آشنايي با مباني الكترونيك

جريان مستقيم و متناوب
تا به حال هر چه گفتيم راجع به جريان مستقيم بود يعني جرياني كه دامنه و جهت آن نسبت به زمان ثابت است به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان عبوري از مدار و جهت حركت الكترونها ثابت بوده و با گذشت زمان هيچ تغييري نميكند.
جريان متناوب
تعريف : جريان متناوب جرياني است كه مقدار و جهت آن نسبت به زمان دائماً در حال تغيير است. به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان دائماً كم و زياد ميشود و جهت حركت الكترونها هم عوض ميشود (از ماكزيمم به صفر و از صفر به مينيمم ميرسد).
سوال :
چگونه مقدار جريان تغيير ميكند در صورتيكه عناصر مدار ثابت هستند ؟
جواب :
ولتاژ منبع تغذيه دائما در حال تغيير (متناوب ) است به همين جهت در مقدار جريان تاثير ميگذارد.
سوال :
جهت الكترونها چگونه عوض ميشود ؟
ميدانيد كه الكترونها هميشه از قطب منفي به سمت مثبت حركت ميكنند . در منبع تغذيه متناوب مثبت و منفي آن (پلاريته ) دائما در حال تغيير است يعني اگر خروجي منبع تغذيه ما دو سيم داشته باشد مثلا به رنگهاي قرمز و سياه در يك لحظه زماني سيم قرمز مثبت و سيم سياه منفي است و در لحظه اي ديگر عكس اين حالت وجود دارد يعني جاي قطب مثبت و منفي دائما عوض ميشود پس جهت حركت الكترونها هم كه از قطب منفي به مثبت است دائما عوض ميشود .
معروف ترين جريان متناوب جريان متناوب سينوسي است.
در نمودار روبرو مشخص است كه در لحظه 1 ثانيه جريان صفر، در لحظه 5/1 ثانيه 5- آمپر و در لحظه 5/2 ثانيه 5 آمپر است .
سيكل چيست ؟
كوچكترين قسمت موج كه دائماُ تكرار ميشود يك سيكل نام دارد مثلا در شكل روبرو از لحظه صفر ثانيه تا لحظه 2 ثانيه يك سيكل است كه تا بينهايت تكرار ميشود .
فركانس چيست ؟
به تعداد سيكل هايي كه در يك ثانيه توليد ميشود فركانس گويند كه واحد آن هرتز است . مثلاً در شكل بالا فركانس 5/0 هرتز است .
نكته :
برقي كه در خانه هاي ما استفاده ميشود همين جريان متناوب است كه فركانس آن 50 هرتز ميباشد. يعني جرياني كه از يك لامپ عبور ميكند ثانيه اي 100= 50×2 بار صفر ميشود پس چه انتظاري داريد حتماُ انتظار داريد كه لامپ در هر ثانيه 100 بار خاموش و روشن شود ولي اين عمل صورت نميگيرد چون لامپ بر اساس گرما توليد نور ميكند اگر بخواهيم كه يك لامپ را ثانيه اي صد بار خاموش و روشن كنيم بايد بتوانيم در يك ثانيه صد بار لامپ را گرم و صد بار سرد كنيم . ولي گرما چيزي نيست كه در مدت 1 صدم ثانيه صفر شود پس مدتي طول ميكشد كه دفع شود و تا آن مدت لامپ دوباره روشن ميشود .

الفباي فيزيك-انرژي الكتريكي
بار الكتريكي
وقتي تكه اي از پلاستيك را با يك پارچه مالش دهيد، نيرويي درآن بوجود مي آيد كه مي تواند اجسام سبك را به حركت در آورد. در اين حالت، تكه هاي پلاستيك، بار الكتريكي گرفته و باردار مي شوند.
بار الكتريكي هر تكه پلاستيك، به آن انرژيي مي دهد كه براي مدتي در پلاستيك ذخيره مي شود .به اين انرژي، انرژي پتانسيل الكتريكي مي گويند.
دو نوع بار الكتريكي وجود دارد كه هر دو نوع آن مي توان اجسام سبك را بلند كرده وجرقه توليد كند. اين بارها، بار مثبت و بار منفي ناميده مي شوند.
