برای فهم مسئله واریاک یا واریابل چیست، می‌توان گفت که این دستگاه به عنوان یکی از ابزارهای مهم الکترونیک و برق شناخته می‌شود که برای کنترل ولتاژ متناوب به کار می‌رود. این دستگاه‌ها امکان تنظیم ولتاژ خروجی را به صورت پیوسته فراهم می‌کنند که از اهمیت بسیاری در مصارف مختلف برخوردارند. همچنین از صنایع تا آزمایشگاه‌ها و حتی استفاده در پروژه‌های تحقیقاتی، واریابل‌ها به عنوان یک منبع تغذیه اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این دستگاه‌ها نه تنها به تنظیم ولتاژ کمک می‌کنند، بلکه استفاده از آن را برای کنترل دقیق ولتاژ، حرارت، سرعت موتور و سایر پارامترهای مربوط به ولتاژ متناوب نیز می‌بینیم. از این رو، مهم است که به درستی و با دقت مسئله واریابل چیست را بررسی کرده و با نحوه عملکرد و علت استفاده از واریابل آشنا شوید. همچنین کارایی بهینه از آن در کاربردهای مختلف فراهم خواهد شد و می‌توانید جلوی خطراتی همچون خرابی تجهیزات و نارسایی‌های دیگر را بگیرید. در این مطلب به صورت کامل‌‌تری به موضوع واریابل یا واریاک چیست می‌پردازیم و نقش، انواع، کاربرد و مزایای وجود آن را بررسی می‌کنیم.

واریابل (واریاک) چیست؟

در ابتدا به بررسی کامل‌تری از واریابل یا واریاک می‌پردازیم. واریابل، واریاک یا اتوترانس، نوعی ترانسفورمر است که جریان الکتریکی و مقاومت ظاهری را تولید می‌کند و ولتاژ اولیه و ثانویه‌ای متفاوت دارد. وقتی جریانی از سیم عبور می‌کند، میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد شده و تغییر آن موجب ایجاد جریان مغناطیسی می‌شود. بر اساس قانون فارادی، گفته می‌شود که تغییر در مدار مغناطیسی، جریان الکتریکی ایجاد خواهد کرد. در نتیجه می‌توان فهمید که استفاده از جریان متفاوت برای تغییر در میدان مغناطیسی باعث ایجاد جریان در مدار دیگری می‌شود که این اتفاق در ترانسفورمر یا اتوترانس رخ می‌دهد.

چرا از واریابل استفاده کنیم؟

با بررسی موضوع واریابل چیست می‌توان دریافت که این وسیله در چه زمینه‌هایی به کار رفته و از آن استفاده می‌شود. انواع زمینه‌ها و علت استفاده از واریابل عبارتند از:

• حفاظت کاتدیکی
• تنظیم ولتاژ
• رگوله کردن
• آشکارسازی اثر ولتاژ
• کنترل ولتاژ مستقیم
• کنترل کیفیت
• تست ولتاژ شکست
• تست عایقی
• تنظیم نور و روشنایی
• تنظیم دور در دقیقه
• تست و کالیبره کردن
• تنظیم دما
• استفاده در آزمایشگاه‌های فشار قوی

طریقه کارکرد واریاک

برای آشنایی با این مسئله که واریابل چیست و شیوه کار آن به چه صورت است، گفته می‌شود که این دستگاه را یک ترانس حلقوی تشکیل می‌دهد که با استفاده از یک زغال و اهرم متصل به آن، نزدیک به 360 درجه می‌چرخد تا خروجی متغیر AC را نسبت به نیاز در خروجی تولید کند. این خروجی نیز با استفاده از یک ولت‌متر نصب شده بر روی واریابل قابل مشاهده است.

نحوه ی عملکرد واریابل

در بررسی واریابل چیست باید به شیوه عملکرد آن نیز توجه شود. واریابل به ابزاری می‌گویند که انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر، با استفاده از دو یا چند سیم‌پیچ و القای الکتریکی انتقال می‌دهد. جریان عبوری در اطراف مدار اول (اولیه ترانسفورماتور)، سبب ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم‌پیچ اول شده و سپس این میدان مغناطیسی، ولتاژی را در مدار دوم القا خواهد کرد که با افزودن بار در مدار دوم، جریان ثانویه را ایجاد می‌کند.

به طور معمول برای حفاظت از واریابل، از یک فیوز مینیاتوری استفاده می‌کنند که نسبت به واریابل آمپر پایین‌تری دارد. وجود فیوز از آن جهت حائز اهمیت بوده که در صورت انتخاب مصرف‌کننده بالاتر از اتوترانس انتخابی، جلوی آسیب به واریابل را بگیرد.

