 ولت را فراهم کرده و طیف وسیعی از توان از 600 ولت‌آمپر تا 50 کیلو‌ولت‌آمپر را به همراه اتصال نول ارائه می‌دهد. لازم به ذکر است که واریابل سه‌ فاز به دلیل دارا بودن سه هسته داخلی مجزا، قابلیت استفاده به عنوان یک واریاک تک فاز را نیز دارد.

• واریاک حلقوی: 

این نوع واریابل به دلیل ساختار خاص خود، ابزاری مناسب برای تنظیم دقیق ولتاژ و جریان در توان‌های پایین است. همچنین، تولید واریابل‌های حلقوی در دو مدل تک فاز و سه فاز منجر به انعطاف‌پذیری بالا در تامین نیازهای مختلف سیستم‌های الکتریکی می‌شود. البته ناگفته نماند که در توان‌های بالاتر نیز به‌منظور افزایش توان کلی سیستم می‌توان چند واریابل حلقوی را به‌طور موازی به یکدیگر متصل کرد. 

• واریاک ستونی:

این نوع واریابل در برابر نوسانات ولتاژ و جریان ساختار محکم و مقاومی دارد و در دو مدل تک فاز و سه فاز تولید می‌شود. واریابل ستونی می‌تواند جریان‌های قوی را تحمل کرده و ولتاژ را با دقت بالا تنظیم کند. معمولاً این نوع واریابل برای کنترل سرعت موتورهای بزرگ، تنظیم ولتاژ در شبکه‌های برق، بررسی عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی در ولتاژهای گوناگون، تنظیم فرایندهای حرارتی و … کاربرد دارد. البته در ادامه مقاله بیشتر به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی خواهیم پرداخت.

تفاوت عملکرد واریاک سه فاز  و تک فاز

بررسی تفاوت‌‌های میان واریاک تک فاز و سه فاز نیز برای شناخت دقیق مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی بسیار حائز اهمیت است. در واقع واریابل‌های تک فاز و سه فاز تفاوت قابل توجهی در ساختار و عملکرد خود دارند. در نوع تک فاز چرخاندن سر ولوم منجر به تغییر تعداد دور یک سیم‌پیچ در مدار می‌شود و بدین صورت می‌توان ولتاژ خروجی را تنظیم کرد. در مقابل، در مدل سه فاز امکان تنظیم هر سه سیم‌پیچ به صورت مجزا از یکدیگر وجود دارد که بدین صورت ولتاژ هر فاز به‌طور جداگانه تنظیم می‌شود. 

از دیگر تفاوت‌های مهم میان واریاک تک فاز و سه فاز، کاربرد آن‌ها است؛ به‌طوری که معمولاً نوع تک فاز برای مدارهای روشنایی، سیستم‌های کنترل و تجهیزات آزمایشگاهی به‌کار می‌رود، اما مدل سه فاز در صنایع مختلف، آزمایشگاه‌ها، کارخانه ها و سیستم‌های کنترل فرایند استفاده می‌شود.

نحوه ساخت واریاک چگونه است؟

نگاهی کوتاه به نحوه ساخت واریاک پیش از بررسی مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی می‌تواند بسیار مفید باشد. اگرچه تولید واریاک به دانش فنی و تجهیزات خاص نیاز دارد، اما آشنایی با روند کلی تولید به درک بهتر از عملکرد این دستگاه ختم می‌شود. ترانس حلقوی، لغزنده، عایق، دسته کنترل، ابزارآلاتی مانند انبردست، لحیم انبر، پیچ‌گوشتی و … از جمله اجزای اصلی در ساخت واریاک هستند. 

در فرایند تولید این دستگاه ابتدا باید ترانس حلقوی متناسب با ولتاژ ورودی و توان مورد نیاز خود انتخاب کرد. سپس سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه را بر روی هسته ترانس پیچید؛ تعداد دورهای سیم‌پیچ ثانویه، تعیین‌کننده ولتاژ خروجی واریاک است. لغزنده که در واقع یک تماس متحرک بوده با حرکت بر روی سیم‌پیچ، امکان کنترل و تنظیم ولتاژ خروجی را فراهم می‌کند. در نهایت شایان ذکر است که پس از مونتاژ قطعات حتماً واریاک را در یک مدار آزمایشی تست کرده تا از عملکرد صحیح و بدون نقص آن مطمئن شد.