نيروي ميان بارها
ميله هايي از جنس پلي تن واََََسِتات را باردار كنيد وآنها را بر روي دو شيشة ساعت به حال تعادل در آوريد به طوري كه آزادانه بچرخند. اكنون يك ميلة پلي تني را باردار كرده وآن را به ترتيب به ميله هاي پلي تني واستاتي نزديك كنيد. در حالت اول، ميله ها يكديگر را دفع و در حالت دوم طرف چـپ ديده يكديگر را جذب مي كنند. بنابراين، نتيجه مي گيريم كه نوع بار روي دو ميله متفاوت است.
عايقها ( نا رساناها )
پلاستيك و موادي مانند آن را اجازه نمي دهند بار الكتريكي در آنها حركت كند، عايق يا نارسانا مي نامند. به الكتريسيته اي كه حركت نداشته باشد، الكتريسيتة ساكن مي گويند.
رساناها
رساناها (مانند فلزات )، موادي هستند كه بار الكتريكي مي تواند به طور آزادانه در آنها حركت كند.
ذخيره كردن بار الكتريكي
خازنها ــ خازنها، اجزايي الكترونيكي هستند كه براي ذخيرة بار الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند، همچنين از خازنه براي جدا كردن جريان متناوب ( a.c )از جريان مستقيم ( d.c )استفاده مي شود.
اندازه گيري انرژي پتانسيل الكتريكي
انرژي پتانسيل الكتريكي بر حسب ولت اندازه گرفته مي شود.
براي برسي اين موضوع، دستگاه الكتروسكوپ وسيلة مناسبي است. در الكتروسكوپ براي آشكار كردن بار الكتريكي از يك ورقة نازك طلا استفاده مي شود. اين ورقه بسيار سبك بوده و به يك ميلة فلزي وصل است. چنانچه بار بر روي كلاهك اين وسيله قرار بگيرد ( يا به آن نزديك شود )، ورقةطلا از ميلة فلزي جدا شده وبالا مي رود.
بارها، اتمها و الكترونها
ما با اين نظريه كه تمام مواد از اتمها تشكيل شده اند و اتمها بسيار كوچك اند، آشنايي داريم .تا اينكه ذرة كوچكتر از اتم نيز كشف شد. اين ذره بار منفي داشت و دو هزار مرتبه كوچكتر از سبكترين اتم بود و نام آن الكترون است.
تمام اتمها هستة خيلي كوچك وسنگيني در مركز خود دارند و بار اين هسته مثبت است. اگر چه هستة اتم خيلي سنگينتر از الكترونهاست امّا مقدار آن با بار الكترون برابر است. يك اتم در حا لت عادي بدون بار است، زيرا بار (+‌) هسته با بار (-) الكترونها خنثي مي شود.
نظرية الكتروني بار الكتريكي
هر جسم ، تعداد زيادي بار مثبت ومنفي دارد. با مالش دادن ماده، تعادل ميان بارها به هم مي خورد وجسم باردار مي شود. بنابراين، بايد توجه كرد كه در اثر مالش دادن اجسام، بار توليد نمي شود بلكه تعادل بارها به هم مي خورد.
بار الكتريكي در حال حركت
به طور كلي، دو نوع الكتريسيته وجود دارد : الكتريسيتة ساكن كه به وسيلة مالش ايجاد مي شود و الكتريسيتة جاري كه به وسيلة باتريها و مولدها توليد مي شود. مـي شود. وقتي طـرف راسـت وچپ عوض حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي است.
جريان الكتريكي در سيمها
در يك سيم مسي چندين ميليون الكترون وجود دارد. اگر دو سر آن را به دو قطب مثبت ومنفي يك باتري وصل كنيم، تعدادي از الكترونها به طرف قطب مثبت سيم حركت مي كند. اين حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي مي شود.
كولن و آمپر
كولن و آمپر به تر تيب يكاهاي اندازه گيري بار وجريان الكتريكي هستند.
بار الكتريكي بر حسب كولن اندازه گيري مي شود. يك كولن بار برزگي است، به طوري كه در يك كولن بار منفي، تعداد 10 ^18 الكترون وجود دارد.
جريان الكتريكي بر حسب آمپر اندازه گيري مي شود وچون جريان الكتريكي حركت بارهاي الكتريكي است، بنابراين كولن وآمپر با هم رابطه دارند.
