دانلود مقاله برق قدرت

تعریف گالوانومتر :

بسته به مقدار جریان اثرهای آن به میزان متفاوت بروز می کنند.

بنابر این برای اندازه گیری جریان می توان از هر یک از اثرهای شیمیای ، گرمایی یا مغناطیسی آن استفاده کرد وسایلی که برای اندازه گیری جریان به کار می روند، گالوانومتر نامیده می شود.

گالوانومتر ساده :

ساده ترین نوع گالوانومتر با استفاده از اثر گرمایی جریان ساخته شده است.

این گالوانومتر دارای دو سیم نازک است که یکی از سیم ها در دو انتهایش ثابتند.

و جریان گذرنده از آن اندازه گیری می شود.

سیم نازک و محکم دوم دور محور عقربه پیچیده شده است.

وسط سیم کشیده اول را به فنر کشیده ای وصل می کنند که سر دیگرش به بدنه گالوانومتر متصل است.

بر اثر جریان ، سیم اول گرم و دراز می شود.

رشته سیم که توسط فنر کشیده می شود عقربه گالوانومتر را به اندازه زاویه معینی می چرخاند که بستگی به دراز شدن سیم یعنی شدت جریان الکتریکی دارد.

صفحه گالوانومتر برای جریان بر حسب آمپر ، میلی آمپر مدرج می شود.

در این صورت گالوانومتر آمپرسنج یا میلی آمپر سنج نامیده می شود.

آمپرسنج برای اندازه گیری جریان:

برای اندازه گیری جریان گالوانومتر یا آمپرسنج باید طوری اتصال داده شود که جریان کل مدار بتواند از آن عبور کند.

برای این منظور باید در نقطه ای مدار را قطع و دو انتهایش را به قطب آمپر سنج وصل کرد.

به عبارت دیگر آمپرسنج را باید به طوری متوالی در مدار قرار داد.

چون جریان حالت ثابت را اندازه می گیریم.

اینکه وسیله را به کدام قسمت از مدار وصل کنیم اهمیتی ندارد در صورتیکه در جریانهای متغییر چنین نیست.

ولت سنج برای اندازه گیری ولتاژ :

با استفاده از گالوانومتر نه فقط جریان بلکه ولتاژ را نیز می توان اندازه گرفت.

زیرا بنابر قانون اهم این کمیت ها متناسبند.

اگر دو کمیت با یکدیگر متناسب باشند با وسیله ای که به طور مناسب مندرج شده باشد می توان هر دو کمیت را اندازه گرفت.

مثلاً تاکسی متر که فاصله طی شده را اندازه می گیرد، می توان برحسب کیلومتر مدرج کرد.

ولی چون کرایه با فاصله متناسب است، درجات شمارنده را بطور مستقیم به پول پرداختی مدرج می کنند.

به طوری که مستقیماً کرایه را نشان می دهد.

به همین ترتیب صفحه گالوانومتر را می توان طوری مدرج کرد که بتواند بطور مستقیم هم جریان برحسب آمپر عبور کرده از وسیله و هم ولتاژ دو سر آن را برحسب ولت اندازه بگیرد.

بنابر این گالوانومتری که برای جریان مدرج می شود آمپرسنج ، در حالی که وسیله ای که برای ولتاژ مدرج می شود و لت سنج نام دارد .

دستگاه ها ی مرکب :

در حالت کلی اگر جریان I از گالوانومتر عبور کند، باید بین قطب های ورودی و خروجی آن ولتاژ معین U وجود داشته باشد.

فرض کنید که مقاومت داخلی گالوانومتر یعنی مقاومت قسمت هایی از آن که جریان از آنها عبور می کند، R باشد (برای گالوانومتر ها با مغناطیس دائمی R مجموع تاب و سیم های رابط است، در حالی که برای گالوانومترهای با سیم افروزشی R مجموع مقاومت سیم گرم شده و رابط هاست).

بنابر قانون اهم U=IR می باشد.

پس برای یک گالوانومتر معین ، هر مقدار از جریان با مقدار معینی از ولتاژ در دو سر قطب های آن متناظر است.

بنابر این جای قرار گرفتن عقربه می تواند هم جریان و هم ولتاژ را نشان دهد.

یعنی دستگاه را می توان هم به عنوان آمپرسنج و هم به عنوان ولت سنج مدرج کرد.