طریقه کارکرد واریاک چگونه است؟

همان‌طور که در بخش‌های قبلی مقاله مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی ملاحظه کردید، واریابل یک نوع ترانسفورماتور متغیر بوده که متشکل از یک ترانس حلقوی است. این دستگاه با به‌کارگیری یک زغال کربنی و اهرم متصل به آن، قابلیت چرخش 360 درجه‌ای را دارد و بدین ترتیب می‌تواند خروجی متغیر را متناسب با نیازهای مختلف تولید کند. در واقع واریابل به متخصصان مربوطه اجازه می‌دهد تا ولتاژ خروجی AC را به صورت پیوسته و دقیق تنظیم کنند؛ در نهایت خروجی نیز با استفاده از یک ولت‌متر موجود بر روی دستگاه، مشاهده می‌‌شود.

چرا از واریابل استفاده می کنیم؟

واریابل امکان تنظیم ولتاژ خروجی را با حداقل نویز و به شکل موج سینوسی کامل و پیوسته خطی فراهم می‌کند؛ این ویژگی، واریابل را برای محافظت از تجهیزات در برابر ولتاژهای بیش از حد و افزایش طول عمر آن‌ها مناسب می‌سازد. همچنین، امکان تست و کالیبراسیون تجهیزات الکترونیکی را فراهم می‌کند که این امر جزو مهم‌ترین مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی است. به‌طور کلی انتخاب و استفاده صحیح از این دستگاه به بهبود کیفیت و دقت فرایندهای صنعتی کمک شایانی می‌کند.

دلایل استفاده از واریاک

البته دلایل استفاده از واریابل تنها به موارد ذکر شده ختم نمی‌شود؛ بلکه می‌توان از این دستگاه پرکاربرد در موارد دیگری نیز بهره برد. از دیگر علل استفاده از واریابل می‌توان به کنترل کیفیت، تنظیم نور و روشنایی، آشکارسازی اثر ولتاژ، تست عایقی، کنترل ولتاژ مستقیم، حفاظت کاتدیک، تنظیم دما، تست ولتاژ شکست و … اشاره کرد. در ادامه به‌طور کامل به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی نیز خواهیم پرداخت.

مزایای استفاده از واریاک (واریابل) در آزمایشگاه الکترونیک

با توجه به نقش کلیدی واریابل در زمینه برق و الکترونیک، استفاده از آن مزایای متعددی را به همراه دارد. واریابل با امکان کنترل و تنظیم پیوسته ولتاژ خروجی، گزینه‌ای مناسب برای تنظیم روشنایی، سرعت موتور و … است. این دستگاه علاوه‌بر تحمل اضافه بارهای کوتاه‌مدت، دارای حجم و وزن کم‌تری نسبت به ترانسفورماتورهای معمولی است. همچنین، تلفات انرژی کم و راندمان بالای این دستگاه به اهمیت آن می‌افزاید. در آخر با توجه به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی می‌توان گفت که این دستگاه نقش مهمی در تست قطعات الکترونیکی، تنظیم ولتاژ تغذیه مدارهای حساس و ایجاد ولتاژهای مرجع دقیق ایفا می‌کند.

چگونه عمر واریابل را افزایش دهیم؟

با توجه به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی، حفظ و نگهداری صحیح آن‌ از دغدغه‌های اصلی کاربران محسوب می‌شود. در واقع رعایت چند نکته ایمنی ساده و سرویس‌های دوره‌ای، کلید عملکرد بهینه و افزایش طول عمر آن است. محیط نصب دستگاه باید فاقد آلودگی، گرد و غبار، رطوبت و دمای بالا باشد؛ تهویه صحیح محیط و خروج حرارت اضافی از آن نیز بسیار ضروری است. تطابق بار الکتریکی با ظرفیت واریاک نیز از دیگر نکات ضروری در افزایش طول عمر آن محسوب می‌شود. همچنین، کنترل ولتاژ ورودی و جلوگیری از نوسانات ناگهانی نیز بسیار حائز اهمیت است. در آخر ناگفته نماند که استفاده از قطعات باکیفیت در صورت نیاز به تعمیر یا تعویض قطعات، عملکرد مطلوب دستگاه را تضمین می‌کند.