ولتاژ القا شده در سیم‌پیچ ثانویه (VS) و ولتاژ دو سر سیم‌پیچ اولیه (VP) با یک نسبت آرمانی به هم مرتبط هستند که به عنوان نسبت تعداد دور سیم‌پیچ ثانویه به سیم‌پیچ اولیه آن را در نظر می‌گیرند. از این مسئله نتیجه می‌گیریم که با تغییر تعداد دور سیم‌پیچ‌های واریابل، می‌توان ولتاژ در سیم‌پیچ ثانویه ترانسفورماتور را تغییر داد.

دلایل استفاده از واریابل

در زیر به دلایل استفاده از واریابل یا واریاک ، اشاره می‌کنیم:

• واریابل قادر است به عنوان منبع ولتاژ و منبع جریان عمل کند تا ولتاژ یا جریان مورد نیاز را فراهم آورد.
• واریابل دارای قابلیت کنترل ولتاژ و جریان در محدوده‌ خاصی است که می‌تواند مقادیر ولتاژ و جریان را به دقت تعیین کند.
• دستگاه قادر است ولتاژ مستقیم را قبل از ورود به یکسو کننده تنظیم کند که به کمک آن کارایی و عملکرد مدار بهبود پیدا خواهد کرد.
• واریابل ولتاژ خط را افزایش یا کاهش می‌دهد تا ولتاژ مورد نیاز را تنظیم کند.
• موردی دیگر برای علت استفاده از واریابل، انجام تست ولتاژ‌های بالا و پایین در تجهیزات الکترونیکی و الکتریکی است.
• دستگاه اجازه می‌دهد تا ولتاژ متغیر با توجه به نیاز شما تنظیم شود.
• واریابل را در ورودی ترانس‌هایی با ولتاژ بالا برای تست‌های عایقی نصب می‌کنند.
• دستگاه قادر است ولتاژ شکست را تست کند و اثرات ولتاژ، قبل از شکست را آشکار سازد تا در پروژه‌های تحقیقاتی از خرابی‌های ناخواسته جلوگیری شود.

واریاک تک فاز و واریاک سه فاز

در خصوص اینکه واریابل یا واریاک چیست و چه انواعی را شامل می‌شود، دو دسته زیر را بازگو می‌کنیم:

• واریاک تک فاز
• واریاک سه فاز

واریاک تک فاز برای تنظیم ولتاژ در یک فاز و واریاک سه فاز برای تنظیم ولتاژ در سه فاز به کار می‌رود و هر کدام را در اندازه‌ها و توان‌های مختلفی ارائه می‌کنند که اندازه‌های متداول آن‌ها شامل 0.5، 1، 2، 3، 5، 6، 9، 10، 15 ،20 ، 30 و 50 کیلوولت آمپر می‌شود.

با توجه به وظیفه تنظیم ولتاژ، واریاک تک فاز قابلیت تنظیم ولتاژ از صفر تا 300 یا 250  ولت و واریاک سه فاز قابلیت تنظیم ولتاژ از 0 تا 500 یا 520 ولت را دارد. این واریاک‌ها به ترتیب می‌توانند توان از 200 وات الی 30 کیلووات آمپر (در تک فاز) و از 0.6 کیلووات تا 50 کیلووات آمپر (در سه فاز) را در بر بگیرند.

در نوع تک فاز عمل کنترل به وسیله یک دستگاه کنترلی به نام “volume” انجام می‌شود که بیشترین مصرف آن را در صنایع آموزشی و اتاق‌های آزمایشگاهی می‌بینیم. واریاک سه فاز ویژگی‌هایی مانند فیوز و صفحه دیجیتال، سیستم نول و دقت 1 ولت دارد و شامل سه هسته داخلی مجزا می‌شود که می‌توان از هر کدام به عنوان یک اتوترانس تک فاز با ولتاژ نول 220 ولت بهره برد.

نحوه ساخت واریاک چگونه است؟

در آشنایی با مسئله واریابل چیست و علت استفاده از واریابل، بررسی روند ساخت و اجزای سازنده کمک بسیاری می‌کند. ساخت واریاک یا واریابل نیاز به اجزای مختلفی دارد. پیش از هر چیز باید ترانسی با توجه به آمپر مورد نیاز انتخاب شود. به عنوان مثال، برای جریان 10 آمپر، یک ترانس 3 کیلو آمپری مناسب است. سپس نیاز به یک زغال برای کنترل ولتاژ خروجی بین بازه صفر تا 300 ولت یا 250 ولت داریم.