چگونگی قراردادن ولت سنج در مدار :

با استفاده از یک ولت سنج مدرج می توان اختلاف پتاسیل الکتریکی بین هر دو نقطه از مدار را اندازه گرفت.

مثلا اگر اختلاف پتاسیل دو سر یک لامپ رشته ای را که از چشمه جریانی تغذیه می کند بخواهید اندازه گیری کنید.

باید دو سر ولت سنج را به دو سر لامپ ببندید.

به عبارتی ولت سنج جهت سنجش اختلاف پتاسیل (ولتاژ) دو نقطه از مدار یا یک عنصری از مدار بصورت موازی در مداز گذاشته می شود.

به عبارتی ولتاژ گذرنده از ولت سنج همان ولتاژ تمامی قسمت هایی از مدار است که آرایش موازی با ولت سنج دارد.

در صورتیکه در مورد آمپر سنج قرارگیری در مدار بصورت متوالی است.

و با اندازه گیری جریان گذرنده از یک تکه از مدار جریان کل مدار را می دهد، که باید با جریان المان مداری اندازه گیری شده ، برابر باشد.

مقاومت درونی ولت سنج:

ولت سنج را به جزئی از مدار که ولتاژ دو سر آن باید اندازه گیری شود به طور موازی می بندند.

و از این رو جریان معینی ازمدار اصلی از آن می گذرد.

پس ازاینکه ولت سنج وصل شد، جریان و ولتاژ درمدار اصلی قدری تغییر می کند.

به طوری که حالا مداری متفاوت از رساناها داریم، که شامل رساناهای قبلی و ولت سنج است.

مثلا با اتصال ولت سنج با مقاومت Rv به طوری موازی با لامپی که مقاومتش Rb است مقاومت کل مدار بصورت

(R= Rb/(1+Rb/Rv خواهد بود.

هر چه مقاومت ولت سنج در مقایسه با مقاومت لامپ بزرگتر باشد، اختلاف بین مقاومت ولت سنج باید تا حد امکان بزرگ اختیار شود.

برای این منظور یک مقاومت اضافی را که ممکن است مقاومتش به چند هزار اهم برسد، گاهی به طور متوالی به قسمت اندازه گیر ولت سنج می بندند.

مقاومت درونی آمپرسنج :

برخلاف ولت سنج، آمپرسنج همیشه در مدار به طور متوالی بسته می شود اگر مقاومت آمپرسنج Ra و مقاومت مدار Rc باشد، مقاومت کل مدار با آمپرسنج برابر می شود با :

(R=Rc(1+Ra/Rc

بنابر این در صورتیکه مقاومت وسیله در مقایسه با مقاومت مدار کوچک باشد بر طبق رابطه اخیر وسیله مقاومت کل مدار را زیاد تغییر نمی دهند.

بنابر این مقاومت آمپرسنج ها را خیلی کوچک انتخاب می کنند (چنددهم یاچندصدم اهم) .

سیگنالهای  DC , AC

 AC به معنی جریان متناوب و DC  به معنی جریان مستقیم می باشد .

این دو مولفه گاهی به سیگنالهای الکتریکی ( مثلاً ولتاژ ) هم که جریان نیستند اطلاق می شود .

بنابراین سیگنالهای الکتریکی جریان یا ولتاژی هستند که منتقل کننده اطلاعات ( که معمولا ولتاژ میباشد ) هستند .

جریان متناوب

 AC

سیگنالهای متناوب در یک مسیر منتشر میشوند و سپس تغییر مسیر می دهند و این عمل دائماً تکرار می شود .

یعنی ابتدا یک سیکل مثبت و بعد یک سیکل منفی و به همین ترتیب تکرار می شوند .

یک ولتاژ  متناوب  دائماً بین مثبت و منفی تغییر میکند و بصورت موجی تکرار میشود .

به هر تغییرات بین مثبت و منفی ، یک سیکل گفته می شود و واحد آن هرتز می باشد .

در ایران وسائل الکتریکی با فرکانس 50 هرتز کار می کنند .

شکل بالا شکل موج یک منبع تغذیه متناوب است که به آن موج سینوسی اطلاق می شود و به شکل پائین از آنجا که مستقیماً بین مثبت و منفی تغییر می کند ، شکل موج مثلثی اطلاق می شود .

