بالنسبة لمعظم الهواة ، يعد اختيار الأسلاك جانبًا غير مدروس في تصميم المشروع. يمكن أن يؤدي استخدام سلك رفيع جدًا إلى آثار كارثية ، بدءًا من انخفاض الجهد الذي يؤدي إلى ضعف الأداء إلى الحرائق الكهربائية.
على الرغم من أهميته ، فإن السلك السميك أغلى ثمناً. لذلك ، غالبًا ما يبخل الهواة بهذه المواد.
هدفنا هو معرفة أنحف سلك يمكننا استخدامه ، مع الحفاظ على انخفاض الجهد لدينا بهامش معقول وتجنب أي خطر لحدوث حريق كهربائي.
من خلال قضاء الوقت في إجراء العمليات الحسابية ، سنوفر على أنفسنا قدرًا هائلاً من العمل في المستقبل. دعونا نتعمق!
فك تشابك الكهرباء مع السباكة
قد يكون من الصعب تصور الكهرباء ، لذلك دعونا نلقي نظرة على التشبيه الكلاسيكي لفهم الكهرباء. بدلًا من وجود الإلكترونات في سلك ، تصور الماء في أنبوب:
- تيار سيكون الماء في الأنبوب.
- الجهد االكهربى سيكون الضغط الذي يدفع الماء عبر الأنبوب.
- مقاومة سيكون قطر الأنبوب نفسه.
من نواح كثيرة ، تعتبر هذه الاستعارة مثالية للتفكير في مقاييس الأسلاك. يتناسب قطر السلك بشكل مباشر مع المقاومة الداخلية ، مثل قطر الأنبوب. كلما قلت المساحة المتاحة لتدفق الكهرباء (أو الماء) ، زادت المقاومة لتدفقها.
بالعودة إلى الأنبوب المليء بالماء ، ماذا سيحدث إذا حاولنا دفع 100 لتر من الماء إلى أنبوب لا يتسع إلا لتر واحد؟ كما يمكنك أن تتخيل ، سنجد أنفسنا سريعًا على الهاتف مع السباك ، لأن هذا الأنبوب قد ينفجر!
تحدث ظاهرة مماثلة عندما نحاول إرسال الكثير من التيار إلى أسفل سلك رفيع جدًا ؛ فقط بدلاً من تدفق المياه ، يسخن السلك ويذوب. مع وجود جهد كافي كبير يدفع هذا التيار ، يمكن أن يؤدي هذا السلك المنصهر بسرعة كبيرة إلى حريق كهربائي.
لا تقلق إذا كنت قد اشتريت الأسلاك بالفعل وهي لا تناسب احتياجاتك ؛ أنت تستطيع استخدمها في العديد من مشاريع DIY الممتعة.
انخفاض الجهد ، ولماذا يمكن أن يؤدي الكثير جدًا إلى تدمير الدائرة
في أي دائرة كهربائية تعمل بالتيار المستمر ، سوف نشهد انخفاضًا في الجهد ؛ هذه قاعدة أساسية للدوائر. ومع ذلك ، تبرز المشكلة عند فقد الكثير من الجهد ، خاصةً بسبب مقاومة السلك نفسه.
إذا فكرنا في الأنابيب الخاصة بنا مرة أخرى ، تخيل أن هناك اختناق أنبوب كبير جدًا في أنبوب أصغر بكثير. فجأة ، تباطأ سيل المياه لدينا ، وانخفض الضغط خلف الماء. هذا الماء البطيء لا يحتوي على ضغط لتشغيل عجلة مائية ، وبالتالي فقد قللنا من الأداء.
لذا ، فبدلاً من استخدام عجلة مياه أصغر بكثير ، يبدو أننا بحاجة إلى استخدام أنابيب أكبر. سيسمح هذا للمياه بالتدفق دون عوائق نسبيًا ، مما يبقي الضغط عالياً بما يكفي لتدوير عجلة القيادة.
بالانتقال إلى الأسلاك والإلكترونات ، الفكرة هي نفسها إلى حد كبير! من الناحية الكهربائية ، يمكننا بسهولة شرح هذا بأحد القوانين الأساسية للفيزياء ، قانون أوم:
يملي قانون أوم العلاقات بين التيار والجهد والمقاومة. في دائرة التيار المستمر ، يكون تيارنا ثابتًا طوال الوقت ، لكن الجهد والمقاومة لدينا يرتبطان عكسيًا ببعضهما البعض.
لتوضيح ذلك بشكل أكثر بساطة ، مع زيادة المقاومة ، ينخفض الجهد.
لتحقيق ذلك في تطبيقنا الواقعي: كلما تقلصت الأسلاك ، تزداد مقاومتها. لذلك ، مع تقلص الأسلاك ، ينخفض الجهد عبرها ، تمامًا مثل الطريقة التي تقلل بها الأنابيب الرفيعة تدفق الماء!
ومن ثم ، فإن استخدام الأسلاك السميكة في دائرتك يسمح للجهد أن يطبق عند الحاجة - ولا يضيع على مقاومة الأسلاك.