به طور کل انواعی از واریاک‌ها یا واریابل‌ها، با ساختار اولیه‌ای کار می‌کنند که شامل قطعات اصلی زیر است:

• سیم پیچ اولیه: این سیم در اطراف هسته مغناطیسی چند لایه پیچیده شده است.
• سیم پیچ ثانویه: سیم دیگری که بر روی همان هسته پیچیده شده و با سیم پیچ اولیه اتصال دارد.
• هسته مغناطیسی چند لایه: یک هسته مغناطیسی که سیم پیچ‌ها روی آن پیچیده شده‌اند.
• برس کربن (برای ولتاژ ثانویه): این برس به گونه‌ای قرار داده شده که می‌تواند اتصال الکتریکی با سیم پیچ ثانویه را ایجاد کند.

واریاک‌ها عموماً با تعدادی سیم پیچ اولیه طراحی می‌شوند تا ولتاژ قابل تنظیم ثانویه را تولید کنند که از چند ولت تا کسری از ولت در هر نوبت قابل تنظیم است. ولتاژ ثانویه را نیز تا زمانی که برس کربن با سیم پیچ اولیه تماس دارد می‌توان تنظیم کرد.

انواع واریابل (اتو ترانس) گلد استار، گرین دات هند و مگاتک تایوان:

انواعی از واریابل‌ها یا اتوترانس‌های گرین دات و مگاتک در دو دسته تک فاز و سه فاز به همراه ویژگی هر یک، به شرح زیر هستند:

واریابل تک فاز:

• واریاک تک فاز 200VA مدل LG-1P-0.2K-VA گلداستار کره
• واریاک تک فاز 500VA مدل LG-1P-0.5K-VA گلداستار کره
• واریاک تک فاز 1000VA مدل LG-1P-1K-VA گلداستار کره
• واریاک تک فاز 2000VA مدل LG-1P-2K-VA گلداستار کره
• واریاک تک فاز 7000VA مدل LG-1P-7K-VA گلداستار کره
• واریاک تک فاز 20000VA مدل LG-1P-20K-VA گلداستار کره
• واریابل تک فاز GDDM-0.81-P-VI 0.2KVA گرین دات هند
• واریابل تک فاز GDDM-81-P-VI 2KVA گرین دات هند
• واریابل تک فاز GDDM-601-P-VI 15KVA گرین دات هند
• واریابل تک فاز GDDM-1201-P-VI 30KVA گرین دات هند
• واریابل تک فاز TDGC2-1 1KVA مگاتک تایوان
• واریابل تک فاز TDGC2-3 3KVA مگاتک تایوان
• واریابل تک فاز TDGC2-5 5KVA مگاتک تایوان

واریابل سه فاز:

• واریاک سه فاز 600VA مدل LG-3P-0.6K-VA گلداستار کره
• واریاک سه فاز 1500VA مدل LG-3P-1.5K-VA گلداستار کره
• واریاک سه فاز 3000VA مدل LG-3P-3K-VA گلداستار کره
• واریاک سه فاز 9000VA مدل LG-3P-9K-VA گلداستار کره
• واریاک سه فاز 15000VA مدل LG-3P-15K-VA گلداستار کره
• واریاک سه فاز 50000VA مدل LG-3P-50K-VA گلداستار کره
• واریابل سه فاز GDDM-0.83-P-VI 0.6KVA گرین دات هند
• واریابل سه فاز GDDM-123-P-VI 9KVA گرین دات هند
• واریابل سه فاز GDDM-283-P-VI 20KVA گرین دات هند
• واریابل سه فاز GDDM-533-P-VI 40KVA گرین دات هند
• واریابل سه فاز GDDM-603-P-VI 45KVA گرین دات هند
• واریابل سه فاز TSGC2-3 3KVA مگاتک تایوان
• واریابل سه فاز TSGC2-6 6KVA مگاتک تایوان

نقش واریاک، واریابل چیست؟

واریابل یا واریاک، یک دستگاه پرکاربرد و بی‌دردسر برای کنترل ولتاژ متناوب و دیگر موارد مربوط به ولتاژ متناوب است که در صنعت کاربردهای زیادی دارد. واریابل یک اسم ثبت شده برای اتوترانسفورماتور متغیر و اتوترانس پیوسته شرکت جنرال رادیو است که دارای نسبت ترانسفورمری کاملاً پیوسته و هموار بوده و عمل کنترل خروجی دستگاه را از صفر تا ولتاژ خط یا حتی بیشتر از آن را انجام می‌دهد. با اینکه دیمرهای نیمه‌هادی کوچک و سبک را در بسیاری از کاربردها جایگزین واریابل‌ها می‌کنند، اما واریابل‌ها همچنان در مواردی که نیاز به سیگنال سینوسی بدون اعوجاج با ویژگی‌های مشخص است، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مزایای واریاک، واریابل چیست؟