سیگنالهای متناوب برای راه اندازی وسائلی از قبیل لامپ ها و گرم کننده ها بکار می روند ولی اکثر مدارهای الکتریکی برای کار نیاز به یک ولتاژ مستقیم دارند که در زیر به آن اشاره شده است .

جریان مستقیم  DC

جریان مستقیم همیشه در یک مسیر جاری می شود ( همیشه مثبت و یا همیشه منفی است ) ولی ممکن است میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند .

باتری ها و رگولاتورها ولتاژ مستقیم می دهند و این ولتاژ برای مدارهای الکترونیکی مناسب است .

اکثر منابع تغذیه شامل یک تبدیل کننده ترانسفورماتوری هستند که جریان اصلی غیر مستقیم را به یک جریان غیر مستقیم کم و بی خطر تبدیل می کنند .

سپس این جریان کم و بی خطر توسط مدارات یکسو کننده جریان از غیر مستقیم به مستقیم تبدیل می شود .

البته این ولتاژ مستقیم یک ولتاژ متغییر می باشد و برای مدارهای الکترونیکی مناسب نیست و لذا برای صاف کردن سطح ولتاژ مستقیم از یک خازن استفاده می شود تا ولتاژ مستقیم برای مدارات الکترونیکی حساس قابل استفاده شود .

در شکل مقابل بالا شکل موج یک ولتاژ مستقیم ثابت و یکنواخت که از طریق باتری تامین میشود نشانداده شده است .

شکل وسط یک ولتاژ مستقیم با صاف کننده سطح ولتاژ ( خازن )  است که مناسب بعضی از مدارهای الکترونیکی می باشد .و شکل پائین یک ولتاژ مستقیم بدون استفاده از خازن را نشان می دهد

مشخصات سیگنال های الکتریکی

همانطور که بیان شد ، سیگنال های الکتریکی ولتاژ یا جریانی هستند که انتقال دهنده اطلاعات که معمولا ولتاژ است ، هستند .

یکی از این مشخصات فرکانس است که به تعداد سیکل ها در ثانیه اطلاق می شود .

Amplitude ماکزیمم ولتاژی است که سیگنال دارد و Peak voltage نام دیگری برای Amplitude است .

پیک تو پیک ( Peak-peak voltage ) دو برابر مقدار پیک ولتاژ می باشد .

دوره تناوب ( Time period ) زمانی است که برای طی شدن یک سیکل کامل نیاز است .

این زمان بر حسب ثانیه اندازهگیری می شود و در زمانهای خیلی کوتاه از واحد های میکروثانیه هم استفاده می شود .

فرکانس ( Frequency ) به تعداد سیکل ها در هر ثانیه اطلاق می شود و واحد آن هرتز است .

در اندازه گیری فرکانس های بالا از واحد های کیلوهرتز و مگاهرتز نیز استفاده می شود .

در ایران فرکانس شبکه برق 50 هرتز است بنابراین دوره تناوب برابر است با 20 میکروثانیه .

1/50 = 0.02s = 20ms.

هر کیلو هرتز برابر با هزار هرتز و هر مگاهرتز برابر را یک میلیون هرتز است .

1kHz = 1000Hz و 1MHz = 1000000Hz.

فرکانس = 1 و دوره تناوب = 1 دوره تناوب فرکانس (ارزش و مقدار RMS ( ولتاژ مؤثر در ولتاژ غیر مستقیم ، ولتاژ از صفر شروع و به پیک مثبت می رسد و دوباره به صفر رسیده و سپس به پیک منفی می رسد و لذا در بیشتر اوقات ، ولتاژ از مقدار پیک ولتاژ کمتر است .

لذا از یک مقدار موثر استفاده می کنیم که همان RMS است .

مقدار ولتاژ RMS برابر است با 0.7 ولتاژ پیک VRMS = 0.7 × Vpeak and Vpeak = 1.4 × VRMS ارزش یا معیار RMS یک ارزش موثر ولتاژ یا جریان متغییر می باشد ، بدین معنی که این ولتاژ تاثیر اصلیش در مدار معادل آن مقدار است .

