الهندسة

هل يمكن استخدام قواطع التيار المتردد لدائرة التيار المستمر؟

إمكانية استخدام قواطع التيار المتردد لدائرة التيار المستمر:

 

يكون كل من التيار المتردد والتيار المستمر عبارة عن “طاقات كهربائية” لها نفس تأثيرات التسخين لنفس قيم (RMS) ولكن هناك اختلافات متعددة بين التيار المتردد والتيار المستمر بمتطلبات مختلفة؛ فعلى سبيل المثال، قد يكون “لجهد التيار المتردد” والتيار المستمر تأثير مختلف في الدائرة بخلاف التيار المستمر بنفس مستوى الجهد.

 

ولهذا السبب؛ فإنه لا يمكن استخدام “قاطع دائرة التيار المتردد” للدوائر ذات التيار المستمر، وبالمثل لا يمكن استخدام قواطع التيار المستمر لدوائر التيار المتردد، كذلك؛ فإن التيار المتردد يحتاج إلى عزل أكثر من التيار المستمر الذي له نفس مستوى الجهد الكهربائي، وبهذه الطريقة قد تتفاعل مادة العزل المستخدمة في “قاطع الدائرة وملامساته” بشكل مختلف في مواجهة الجهد المتوقع بخلاف الجهد المقرر.

 

وفي حالة التيار المتردد، تصل “الموجات الجيبية” للتيار والجهد إلى الصفر حوالي 60 مرة في الثانية (في الولايات المتحدة حيث التردد الكهربائي (60) هرتز بينما (50) مرة في المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي بشكل عام، حيث (f = 50 هرتز)، وبمعنى آخر؛ فإنه يعبر جهد التيار المتردد والتيار صفر بعد كل نصف دورة بسبب التردد ويغيران الاتجاه والحجم في الفاصل الزمني.

 

قاطع التيار المستمر في دائرة التيار المتردد:

 

في حالة التيار المستمر، لا يمكن التقاطع الصفري لأنه لا يوجد تردد في جهد “التيار المستمر والتيار المتردد”، حيث أن التيار المستمر هو قيمة ثابتة، أي أن الجهد والتيار المستمر لن يغير الاتجاه والحجم (يتدفق في اتجاه واحد ولا يمكن أن يتغير القطبية)، وبهذه الطريقة؛ سيذيب التيار المستمر “ملامسات القاطع” بشكل أسرع من التيار المتردد، وذلك لأن التيار المستمر ثابت بينما يغير التيار المتردد اتجاهه وحجمه (50) أو (60) مرة في الثانية.

شاهد أيضاً:   أنواع المفاتيح الضوئية Different Types Of Optical Switch

 

لماذا يعتبر قوس التيار المباشر أقوى من قوس التيار المتردد؟

 

عندما نكسر دائرة تيار مستمر عبر قاطع دائرة تيار مستمر، كما تكون هناك تدفقات الإلكترونات في حالة ثابتة وتريد التدفق من خلال جهات الاتصال، حيث يدفعها الجهد المطبق للأمام، وبالتالي؛ فإن القوس الذي تم إنشاؤه أقوى مقارنةً بالتيار المتردد لأن تدفق الإلكترونات له زخم، وفي حالة التيار المتردد؛ فإن الجهد والتيار المطبقين ليسا حالة ثابتة، أي أن التدفق يكون بطيئاً عند رجوعها والرابع يغير الاتجاه والسعة باستمرار.

 

وبمعنى آخر؛ فإن الانتقال أولاً إلى قيمة الذروة والعودة إلى الصفر في دورة النصف الأول (+ ve) ثم الانتقال إلى القمة والصفر مرة أخرى (على التوالي)، ولكن في الاتجاه المعاكس (-v)، حيث يتشوه هذا الاهتزاز لخلق الزخم الناتج لذا؛ فإن القوس الكهربائي الناتج في التيار المتردد يكون أضعف من جهد التيار المستمر.

