مباني برق (5) (كنتور)

اساس كار فيوز چيست ؟

فيوز يك عنصر حفاظتي در مدار است كه هرگونه اضافه جرياني را كه بيشتر از مقدار نوشته شده روي فيوز باشد تشخيص داده و آنرا سريع قطع ميكند. بدين صورت كه جريان اضافه سبب توليد گرما در فيوز شده و يك سيم حساس به حرارت را كه در مسير عبور جريان و در داخل فيوز قرار دارد ذوب ميكند و در نتيجه مسير عبور جريان قطع شده و اتصال كوتاه بطور موقت برطرف مي‌شود اما تا زماني كه عامل ايجاد كننده اتصال كوتاه مرتفع نگردد عوض كردن فيوز فايده‌اي ندارد.

اساس كار كنتور چيست ؟
كنتور‌ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي‌كنند. مي‌دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي‌شود كه شدت و جهت اين ميدان به جريان عبوري از سيم پيچ بستگي دارد. در كنتور‌هاي تكفاز دو دسته سيم پيچ وجود دارد كه يكي از آنها داراي تعداد دور كم و قطر بيشتر نسبت به ديگري است اين سيم پيچ را سيم پيچ جريان و سيم پيچ ديگر را سيم پيچ ولتاژ مي‌نامند.

نحوه نصب كنتور تكفاز در مدار چگونه است ؟
سيم فاز را به سر سيم پيچ جريان وصل نموده و از سر ديگر آن فاز را مي‌گيرند ...

ادامه نوشته

مباني برق (4) (ولتاژ)

ولتاژ چيست ؟
هرگاه الكترونها در يك هادي در مسير مشخصي بحركت در آيند جريان الكتريكي ايجاد مي‌شود. اما الكترونها بدون دريافت نيرو و انرژي از مدار گردش بدور هسته خارج نمي‌شوند. بنابر اين براي توليد جريان نياز به يك نيرو داريم كه آن را از منابع توليد نيرو مانند باتري مي‌گيريم. بعبارت ساده‌تر نيروي لازم جهت ايجاد جريان ولتاژ نام دارد كه واحد اندازه‌گيري آن ولت است.
چگونه مي‌توان ولتاژ توليد كرد ؟

اين سوال پاسخ سوال ديگري نيز مي‌تواند باشد كه همان روشهاي توليد الكتريسيته است. مي‌دانيم كه انرژي توليد نمي‌شود بلكه از صورتي به صورت ديگر تبديل مي‌گردد. از آنجاييكه الكتريسيته هم انرژي است پس بايد تبديل شده انرژي‌هاي ديگر باشد. انرژيهايي كه بصورت متعارف براي توليد برق بكار مي‌روند عبارتند از: انرژي شيميايي در باتريها - انرژي مغناطيسي در ژنراتورها - انرژي نوراني در باتريهاي خورشيدي - انرژي حرارتي در ترموكوپلها - انرژي ضربه‌اي در پيزو الكتريك و....

منظور از افت ولتاژ چيست؟
مي دانيم كه هرگاه در يك مدار از مقاومت جريان بگذرد در دو سر آن ولتاژي ايجاد مي‌شود كه مطابق قانون اهم از حاصل ضرب ميزان جريان عبوري از مقاومت در مقدار مقاومت بدست مي‌آيد. در شبكه‌ها علاوه بر مصرف كننده‌ها كه به نوعي مقاومت بحساب مي‌آيند مقاومتهاي ناخواسته ديگري هم وجود دارند كه سبب كاهش ولتاژ دو سر بار مي شوند. مهمترين اين مقاومتها همان مقاومتهاي سيمهاي حامل جريان است. مقاومت سيمها، با سطح مقطع آنها نسبت معكوس و با طول آنها نسبت مستقيم دارد. به عبارت ديگر با افزايش طول يا كاهش سطح مقطع يا هردو، ميزان مقاومت سيمها زياد مي‌شود كه همين موضوع افت ولتاژ را زياد مي كند.
براي كاهش ميزان افت ولتاژ يك سيستم بايد تا حد امكان مقاطع سيم‌ها را زياد انتخاب كرد. البته براي اينكار مي بايد ابتدا ميزان جريان عبوري از سيستم يا همان توان مصرفي را داشت. سپس با در نظر گرفتن طول مسير سيم كشي و نيز درصد مجاز افت ولتاژ، سطح مقطع مناسب را محاسبه و انتخاب كرد كه براي اينكار از رابطه زير استفاده مي‌شود:

S=2*L*I/X*DV*V

در رابطه فوق عناصر عبارتند از:
L: طول مسير سيم كشي
I: اندازه جريان مصرفي
X: اندازه هدايت مخصوص سيم كه براي مس 56 و براي آلومينيوم 35 است
DV: اندازه در صد مجاز افت ولتاژ مي باشد كه براي مصارف روشنايي 5/1 درصد، برا ي موتورها 3 درصد و براي پستها 5/0 درصد در نظر گرفته مي‌شود.
V: هم ولتاژ شبكه
براحتي به كمك اين رابطه نمره سيم قابل محاسبه است.
 البته براي سادگي كار امروزه بيشتر از جداول انتخاب سيم استفاده مي‌شود كه بايد به يك نكته توجه داشت و آن اين كه اگر سيمي را از اين جداول انتخاب كرديد حتما با توجه به فاصله مسير سيم كشي درصد افت ولتاژ آن را حساب كنيد و پس از مقايسه با مقدار مجاز مشخص كنيد كه انتخابتان صحيح بوده يا خير.