بعنوان مثال یک لامپ که به ولتاژ 6 ولت RMS متصل شده ، همان مقدار روشنائی را دارد که اگر به یک ولتاژ 6 ولت مستقیم متصل می شد .به هر حال نور لامپی که با ولتاژ 6 ولت RMS روشن شود ، کمتر است از نور لامپی که با 6 ولت مستقیم روشن شود .

چون ولتاژ موثر 6 ولت غیر مستقیم برابر است با 2/4 ولت یعنی برابر با 2/4 ولت مستقیم نور می دهد .

بحث ولتاژ مؤثر این فکر را بوجود می اورد که مقدار RMS نوع دیگری از میانگین است ولی بخاطر داشته باشید که این مقدار قطعاً میانگین نیست .

در واقع ولتاژ یا جریان میانگین غیر مستقیم ، صفر خواهد بود .

چون بخش های مثبت و منفی سیگنال هم را خنثی می کنند و وقتی میانگین می گیریم ، میانگین براببر با صفر خواهد بود .

بنابراین ولتاژ RMS قطعاً یک ولتاژ میانگین نیست .

اینک این سوال پیش می اید که یک ولتمتر AC چه مقداری را نشان می دهد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ ؟

پاسخ این است که ولتمترهای AC مقدار موثر ولتاژ یا جریان را نشان می دهند در ولتاژهای مستقیم هم مقدار مؤثر DC نشانداده می شود .

سؤال دیگری که مطرح است این است که بطور مثال 6 ولت مستقیم دقیقاً چه معنائی دارد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ معنی دارد ؟

در این موارد اگر منظور پیک ولتاژ باشد معمولاً قید می شود و در غیر اینصورت منظور مقدار مؤثر خواهد بود .

برای مثال وقتی می گوئیم 6 ولت AC به معنی 6 ولت مؤثر است که پیک ولتاژ آن 8/6 ولت است .

در ایران ولتاژ 220 ولت برای مصارف عمده الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد ، این به معنی 220 ولت موثر بوده و پیک آن حدود 320 ولت است .

معرفی مقاومت مقاومت ، یکی از المان*های الکتریکی است که برای این طراحی شده است که در مدار یک مقاومت الکتریکی ( electrical resistance ) بوجود آورد .

مقاومتها به گونه*ای ساخته می*شوند که بتوانند جریان عبوری از مدار را در حد مورد نیاز محدود کنند.

دو نوع مقاومت وجود دارد:مقاومت های ثابت و متغیر .

(مقاومت): مقاومت های ثابت : الف- کربنی ب- لایه ای : ° لایه ی کربنی ° لایه ی فلزی ° لایه ی اکسید فلز ج- سیمی مقاومت های متغیر: الف- قابل تنظیم : ° پتانسیومتر ° رئوستا ب- وابسته «تابع): °تابع حرارت : PTC NTC ° تابع نور LDR ° تابع ولتاژVDR ° تابع میدان مغناطیسی MDR تشخیص مقدار اهم مقاومت ها: الف- کد های رنگی ب- رمزهای عددی ج- نوشتن مقدار مقاومت مقاومت های ثابت مقاومت های ثابت به آن دسته از مقاومت ها گفته می شود که مقدارشان همواره ثابت است.علامت فنی مقاومت در نقشه مدارها به صورت است و آنرا با حرف R نشان می*دهند.

اما خود مقاومت به شکل استوانه کوچکی است که روی آن 4 نوار رنگی دیده می*شود.

و به طور معمول از *** کربن هستند .

به دو سر آن نیز پایه فلزی متصل است، برای قرار دادن مقاومت در مدار ، پایه*های آن را توسط دم*باریک خم می*کنند و داخل سوراخهای بردبورد یا فیبر فرو می*برند.

مقدار اهم مقاومت ها به سه روش مشخص می شوند که عبارتند از: 1- نوارهای رنگی 2- رمزهای عددی 3- نوشتن مقدار مقاومت مقاومت های متغیر مقاومت های متغیر به مقاومت هایی اطلاق می شود که مقدارشان ثابت نبوده و قابل تغییر می باشد.

در مدارهای الکترونیکی از مقاومت متغیر به عنوان کنترل حجم صدا ( ولوم) یا سایر کنترل*ها استفاده می*شود.

مقاومت متغیر دارای سه پایه است که به مدار متصل می*شود.

هنگامی که به عنوان تنظیم کنند ه جریان در مدار به کار می*رود فقط از پایه وسط و یکی از پایه*های طرفین استفاده می*شود.