پيلها و ولتاژها
پيلها دو ترمينال (قطب ) دارند كه ترمين0ال مثبت (+) ترمينال منفي (-) ناميده مي شوند.
فعاليت شيميايي داخل پيلها موجب مي شود كه در ترمينال مثبت تجمعي از بارهاي مثبت ودر ترمينال منفي تجمعي از بارهاي منفي وجود داشته باشد.
اختلاف ميان انرژي دو سر ترمينالها را اختلاف پتانسيل ( p.d ) مي نامند.
نيروي محركة الكتريكي e.m.f.
وقتي كه بار الكتريكي از ميان باتري مي گذرد، باتري انرژي مي گيرد. ودر مدار خارج از باتري مصرف مي شود.
انرژي تأمين شده براي هر كولن بار الكتريكي را نيروي محركة الكتريكي (e.m.f.) باتري مي نامند. نيروي محركة الكتريكي را بر حسب ولت ( V ) اندازه مي گيرند.
باتريها
يك باتري از به هم بستن چند پيل به يكديگر تشكيل مي شود.
براي توليد جريان هاي زياد كه در اتومبيلها مورد نياز است از باتريهايي كه محتوي مايعات هستند، استفاده مي شود.
باتريهاي سرب ــاسيد نمونه اي از اين باتريها هستند.اگر چه اين باتريها گران قيمت هستند اما مي توان آنها را پس از تخليه، مجدداً پر كرد.
به پبلهايي كه انرژي آنها را مي توان توسط منبع ديگري تأمين كرد، پيلهاي قابل شارژ گفته مي شود.
مدارهاي الكتريكي
به كمك يك منبع تغذية كم ولتاژ ودو قطعه سيم، لامپي را روشن كنيد. اين اتصال منبع به لامپ، يك مسير بستة رسانا ايجاد مي كند كه الكتريسيته مي تواند در ‎آن مسير جاري شود. اين اتصال را مدار الكتريكي مي نامند.
روشن شدن دو لامپ به طور همزمان
لامپها پشت سرهم و در يك خط به هم وصل شده اند. يعني اتصال لامپها سري است. بنابراين، جريان الكتريكي ابتدا از يكي از لامپها عبور كرده و سپس از لامپ دوم مي گذرد.
دراين قسمت با استفاده از يك سيم اضافي، روش ديگري براي روشن كردن لامپها مطرح مي كنيم. در اين روش، لامپها به طور موازي به هم وصل مي شوند وهر لامپ به طور مستقيم به باتري وصل است. دراتصال موازي، هر دو لامپ به صورت پر نور روشن مي شوند، واگر يكي از لامپها برداشته شود لامپ ديگر خاموش نمي شود. ولتاژ چيست ؟
دانستيم هرگاه الكترونها در يك هادي در مسير مشخصي بحركت در آيند جريان الكتريكي ايجاد مي شود . اما الكترونها بدون دريافت نيرو و انرژي از مدار گردش بدور هسته خارج نمي شوند . بنا براين براي توليد جريان نياز به يك نيرو داريم كه آن را از منابع توليد نيرو مانند باتري مي گيريم . بعبارت ساده تر نيروي لازم جهت ايجاد جريان ولتاژ نام دارد كه واحد اندازه گيري آن ولت است .
چگونه مي توان ولتاژ توليد كرد ؟
اين سوال پاسخ سوال ديگري نيز مي تواند باشد كه همان روشهاي توليد الكتريسيته است . مي دانيم كه انرژي توليد نمي شود بلكه از صورتي به صورت ديگر تبديل مي گردد . از آنجاييكه الكتريسيته هم انرژي است پس بايد تبديل شده انرژي هاي ديگر باشد . انرژيهايي كه بصورت متعارف براي توليد برق بكار مي رود عبارتند از : انرژي شيميايي در باتريها - انرژي مغناطيسي در ژنراتورها - انرژي نوراني در باتريهاي خورشيدي - انرژي حرارتي در ترموكوپلها - انرژي ضربه اي در پيزو الكتريك و ....