مباني برق (3)

خطرات ناشي از برق كدامند؟

خطراتي كه از برق ناشي مي شوند عموما به دو دسته خطرات آتش سوزي و خطرات برق گرفتگي تقسيم ميشوند. در صورتيكه در يك مدار الكتريكي اتصال كوتاه پيش آيد و برطرف نشود جريان مدار بشدت افزايش يافته و حرارت زيادي توليد مي‌كند. اين حرارت سبب آتش گرفتن عايق سيم‌ها و گسترش آن به مواد آتش گير ديگر است. خطر ناشي از برق گرفتگي مستقيما شخص را تهديد مي كند.

جريان خطا چيست و چند نوع است؟
در صورتيكه در مدار الكتريكي جريان از مسير درست خود جاري نشود آنرا جريان خطا مي‌گويند. اين جريان ممكن است از طريق اتصال بدنه به زمين جاري شود يا از مدار اصلي بگذرد كه ميزان آن بيشتر از حد مشخص مدار است كه آنرا اتصال كوتاه يا اضافه بار گويند. در حالت اتصال كوتاه دو نقطه اي از مدار كه نسبت به هم داراي ولتاژ هستند بهم اتصال مي‌يابند (توسط يك مقاومت بسيار كوچك) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف كننده‌ها بيشتر از مقدار مجاز آنها مي‌شود.

منظور از برق گرفتگي چيست؟
اگر جريان برق از بدن انسان يا حيوان بگذرد برق گرفتگي ايجاد مي‌شود. ممكن است اندازه جريان عبوري از بدن محسوس نباشد كه در اين صورت برق گرفتگي قابل تشخيص نيست. اما در صورتيكه ميزان جريان عبوري زياد شود ابتدا شوك به بدن وارد مي‌شود و در صورت زيادتر شدن جريان سبب قطع ضربان قلب، ايست تنفس و در نهايت مرگ مغزي مي‌شود.
اندازه جريان و ولتاژ مجاز چقدر است؟
براي جريان متناوب 15 ميلي آمپر و براي جريان مستقيم 60 ميلي آمپر. (ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقيم 45 ولت است.)

مباني برق (2)

ادارات برق چگونه بهاي برق مصرفي را محاسبه مي كنند؟

در همه انشعابات، كنتور ميزان انرژي تحويلي به مصرف كننده‌ها را اندازه مي‌گيرد و توسط شماره‌هايي نشان مي‌دهد. اين شماره‌ها بر حسب كيلو وات ساعت است. براي دانستن ميزان مصرف يك ماه: شماره ماه قبل را از شماره جديد كسر مي كنند همچنين هر مشترك موظف است در ماه مبلغي را بعنوان حق اشتراك كه ارتباطي به ميزان مصرف ندارد بپردازد. بعبارت ديگر شما هرچقدر برق مصرف كنيد يك مبلغ ثابت ماهيانه بنام حق آبونمان به آن اضافه مي‌شود.(با پول زور اشتباه نشه‌ها!) بهاي برق مصرفي هم از حاصل ضرب مصرف يكماه در بهاي هر كيلو وات ساعت بدست مي‌آيد كه در آخر به آن آبونمان و نيز ماليات صدا و سيما اضافه مي‌شود كه آخرين مورد هيچ نفعي براي اداره برق ندارد.

چرا نرخ برق بصورت تصاعدي حساب مي‌شود؟
اين امر به منظور تشويق مشتركين به مصرف كمتر مي باشد. زيرا مصرف كمتر سبب كاهش بار نيروگاهها و پستهاي توزيع مي‌شود و اين خود باعث كمتر روشن ماندن ژنراتورها و پايين آمدن هزينه مي‌شود. البته در كشورهاي پيشرفته بعلت فراواني نيروگاهها هزينه روشن كردن مجدد ژنراتور زيادتر از خاموش ماندن آن است و اين سبب تشويق مصرف كننده به افزايش مصرف است بعبارت ديگر نرخ تصاعدي در اين كشورها برعكس ايران است!

منظور از زمان اوج مصرف چيست؟
در زمانها خاصي از شبانه روز بيشترين انرژي از شبكه برق كشيده مي‌شود كه معمولا ابتداي شب است زيرا در اين زمان بيشتر مصارف روشنايي در منازل و خصوصا مغازه‌ها وجود دارد. در اين مواقع ژنراتورها بيشترين بار را متحمل مي شوند و در نتيجه سوخت بيشتري نيز مصرف مي‌شود.

مباني برق (1) (توان)

توان الكتريكي چيست ؟

اصولا توان به معني سرعت تبديل انرژي است. در دستگاههايي كه براي تبديل انرژي بكار مي روند هر چقدر اين سرعت بيشتر باشد قدرت دستگاه نيز بيشتر است. مثلا در ژنراتور توان بيشتر نشاندهنده توليد انرژي برقي بيشتر است. در مصرف كننده‌ها نيز همين موضوع صدق مي كند. لامپي كه توان بيشتري دارد نور زيادتري هم توليد مي كند.

توان را چگونه محاسبه كنيم ؟

سرعت تبديل انرژي از تقسيم مقدار آن بر زماني كه آن انرژي تبديل شده بدست مي‌آيد. (انرژي الكتريكي از حاصل ضرب ولتاژ در جريان در زمان بدست مي‌آيد). اگر ميزان انرژي را بر زمان تقسيم كنيم، مي‌ماند حاصل ضرب ولتاژ مدار در جريان آن كه اين همان رابطه توان است.(توان = ولتاژ × جريان). البته اين رابطه فقط براي مدارهاي dc صدق مي كند و در مدارات ac رابطه ديگري دارد كه بعدا به آن مي پردازيم.توان با واحد وات و در مقادير بالاتر با كيلو وات و مگاوات سنجيده مي شوند كه توسط واتمتر اندازه گيري مي‌شود.