با تغییر محور مقاومت متغیر ، مقدار مقاومت تغییر می*کند.

مقاومت های متغیر به صورت زیر تقسیم بندی می شوند: 1-قابل تنظیم : الف- پتانسیومتر ب- رئوستا 2-وابسته «تابع): الف- تابع حرارت TDR : 1 - PTC 2- NTC ب- تابع نور LDR ج- تابع ولتاژVDR د- تابع میدان مغناطیسی MDR تشخیص مقدار مقاومت با استفاده از نوارهای رنگی مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند، به همین دلیل مقدار مقاومت و تولرانس را بوسیله نوارهای رنگی مشخص می*کنند که خود این روش به دو شکل صورت می*گیرد: روش چهار نواری روش پنج نواری روش اول برای مقاومتهای با تولرانس 2% به بالا استفاده می*شود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق تولرانس کمتر از 2%) استفاده می*شود.

در اینجا به روش اول که معمولتر است می*پردازیم.

به جدول زیر توجه نمائید.

هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند: 0سیاه 1قهوه*ای 2قرمز 3نارنجی 4زرد 5سبز 6آبی 7بنفش 8خاکستری 9سفید دو رنگ دیگر هم روی مقاومتها به چشم می*خورد: طلایی و نقره*ای ، که روی یک مقاومت یا فقط طلایی وجود دارد یا نقره*ای.

اگر یک سر مقاومت به رنگ طلایی یا نقره*ای بود ، ما از طرف دیگر مقاومت ، شروع به خواندن رنگها می*کنیم.

و عدد متناظر با رنگ اول را یادداشت می*کنیم.

سپس عدد متناظر با رنگ دوم را کنار عدد اول می*نویسیم.

سپس به رنگ سوم دقت می*کنیم.

عدد معادل آنرا یافته و به تعداد آن عدد ، صفر می*گذاریم جلوی دو عدد قبلی( در واقع رنگ سوم معرف ضریب است ).

عدد بدست آمده ، مقدار مقاومت برحسب اهم است.

که آنرا می*توان به کیلواهم نیز تبدیل کرد.

ساخت هر مقاومت با خطا همراه است.

یعنی ممکن است 5% یا 10% یا 20%خطا داشته باشیم .

اگر یک طرف مقاومت به رنگ طلایی بود ، نشان دهنده مقاومتی با خطا یا تولرانس 5 % است و اگر نقره*ای بود نمایانگر مقاومتی با خطای 10% است.اما اگر مقاومتی فاقد نوار چهارم بود، بی رنگ محسوب شده و تولرانس آن را 20 %در نظر می*گیریم.

به مثال زیر توجه نمایید: از سمت چپ شروع به خواندن می*کنیم.

رنگ زرد معادل عدد 4 ، رنگ بنفش معادل عدد 7 ، رنگ قرمز معادل عدد 2 ، و رنگ طلایی معادل تولرانس ٪5 می*باشد.

پس مقدار مقاومت بدون در نظر گرفتن تولرانس ، مساوی 4700 اهم ، یا 4.7 کیلو اهم است و برای محاسبه خطا عدد4700 را ضربدر 5 و تقسیم بر 100 می*کنیم، که بدست می*آید: 235 4935 = 235 + 4700 4465 = 235 - 4700 مقدار واقعی مقاومت چیزی بین 4465 اهم تا 4935 اهم می*باشد.

مولتی متر Multi Meter این امکان را به ما می دهد که مولفه هایی چون ولتاژ و جریان و مقاومت و همچنین از آن برای تست دیود و ترانزیستور و تست خازن و اندازه گیری دما و غیره استفاده می شود در اینجا شکل دو مولتی متر MultiMeter دیجیتالی و عقربه ای را مشاهده می کنید در عیب یابی کیت های آموزشی موارد زیر را کنترل نمائید کلیه قطعات کیت را از نظر نصب صحیح و مکان نصب آنها بطور دقیق کنترل کنید کنترل نوارهای رنگی مقاومتها ، قرار گرفتن صحیح خازنهای الکترولیت ، دیودهای یکسو ساز و نورانی ، نصب صحیح ترانزیستورها و آی سی بر روی فیبر و اتصال صحیح تغذیه به مدار و سیم بندی صحیح کیت ، از جمله مواردی است که لازم است مورد بررسی مجدد قرار گیرند کلیه لحیم کاری های مدار را بررسی کنید و از اجرای صحیح لحیم کاری ها مطمئن شوید آیا تکه لحیم اضافی باعث اتصال نوارهای مسی نشده است ؟