مقاومت چيست ؟

الكترونها در هادي براحتي نمي توانند حركت كنند زيرا در مسير حركت آنها موانعي وجود دارد كه بطور ساده آنها را مقاومت هادي در برابر عبور جريان مي گوييم .هرچه قدر اين موانع كمتر باشد عبور جريان بهتر صورت ميگيرد و مي گوييم جسم هادي بهتري است . اين موضوع نخستين بار توسط سيمون اهم يك فيزيكدان آلماني مطرح شد . به همين دليل واحد اندازه گيري مقاومت اهم است .

منظور از مدار الكتريكي چيست ؟

حال با دانستن سه فاكتور اساسي در برق ( جريان ولتاژ مقاومت ) مدار الكتريكي را تعريف مي كنيم : هر مدار الكتريكي يك مجموعه از توليد كننده برق - مصرف كننده آن و سيمهاي ارتباطي بين ايندو است .

چند نوع مدار الكتريكي داريم ؟

دو نوع مدار الكتريكي وجود دارد مدار الكتريكي باز كه در آن ارتباط بين توليد كننده در نقطه يا نقاطي قطع است و در نتيجه جريان در مدار وجود ندارد و مدار الكتريكي بسته كه مسير عبور جريان كامل است و مصرف كننده از توليد كننده انرژي دريافت كرده و آنرا به صورتهاي ديگر تبديل ميكند مانند يك لامپ كه برق را به نور تبديل مي كند .

منظور از اتصالي در يك مدار يا اتصال كوتاه چيست ؟

هرگاه در يك مدار بسته جريان از مسيري بجز از مصرف كننده بگذرد و مقدار آن زياد تر از حد مجاز باشد اين وضعيت را اتصال كوتاه مي گوئيم . در حالت اتصال كوتاه سيم كشي مدار و توليد كننده برق در معرض آسيب جدي قرار مي گيرند زيرا جريان مدار بسيار زياد شده و باعث داغ شدن سيم كشي و اضافه بار شدن منبع توليد كننده برق مي گردند در نتيجه اتصال كوتاه بايد سريعا و بصورت خودكار قطع شود كه اين وظيفه بعهده فيوز است .
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 مي شود اما تا زماني كه عامل ايجاد كننده اتصال كوتاه مرتفع نگردد عوض كردن فيوز فايده اي ندارد .
خطرات ناشي از برق كدامند ؟
خطراتي كه از برق ناشي مي شوند عموما به دو دسته خطرات آتش سوزي و خطرات برق گرفتگي تفسيم ميشوند . در صورتيكه در يك مدار الكتريكي اتصال كوتاه پيش آيد و برطرف نشود جريان مدار بشدت افزايش يافته و حرارت زيادي تولد مي كند . اين حرارت سبب آتش گرفتن عايق سيم ها 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 مي گويند . 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 مي يابند ( توسط يك مقتومت بسيار كوچك ) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف كننده ها بيشتر از مقدار مجاز آنها مي شود .
منظور از برق گرفتگي چيست ؟
اگر جريان برق از بدن انسان يا حيوان بگذرد برگ گرفتگي ايجاد مي شود . 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 مي شود و در صورت زيادتر شدن جريان سبب قطع ضربان قلب - ايست تنفس و در نهايت مرگ مغزي مي شود .
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 .
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 ! بيشتري است . در مصرف كننده ها 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 مي آيد.( انرژي الكتريكي از حاصل ضرب ولتاژ در جريان در زمان بدست مي آيد ) . اگر ميزان انرژي را بر زمان تقسيم كنيم مي ماند 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 .
واحد و دستگاه اندازه گيري توان چيست ؟
توان با واحد وات waat و در مقادير بالاتر با كيلو وات و مگاوات سنجيده مي شوند كه توسط واتمتر اندازه گيري مي شود .
ادارات برق چگونه بهاي برق مصرفي ! را محاسبه مي كنند ؟
در همه انشعابات ؛ كنتور ميزان انرژي تحويلي به مصرف كننده ها را اندازه مي گيرد و توسط شماره هايي نشان مي دهد . اين شماره ها 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 مي شود . بهاي برق مصرفي هم از حاصل ضرب مصرف يكماه در بهاي هر كيلو وات ساعت بدست مي آيد كه در آخر به آن آبونمان و نيز ماليات صدا و سيما اضافه مي شود . كه آخرين مورد هيچنفعي براي اداره برق ندارد .