حساب مقياس السلك الأمثل
إلى حد بعيد ، فإن أفضل طريقة لمعرفة مقياس الأسلاك الخاص بك هي استخدام آلة حاسبة عبر الإنترنت ؛ تسمح هذه التطبيقات للمستخدمين بإدخال جهدهم ، وقوة التيار (التيار) ، وطول تشغيل الأسلاك ، وانخفاض الجهد المسموح به. بعد طحن الأرقام ، تقوم الآلة الحاسبة بإخراج مقياس السلك الأمثل لهذا المدى من الأسلاك.
بالنسبة لمعظم التطبيقات ، يُسمح بانخفاض الجهد بنحو ثلاثة بالمائة - أي شيء أكثر من ذلك ، وقد تبدأ المعدات الإلكترونية الأكثر حساسية في العمل بشكل غير صحيح.
نرغب أيضًا دائمًا في استخدام أقصى قدر ممكن من السحب الحالي لجهازنا - سيتم كتابة هذا بشكل عام على الجهاز. في حين أنه من المحتمل ألا يكون لديه سحب حالي مستدام لتلك القيمة ، إلا أننا نحتاج إلى التأكد من أننا محميون من الارتفاعات الحالية.
فيما يلي مثال على آلة حاسبة لقياس الأسلاك عبر الإنترنت ، موجودة في wiresizecalculator.net:
كما ترى ، تسمح هذه الآلة الحاسبة أيضًا بمزيد من المدخلات المتغيرة ، مثل التصنيف الحراري لـ العزل ، نوع الموصل الذي تصنعه الأسلاك ، ونوع التثبيت الذي يتم وضع السلك فيه إلى.
في هذا المثال ، حصلنا على الحد الأدنى من مقياس الأسلاك الآمن وهو 3 مقياس الأسلاك الأمريكية (AWG).
لدواعي السلامة ، من الأفضل دائمًا قياس الأسلاك الخاصة بك بمقدار واحد أو اثنين ، لذلك سننتهي بسلك 2/0 AWG. لاحظ أن معيار قياس السلك متخلف تمامًا ؛ كلما كان السلك أكثر سمكا ، كلما كان مقياس السلك أصغر! لذلك ، 2/0 AWG هو ، في الواقع ، سلك أكثر سمكًا من 3 AWG.
متعلق ب: احسب تكاليف الكهرباء باستخدام هذه الأدوات اليدوية
أي سلك يجب أن أختار؟
خارج مقياس الأسلاك ، المتغيرات الأخرى التي يجب مراعاتها هي عدد الخيوط ، أي. كم عدد خيوط الأسلاك التي يشتمل عليها الكبل - ومادة الأسلاك.
كقاعدة عامة ، توفر المزيد من خيوط الأسلاك مرونة أكبر. إذا كنت تقوم بتشغيل سلك في مساحات ضيقة ، فسيكون عدد الخيوط الأكبر أمرًا يستحق الاستثمار فيه.
فيما يتعلق بالمواد الفعلية للسلك ، يعتبر النحاس هو المعيار لمعظم التطبيقات ، على الرغم من إمكانية استخدام الألومنيوم أيضًا.
الشيء الأساسي الذي يجب تذكره هو الاتساق. إذا كنت تستخدم موصلات نحاسية وأسلاك نحاسية في أي مكان آخر في الدائرة ، فاستخدم الأسلاك النحاسية. يمكن أن يؤدي خلط المواد ومطابقتها إلى تآكل وكسر الموصلات ، حيث ستتمدد المواد وتنكمش بمعدلات مختلفة.
متعلق ب: ليس فقط اللحام: شرح طرق مختلفة لتوصيل الأسلاك
توفير المال والبقاء في أمان
هناك عدد قليل من المتغيرات التي يجب مراعاتها عند اختيار السلك المناسب لجهازك. ومع ذلك ، فإن القاعدة الأولى للكهرباء هي إحضار محترف إذا كنت تشعر بعدم الارتياح.
بخلاف ذلك ، احسب مقياس السلك بناءً على الحد الأقصى للتيار الذي تنوي تشغيله خلاله ، واشتر سلكًا بحجم واحد أكبر من ذلك ، وابدأ في البناء! حافظ دائمًا على تناسق المواد بين الأسلاك والموصلات وقم بإجراء العمليات الحسابية!
بقليل من التفكير المسبق ، يمكنك التخلص من أي خطر نشوب حريق وتنقذ نفسك بضعة دولارات.
تعرف على المزيد حول الأنواع المختلفة للدوائر الإلكترونية من خلال دليلنا التوضيحي.
اقرأ التالي
- افعلها بنفسك
- السلامة الشخصية
- دروس مشروع DIY
- إلكترونيات
محب وكاتب الأعمال اليدوية ، يحب Sam المشروع. يأتي من خلفية موسيقية ، وهو يجلب خبرة في الدوائر التناظرية والتسجيل ودفع الصوت إلى أقصى حدوده. في أوقات فراغه ، يمكن العثور عليه غارقًا في سحابة من اللحام ، يحفر في قطعة عتاد عتيقة.
اشترك في نشرتنا الإخبارية
انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!
انقر هنا للاشتراك