آیا پایه کلیه قطعات بطور محکم توسط لحیم به نوار مسی متصل شده است ؟

بهتر است مجدد به شکل هایی که در قسمت آموزش لحیم کاری چاپ شده توجه و روش صحیح آن را با لحیم کاری خودتان مقایسه کنید اگر در محلی لحیم کاری ضعیف است مجدد از لحیم به مقدار کافی استفاده شود و چنانچه در محلی لحیم اضافی انباشته شده ، مقدار اضافی آن را توسط قلع کش جمع آوری کنید .

اگر قلع کش در اختیار ندارید میتوانید قلع های اضافی را ذوب و فیبر را سریعاً به میز کارتان بزنید تا قلع اضافی برداشته شود و در صورت لزوم مجدداً مقداری قلع تازه و به مقدار کافی اضافی کنید توجه : قبل از اقدام به عیب یابی منبع تغذیه را از مدار جدا کنید برد بورد : برد بورد وسیله مناسبی برای تست مدارات الکترونیکی است تا قبل از اتصال قطعات و لحیم کاری آن روی فیبر مدار چاپی از کارکرد مدار اطمینان حاصل کنیم بردبورد برای بی ‏نیازشدن از لحیم‏کاری و ساختن فیبر مدار چاپی در هر آزمایش به کار گرفته شده است که طراحان عموماً برای آزمایش اولیه مدار طراحی شده خود از آن استفاده نمود و پس از درست کارکردن مدار، اقدام به ساخت فیبر مدار چاپی می‏نمایند.

در شکل زیر برد برد ارائه شده در مجوعه را ملاحظه می‏کنید.

برق اندازه جریان و ولتاژ مجاز چقدر است ؟

برای جریان متناوب 15 میلی آمپر و برای جریان مستقیم 60 میلی آمپر - ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقیم 45 ولت است .

اساس کار کنتور چیست ؟

کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند .

می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسس ایجاد می شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد .

در کنتور های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است .

سیم پیچ ضخیمتر با دور کمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند .

نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟

سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می گیرند .

و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می کنند .

زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد .

بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند .

سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد .

این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی درون کنتور می شود .

سرعت حرکت این صفحه با جریان مصرف کننده رابطه مستقیم دارد .

این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود .

این شماره ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند .البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر : آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و ...

وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده ایم .

انواع کنتور کدامند ؟

برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع اکتیو معروفند .

اما در مصارف صنعتی می توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد که در جلسات قبل مختصری در باره آنها توضیح داده ایم .

کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند ؟

در کشورهای برخوردار از تکنولوژی دیگر کنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است .

در این کشورها که پول الکترونیکی بسیار رایج است از کنتورهای هوشمند که در بازه های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص کرده و به ادارات برق گزارش می دهند استفاده می شود .

این کنتورها میزان مصرف را از طریق همان خطوط برقی که آنرا می رسانند به توزیع کننده اطلاع می دهند و شرکتهای فروشنده برق نیز بطور خودکار از حساب مصرف کننده برداشت می کنند .

در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای کتبی از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودکار کنتور برق مشترک را قطع می کند و مشترک پس از پرداخت هزینه می تواند از خدمات شرکت فروشنده استفاده کند .

برق قدرت کوره های القایی کوره های القایی در مقایسه با کوره های سوخت فسیلی دارای مزایای فراوانی از جمله دقت بیشتر ، تمیزی و تلفات گرمایی کمتر و ...

است .

همچنین در کوره هایی که در آنها از روشهای دیگر ، غیر القاء استفاده می شود ، اندازه کوره بسیار بزرگ بوده و در زمان راه اندازی و خاموش کردن آنها طولانی است .

عبور جریان از یک سیم پیچ و استفاده از میدان مغناطیسی برای ایجاد جریان در هسته سیم پیچ ، اساس کار کوره های القایی را تشکیل می دهد .