 

لذلك يجب الأخذ في الاعتبار أنه لن تكون قادراً على الشعور بالتقاطع الصفري للتيار المتردد؛ لأن تأثير تغيير التيار المتردد سريع جداً حتى لا يمكنك افتراض أن التيار المتردد عند قيمة صفر في أي حال، كذلك يجب الأخذ في عين الاعتبار مرة أخرى أن التيار المتردد أكثر خطورة من التيار المستمر.

 

هل لا يزال من الممكن استخدام قاطع التيار المستمر على قاطع التيار المتردد؟

 

إذا كنت بحاجة إلى خدمة، ووجدت طريقة لاستخدام قواطع التيار المتردد في التيار المستمر؛ فإنه يمكنك ذلك، ولكن قد لا تفعل ذلك، وقبل القيام بذلك؛ فإنه يجب عليك قراءة جميع التعليمات وبيانات لوحة قاطع الدائرة المطبوعة عليها خاصةً تصنيف الجهد والتيار لكل من التيار المتردد والتيار المستمر.

 

كما أن هناك بعض قواطع الدائرة التي يمكن استخدامها مع كل من التيار المتردد والتيار المستمر، وعلى سبيل المثال يمكن استخدام قاطع الدائرة (240) فولت تيار متردد، (30) أمبير من (48-60) فولت تيار مستمر، وبالمثل؛ فإنه لا يمكن استخدام قاطع دائرة التيار المتردد بجهد (110) فولت إلا لتيار مستمر بجهد (30) فولت.

شاهد أيضاً:   برج العرب Burj al Arab

 

ولاستخدام قاطع دائرة تيار متردد في دائرة تيار مستمر، يجب استخدام الحجم المناسب لقاطع الدائرة هذا لأن القاطع يقوم بالمهمتين التاليتين عندما يحدث خطأ التيار الزائد في الدائرة المتصلة، كما يستشعر نظام الاستشعار الحالي ويحدد التيار الزائد الذي يؤدي إلى فصل جهة اتصال القاطع “لفصل الدائرة” عن مصدر الطاقة.

 

كما يقوم قاطع الدائرة بعد ذلك بإخماد وتمييز القوس الذي تم إنشاؤه بأمان أثناء فصل جهات الاتصال دون إتلاف القاطع والتلامس، وهذا ممكن فقط عندما نستخدم الحجم الصحيح للسلك والقاطع وفقاً لمعايير ولوائح (NEC) و (IEC) لتركيب الأسلاك.

 

القدرة عند استخدام قواطع التيار المتردد والتيار المستمر:

 

يجب مراعاة تصنيف “قدرة القواطع” (بالكيلو أمبير) لقاطع الدائرة أثناء استخدامه لدارات التيار المتردد والتيار المستمر، حيث أنه تصنيف قاطع التيار بالأمبير بناءً على قيمة الذروة (قدرة القطع المصنفة في قيمة (RMS) للتيارات))، والتي توضح قدرات التصنيع في حالة زيادة الفولتية و”الجهود العابرة” لفترة قصيرة جداً.

 

ولهذا السبب، تم تخفيض تصنيف الجهد والتيار إلى نصف جهد التيار المتردد والتيار، وعلى سبيل المثال سينخفض التيار المتردد (5kA إلى 10kA)، وفي حالة “دائرة التيار المستمر”، وعند حدوث عطل (5kA) في خط التيار المستمر، سيعمل القاطع كمسار قصير بسبب التلامس الذائب وقد تتلف الأجهزة المتصلة مما يؤدي إلى حريق خطير وصدمة كهربائية.

المصدر

Robert Friedel and Paul Israel, Edison’s Electric Light: Biography of an Invention, Rutgers University Press, New Brunswick New Jersey USA,1986 Flurscheim, Charles H., ed. (1982). “Chapter 1”. Power Circuit Breaker Theory and Design (Second ed.). IET. ISBN 0-906048-70-2. G R Jones (ed), Electrical Engineer’s Reference Book, Butterworth – Heinemann Ltd, 1993, page 25/14 John Matthews Introduction to the Design and Analysis of Building Electrical Systems Springer 1993 0442008740 page 86

شاهد أيضاً:   الهاتف التماثلي الخلوي Cellular Analog Phone

زر الذهاب إلى الأعلى