نحوه عیب یابی و تعمیر واریاک، واریابل

با توجه به اهمیت و مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی، عیب‌یابی و تعمیر به‌موقع آن‌ نیز بسیار ضروری است. اگرچه عیب یابی و تعمیر این دستگاه‌ها به دانش فنی توأم با مهارت در زمینه برق و الکترونیک نیاز دارد، اما مراحل اولیه عیب‌یابی شامل بررسی دقیق اتصالات، ارزیابی عایق‌کاری و تست عملکرد کلی دستگاه می‌شود. در نهایت در صورت شناسایی قطعه معیوب بهتر است آن را با قطعه‌ای با مشخصات مشابه و کیفیت بالا تعویض کرد.

بهترین برندهای واریابل کدامند؟

با توجه به مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی، انتخاب یک برند معتبر برای خرید این دستگاه بسیار حائز اهمیت است. امروزه، گرین‌ دات هند و گلداستار‌ کره از جمله شرکت‌های پیشرو در زمینه تولید واریابل محسوب می‌شوند. محصولات این دو برند به دلیل کیفیت ساخت بالا و عملکرد دقیق مورد توجه کاربران بسیار زیادی قرار گرفته‌اند؛ لذا توصیه می‌شود برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم‌های آزمایشگاهی، بررسی محصولات این دو برند را در اولویت خود قرار دهید.

جمع بندی

واریابل، نوعی ترانسفورماتور متغیر است که امکان کنترل و تنظیم پیوسته ولتاژ خروجی را فراهم می‌آورد و به همین دلیل کاربرد گسترده‌ای در آزمایشگاه‌های الکترونیکی دارد. این دستگاه در انواع مختلف تک فاز، سه فاز، حلقوی و ستونی تولید می‌شود که هرکدام کاربرد خاصی دارند. از مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی می‌توان به تنظیم دقیق ولتاژ، کنترل جریان، حفاظت از تجهیزات و … اشاره کرد. رعایت نکات ایمنی و سرویس‌های دوره‌ای تضمین‌کننده عملکرد صحیح و افزایش طول عمر این دستگاه است. برای کسب اطلاعات کامل‌تر می‌توانید با کارشناسان مجرب ساوا الکتریک در ارتباط باشید.

سوالات متداول

1. تفاوت اصلی میان واریابل تک فاز و سه فاز چیست؟ 

تفاوت عمده این دو دستگاه در ساختار و عملکرد آن‌ها است؛ به‌طوری که واریابل سه فاز برخلاف واریابل تک فاز قابلیت تنظیم و کنترل هر فاز به‌طور جداگانه را دارد.

1. در هنگام انتخاب واریابل به چه نکاتی باید توجه کرد؟

بهتر است پیش از خرید عواملی مانند ولتاژ و جریان مورد نیاز، دقت تنظیم ولتاژ، پایداری ولتاژ خروجی، ابعاد و وزن دستگاه را در نظر بگیرید.

1. مهم‌ترین مزایای استفاده از واریابل در ازمایشگاه های الکترونیکی کدام‌اند؟

تنظیم دقیق و پیوسته ولتاژ، ایمنی، کاهش نویز و راندمان بالا از اصلی‌ترین علل استفاده از این دستگاه هستند.

بیشتر بخوانید:

بهترین مدل‌های واریابل مگاتک

واریابل چیست و چرا باید از واریاک استفاده کنیم؟

نحوه عملکرد واریابل و دلایل استفاده از آن

اتوترانسفورماتور چیست و چه کاربردی دارد؟