در این کوره ها از حرارت ایجاد شده توسط تلفات فوکو و هیسترزیس برای ذوب فلزات یا هرگونه عملیات حرارتی استفاده می شود .

نخستین کوره القایی که مورد بهره برداری قرار گرفت از شبکه اصلی قدرت تغذیه میشد و هیچگونه تبدیل فرکانسی صورت نمی گرفت .

با توجه به اینکه افزایش فرکانس تغذیه کوره موجب کاهش ابعاد آن و بالا رفتن توان (تلفات) می شود ، برای رسیدن به این هدف ، در ابتدا منابع تغذیه موتور ژنراتوری مورد استفاده واقع گردید .

هر چند با این منابع می توان فرکانس را تا حدودی بالا برد ، ولی محدودیت فرکانس و عدم قابلیت تغییر آن و در نهایت عدم تطبیق سیستم تغذیه با کوره ، دو عیب اساسی این سیستمها به شمار میرفت .

با توجه به این معایب ورود عناصر نیمه هادی به حیطه صنعت موجب گردید منابع تغذیه استاتیک جایگزین منابع قبلی شوند .

در سال 1831 میلادی مایکل فارادی (Faraday) با ارائه این مطلب که اگر از سیم پیچ اولیه ای جریان متغیری عبور کند ، در سیم پیچ ثانویه مجاورش نیز جریان القاء میشود ، تئوری گرمایش القایی را بنا نهاد .

علت اصلی این پدیده القاء ، تغییرات شار در مدار بسته ثانویه است که از جریان متناوب اولیه ناشی میشود .

نزدیک به یکصد سال این اصل در موتورها، ژنراتورها ، ترانسفورماتور ها ، وسایل ارتباط رادیویی و ...

بکار گرفته می شد و هر اثر گرمایی در مدارهای مغناطیسی به عنوان یک عنصر نا مطلوب شناخته می شد .

در راستای مقابله با اثرات حرارتی در مدارهای مغناطیسی و الکتریکی از سوی مهندسین گامهای موثری برداشته شد .

آنها توانستند با مورق نمودن هستهِ مغناطیسی موتورها و ترانسفورماتورها ، جریان فوکو(Eddy Current) را که عامل تلفات حرارتی بود مینیمم نمایند .

به دنبال آزمایشات فارادی ، قوانین متعددی پیشنهاد شد .

قوانین لنز (Lenz) و نیومن (Neuman) نشان دادند که جریان القاء‌ شده با شار القایی مخالفت کرده و به طور مستقیم با فرکتنس متناسب می باشد .

فوکو (Focault) در سال 1863 در مقاله ای تحت عنوان "القاء جریان در هسته" (The Induction Of Current in Cores) که توسط هویساید (Heviside) منتشر گردید نظریه ای راجع به جریان فوکو ارائه داد و در رابطه با انتقال انرژی از یک کویل به یک هسته توپر بحث نمود .

علاوه بر افراد فوق ، تامسون (Thomson) نیز در ارائه نظریه گرمایش از طریق القاء سهم بسزایی داشت .

در اواخر قرن نوزدهم استفاده از تلفات فوکو و هیسترزیس به عنوان منبع گرمایش القائی از طرف مهندسین مطرح شد .

همچنین در اوایل قرن اخیر در کشورهای فرانسه ، سوئد و ایتالیا بر اساس استفاده از خازنهای جبران کننده توان راکتیو پیشنهاداتی برای کوره های القایی بدون هسته ارائه شد .

در این پیشنهادات بیشتر ذوب فلزات در فرکانسهای میانی مورد نظر بود .

دکتر نورث روپ (Northrup) ایده کوره با فرکانس میانی را برای موارد صنعتی گسترش داد .

در روزهای نخستین ، بر اثر نبود امکانات از جمله خازنهای با ظرفیت کافی و قابل اطمینان ، توسعه و پیشرفت متوقف شد .

بعدها در سال 1927 کمپانی کوره های الکتریکی (Electrical Furnace CO.

[EFCO.]) نخستین کوره الکتریکی با فرکانس میانی را در شفیلد انگلستان و به منظور آهنگری و گرمادهی موضعی فلزات جهت اتصال به یکدیگر ، نصب کرد .

بعد از این ، تعداد و اندازه این کوره ها رو به افزایش گذاشته است .