چرا نرخ برق بصورت تصاعدي حساب مي شود ؟
اين امر به منظور تشويق مشتركين به مصرف كمتر مي باشد . البته مصرف كمتر سبب كاهش بار نيروگاهها و پست هاي توزيع مي شود و اين خود باعث كمتر روشن ماندن ژنراتورها و پايين آمدن هزينه مي شود . 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 مي شود كه معمولا ابتداي شب است زيرا در اين زمان بيشتر مصارف روشنايي در منازل و خصوصا مغازه ها وجود دارد . در اين مواقع ژنراتورها بيشترين بار را متحمل مي شوند و در نتيجه سوخت بيشتري نيز مصرف مي شود .
اساس كار كنتور چيست ؟
كنتور ها بر اساس نيروي الكترومغناطيس عمل مي كنند . مي دانيم كه اگر از يك سيم پيچ جريان برق بگذرد در اطراف آن يك ميدان مغناطيسس ايجاد مي شود كه شدت و جهت اين ميدان به جريان عبوري از سيم پيچ بستگي دارد . در كنتور هاي تكفاز دو دسته سيم پيچ وجود دارد كه يكي از آنها داراي تعداد دور كم و قطر بيشتر نسبت به ديگري است . سيم پيچ ضخيمتر با دور كمتر را سيم پيچ جريان و ديگري را سيم پيچ ولتاژ مي نامند .
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 مي گيرند . و دو سر سيم پيچ ولتاژ را به فاز و نول وصل مي كنند . زماني كه مصرف كننده اي به كنتور وصل مي شود جريان از سيم فاز و نول مي گذرد . بعبارت ديگر جريان مصرف كننده از سيم پيچ جريان مي گذرد و در آن يك ميدان مغناطيسي ايجاد مي كند . سيم پيچ ولتاژ كه هميشه به برق وصل است و داراي يك ميدان مغناطيسي ثابت است كه مقدار آن هيچ ارتباطي به مصرف كننده متصل شده به كنتور ندارد . اين دو ميدان مغناطيسي بر هم اثر كرده و سبب ايجاد نيروي حركتي در صفحه آلومينيومي درون كنتور مي شود . سرعت حركت اين صفحه با جريان مصرف كننده رابطه مستقيم دارد . اين حركت توسط يك محور و چرخ دنده به يك شماره انداز يا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زياد مي شود . اين شماره ها بجز رقم اول ميزان كاركرد كنتور يا همان مصرف انرژي الكتريكي را بر حسب كيلو وات ساعت نشان ميدهند .البته درون كنتور قطعات ديگري هم نظير : آهنرباي سرعت گير و پيچهاي تنظيم و ... وجود دارند كه ما از توضيح آنها صرف نظر كرده ايم .
انواع كنتور كدامند ؟
براي مصارف خانگي دو نوع كنتور تكفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند كه در دسته بندي كنتورها به نوع اكتيو معروفند . اما در مصارف صنعتي مي توان به كنتورهاي راكتيو و كنتورهاي دو تعرفه اشاره كرد كه در جلسات قبل مختصري در باره آنها توضيح داده ايم .
كنتور هاي پيشرفته چگونه كار مي كنند ؟
در كشورهاي برخوردار از تكنولوژي ديگر كنتور نويسي به مفهوم رايج آن در ايران منسوخ شده است . در اين كشورها كه پول الكترونيكي بسيار رايج است از كنتورهاي هوشمند كه در بازه هاي زماني خاص ميزان مصرف را مشخص كرده و به ادارات برق گزارش مي دهند استفاده مي شود . اين كنتورها ميزان مصرف را از طريق همان خطوط برقي كه آنرا مي رسانند به توزيع كننده اطلاع مي دهند و شركتهاي فروشنده برق نيز بطور خودكار از حساب مصرف كننده برداشت مي كنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهاي كتبي از طريق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودكار كنتور برق مشترك را قطع مي كند و مشترك پس از پرداخت هزينه مي تواند از خدمات شركت فروشنده استفاده كند .