با توجه به عملکرد واریابل در زمینه برق و الکترونیک، می‌توان به مزایای وجود آن پی برد. شناخت مزایا کمک خواهد کرد تا به شیوه درست‌تری در زمینه‌های مختلف از واریابل‌ها استفاده ببرید. انواع مزایای واریاک یا واریابل به شرح زیر هستند:

• واریاک یا واریابل مانند ترانس‌های پربازده، بازدهی بسیار بالایی داشته که قابلیت تحمل اضافه بار و اورلودهای کوتاه مدت تا 1000% را دارد.
• به دلیل عدم داغ شدن واریابل، عمر مفید طولانی مدتی دارد.
• ویژگی مهم دیگر این است که مستقل از میزان بار و ضریب قدرت عمل کرده و ولتاژ بار، از بی‌باری تا بار کامل تغییرات اندکی خواهد داشت.
• کارکرد بدون ‌صدا و بدون اضافه کردن نویز به خط از دیگر مزایای آن است.
• در واریابل یا واریاک، تماس انحصاری دوراترک از اکسیداسیون‌های آسیب‌رسان بر اثر دمای بالا خودداری می‌کند؛ به همین دلیل قابلیت اطمینان بالایی دارد.
• نصب واریابل به راحتی و به کمک تمامی سخت‌افزارهای لازم و همراه، انجام می‌شود. همچنین نقشه سیم‌پیچی آن را بر روی صفحه ترمینال ارائه می‌دهند.
• واریاک‌ها با انواعی از استانداردها برای برآورده کردن نیازهای مختلف فرکانس، ولتاژ، فاز، اندازه بار و احتیاجات نصب، به همراه ایمنی تضمین شده توسط آزمایشگاه‌های تست و تضمین کالا ارائه می‌شود.

جمع‌بندی

واریابل یا واریاک، ابزاری است که برای کنترل ولتاژ متناوب به کار می‌رود و امکان تنظیم ولتاژ خروجی را به صورت پیوسته فراهم می‌کند. واریابل‌ها در دو نوع تک فاز و سه فاز با ویژگی‌های مختلف موجود هستند که برای دستیابی به مزایا و عملکرد بهینه آن، باید پیش از هر چیز با موضوع واریابل چیست آشنا شوید. از اهمیت واریابل‌ها می‌توان به کنترل دقیق ولتاژ، حرارت، سرعت موتور، نور و سایر پارامترهای مربوط به ولتاژ متناوب اشاره کرد. به همین دلیل، بررسی مسئله واریاک چیست و علت استفاده از واریابل برای دستیابی به کارایی مطلوب در کاربردهای مختلف ضروری است و می‌تواند به جلوگیری از خرابی تجهیزات و ناتوانی‌های دیگر کمک کند.

سوالات متداول

• واریابل چیست؟

واریابل یا واریاک، ابزاری است که برای کنترل ولتاژ متناوب به کار می‌رود و امکان تنظیم ولتاژ خروجی به صورت پیوسته را در اختیار قرار می‌دهد.

• چرا از واریاک باید استفاده کرد؟

علت استفاده از واریابل به این جهت است که این دستگاه‌ها قابلیت کنترل دقیق ولتاژ، حرارت، سرعت موتور، نور و سایر پارامترهای مربوط به ولتاژ متناوب را فراهم می‌کنند.

• اجزای اولیه برای تشکیل واریابل یا واریاک چیست؟

اجزای اصلی واریابل یا واریاک شامل سیم‌پیچ اولیه و ثانویه، هسته مغناطیسی و برس کربن بوده که با همکاری هم امکان تنظیم ولتاژ خروجی را فراهم می‌سازند.

• واریابل‌ها چه مزایایی دارند؟

بازدهی بالا، قابلیت تحمل اضافه بار و اورلودهای کوتاه مدت، داغ نشدن، بی‌صدا و بدون نویز، اطمینان بالا، نصب آسان و در نظرگیری استانداردها و ایمنی از مزایای این دستگاه است.

بیشتر بخوانید:

اتوترانسفورماتور چیست و چه کاربردی دارد؟