آيا مي توان سر كنتور را كلاه گذاشت ؟
اين مساله مانند خريد كالايي است بدون پرداخت وجه آن و درنتيجه نارضايتي صاحب كالارا به دنبال دارد . هدف من از ارائه اين راهكار سواستفاده از اعتماد اداره برق نيست و اما جواب اين سوال : بايد گفت كه مي توان شماره انداز كنتور را از كار انداخت كه براي اين كار سه راه حل وجود دارد 1 – قطع سيم پيچ جريان 2 – قطع سيم پيچ ولتاژ 3 – از حالت تعادل خارج كردن كنتور ............. اجازه بدهيد كه اين موضوع را زياد باز نكنيم .
چگونه با لمس كنتور به برق دار بودن آن پي ببريم ؟
زماني كه برق به كنتور وصل مي شود در سيم پيچ ولتاژ آن جريان ايجاد مي شود . اين جريان همانطور كه قبلا گفتم ارتباطي به مصرف كننده ندارد . اين جريان ميدان مغناطيسي را در كنتور ايجاد ميكند كه سبب لرزش خفيف آن مي شود . پس اگر كف دست را روي شيشه كنتور بگذاريم با احساس اين لرزش متوجه برقدار بودن آن مي شويم .
در كنار بعضي از كنتورها صداي وزوز ناشي از چيست ؟
اين صدا كه شبيه جليز و وليز است ارتباطي به خود كنتور ندارد بلكه مربوط به فيوز است كه معمولا در كنار كنتور نصب مي شود . اگر اتصال فيوز از نظر الكتريكي درست نباشد ( وجود فاصله هوايي در محل تماس ) و جريان زيادي از فيوز كشيده شود در اين حالت قوسهاي الكتريكي كوچكي در محل تماس ايجاد مي شود كه باعث ايجاد اين صدا مي شود . اين قوسها سبب ذوب سطحي محل تماس شده و مقاومت و حرارت محل تماس را افزايش ميدهد . در نتيجه باعث افت ولتاژ و در نهايت قطع و وصل جريان مي شود . براي از بين بردن اين ايراد بايد فيوز را محكم كرد ( براي فيوزهاي پيچي ) يا در نوع مينياتوري پيچهايي را كه سيم زير آن قرار دارد سفت نمود . در آخر اگر رفع نشد فيوز را عوض كرد .
در سيم كشي مي توان سيمها را به سه گروه تقسيم كرد
1 – سيمهاي درون لوله ( توكار ) تا سه سيم در يك لوله برق
2 – سيمهاي روكار ( كابلها )
3 – سيمهاي هوايي كه بصورت معلق در هوا يا روي مقره ها كشيده مي شوند .
با توجه به تقسيم بندي فوق مي توان بكمك جدول زير نمره سيم را با داشتن جريان عبورِي از آن بدست آورد . اما توجه داشته باشيد كه براي استفاده صحيح از اين جدول بايد رابطه فوق را نيز در فواصل طولاني لحاظ كنيد تا مبادا نمره سيم بدست آمده كمتر از حد مجاز باشد كه در اين صورت افت ولتاژ زياد شده و سيم داغ خواهد شد .
توان الكتريكي در يك مقاومت چگونه است ؟
توان در مقاومت همواره بصورت مصرفي است . به اين معني كه مقاومت در يك مدار هميشه توان را مصرف مي كند . اين توان بصورت حرارت خود را نشان مي دهد كه مقدار آن تابع مستقيم مجذور جريان عبوري از ان است
منحني تغييرات توان در مقاومت در جريان AC چگونه است ؟
در جريان AC كه شكل موج بصورت سينوسي است ولتاپ و جريان همفا ز مي باشند در نتيجه حاصل ضرب ايندو همواره داراي يك علامت است ( توان هميشه در مقاومت مثبت مي باشد )
در يك سلف خالص توان چگونه است ؟
در جريان dc سلف فقط در حين قطع و صل جريان از خود عكس العمل نشان مي دهد اما ÷س از جاري شدن جريان همانند يك مقاومت سيمي عمل مي كند . اما در جريان ac سلف مطابق قانون لنز در برابر تغييرات جريان يك نيروي ضد محركه ايجاد مي كند كه خود را بصورت عكسالعملي در برابر تغيير جريان نشان مي دهد . بنابراين در سلف جريان و ولتاپ همفاز نبوده بلكه جريان 90 درجه نسبت به ولتاژ ÷س فاز است . اين موضوع در توان يك سلف خود را بصورت توانهاي مثبت و منفي نشان مي دهد .بعبارت ديگر سلف در يك سيكل از جريان يا ولتاژ داراي دو سيكل بوده كه در اين دو سيكل هنگام توان مثبت از شبكه بار مي شود و در توان منفي به شبكه انرژي پس مي دهد .
با اين اوصاف سلف در مدار توان مصرفي ندارد اين موضوع را چگونه توضيح مي دهيد ؟
در حالت تئوري محض اين قضيه كاملا درست است و وفقط در زمان اتصال مدار سلف از شبكه جريان مي كشد . اما در عمل اتفاقي كه روي مي دهد اتلاف انرپي در مسير عبور جريان به سلف است . به اين معني كه سلف بخشي از تواني را كه مي خواهد به شبكه پس بدهد بصورت حرارت در مسير عبور آن هدر مي دهد .
چرا از سلف در مدارات استفاده مي شود ؟
هيچگاه در برق تفكيك الكتريسيته از مغناطيس امكان پذير نيست . هر جا الكتريسته وجود دارد ردي از مغناطسي هم وجود دارد . همچنين در تمامي وسايلي كه در آنها از سيم پيچ استفاده مي شود ( مانند الكتروموتورها – مولدها و ترانسها ) اثر سلفي مدار وجود دارد . نمي توان كار دستگاههاي ذكر شده را بدون تصور خاصيت سلفي ممكن دانست . پس سلف و خاصيت آن را نمي توان از بين برد .
توان اكتيو و راكتيو به چه معنا است ؟
تواني كه از شبكه كشيده مي شود توان راكتيو نام دارد . اين توان در مقاومت بيشترين مقدار خود را دارد . تواني كه در يك مدار سلفي خالص بين سلف و شبكه تبادل مي شود توان راكتيو است . اين توان براي انجام كار سلف ضروري است اما با زگشت آن به شبكه بار ان را زياد مي كند .
منظور از توان راكتيو چيست ؟
در مصرف كننده هايي كه بين ولتاپ و جريان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان داراي دو مقدار مثبت و ومنفي است . به اين معني كه مصرف كننده گاهي از شبكه توان مي كشد و گاهي به آن توان مي دهد . اين موضوع سبب ايجاد توان راكتيو مي شود . ار آنجايي كه در اين مصرف كننده ها امكان صفر كردن اختلاف فاز ممكن نيست نتيجه اين مي شود كه توان راكتيو را نيم توان از بين برد .
آيا توان راكتيو لازم است ؟
آري زيرا ماهيت كار اين وسايل داشتن توان راكتيو است . مثلا در يك الكتروموتور نمي توان بدون توان راكتيو نيروي الكتروموتوري ايجاد نمود .
توان راكتيو براي شبكه مفيد است يا مضر ؟
اين توان سبب اضافه شدن جريان شبكه و در نتيجه افزايش تلفات توان در مسير سيم كشي بصورت حرارت مي شود .
انواع توان راكتيو كدامند ؟
در الكتريسته دو عنصر خازن و سلف توان راكتيو ايجاد مي كنند پس در نتيجه توان راكتيو داراي دو نوع سلف و خازني است .
آيا مي توان مقدار توان راكتيو يك شبكه را كاهش داد بدون اينكه مصرف كننده دوچار اخلال شود ؟
آري براي اين منظور كافي است توان راكتيو مورد نياز مصرف كننده را از راهي غير از شبكه تامين نمود . به اين منظور با توجه به ماهيت سلف و خازن كه عكس هم عمل ميكنند كافي است براي كاهش توان راكتيو خازني از توان راكتيو سلفي استفاده كرد و برعكس . از انجائيكه بيشتر مصرف كننده هاي يك شبكه از نوع سلفي مي باشند مي توان با استفاده از بانك خازني به اين مهم دست پيدا كرد .
ولت آمپر يا VA به چه معنا است ؟
ولت امپر واحد اندازه گيري توان ظاهري كل مدار است كه اين توان از حاصل ضرب جريان مصرف كننده در ولتاژ آن بدست مي آيد . راه ديگر محاسبه توان ظاهري جمع برداري توانهاي اكتيو و راكتيو است . كه بصورت زير باهم جمع مي شوند : جمع برداري توانها

آشنايي با مباني الكترونيك - سطح مقدماتي