لازم به ذکر است که مزیتهای دیگر کوره های القایی همچون دقت زیاد برای گرم کردن تا عمق مورد نظر و حرارت دادن نواحی سطحی در طی پیشرفتهای بعدی ( در سالهای جنگ جهانی دوم ) بیشتر آشکار شد .

در گرمایش القایی عدم نیاز به منبع خارجی گرم کننده ، تلفات گرمایی کمتر شده و تمیزی شرایط کار تامین میگردد .

در این روش همچنین نیازی به تماس فیزیکی بار و کویل نبوده و علاوه بر این چگالی توان بالا در مدت زمان گرمایش کم به آسانی قابل دسترس می باشد .

در ابتدا کوره های القایی مستقیماً از شبکه قدرت تغذیه می شدند که بنوبه خود گام موفقی در استفاده از توان الکتریکی جهت عملیات حرارتی بحساب میآمد .

از آنجائیکه تلفات فوکو و هیسترزیس با فرکانس نسبت مستقیم دارند و اینکه ابعاد کویل کوره با بالا رفتن فرکانس کاهش می یابد ، مهندسین به فکر تغذیه کوره در فرکانسهای بالاتر از فرکانس شبکه قدرت افتادند .

اولین قدم در این راه استفاده از فرکانسهای دو برابر و سه برابر که از هارمونیکهای دوم و سوم بدست می آمدند ، بود .

این هارمونیکها بر خلاف طبیعت مخرب خود در این نوع کاربرد سودمند تشخیص داده شدند .

پائین بودن راندمان در استفاده از هارمونیکهای فوق موجب گردید طراحان روش دیگری را مورد استفاده قرار دهند در این مرحله سیستم موتورـژنراتور توسعه یافت که با استفاده از این سیستم توانستند فرکانس تغذیه را تا صدها هرتز افزایش دهند .

در کوره های القایی افزایش فرکانس باعث کاهش عمق نفوذ جریان القایی میگردد لذا در عملیات حرارتی سطحی که سختکاری سطح فلز ، مورد نظر می باشد از کوره های القایی با فرکانس بالا استفاده می شود .

با ورود عناصر نیمه هادی مانند تریستورها ، ترانزیستورها و موسفت ها به حیطه صنعت محدودیت فرکانس و عدم تغییر آن ، در تغذیه کوره ها مرتفع شد .

از لحاظ سیستم قدرت میتوان سیستمهای القایی را به چهار دسته اساسی تقسیم نمود : الف ) سیستمهای منبع (Supply Systems)در این سیستمها که فرکانس کار آنها بین 50 تا 60 هرتز و 150 تا 540 هرتز می باشد احتیاجی به تبدیل فرکانس نیست و با توجه به فرکانس کار ،‌ عمق نفوذ جریان زیاد بوده و حدود 10 تا 100 میلیمتر می باشد .

همچنین مقدار توان لازم تا حدود چندین صد مگا وات نیز میرسد .

ب ) سیستمهای موتورـژنراتور (Motor-Generator Systems) فرکانس این سیستمها از 500 هرتز تا 10 کیلو هرتز می باشد .

در این سیستمها تبدیل فرکانس لازم بوده و این عمل بوسیله ژنراتورهای کوپل شده با موتورهای القایی صورت می پذیرد .

همچنین در این سیستمها توان به وسیله ماشینهای 500 کیلو وات تامین میگردد و برای بدست آوردن توانهای بالاتر ،‌ از سری کردن ماشینها استفاده میشود .

عمق نفوذ در این سیستمها به خاطر بالاتر بودن فرکانس نسبت به سیستمها منبع ، کمتر بوده و در حدود 1 تا 10 میلیمتر است .

ج ) سیستمهای مبدل نیمه هادی (Solid-State Converter Systems) در این سیستمها فرکانس در محدوده HZ 500 تا KHZ‌ 100 بوده و تبدیل فرکانس به طرق گوناگونی صورت میپذیرد .

در این سیستمها از سوئیچهای نیمه هادی استفاده میشود و توان مبدل بستگی به نوع کاربرد آن تا حدود MW 2 میتواند برسد .

د ) سیستمهای فرکانس رادیویی (Radio-Frequency System) فرکانس کار در این سیستم در محدوده KHZ 100 تا MHZ 10 می باشد .

از این سیستمها برای عمق نفوذ جریان بسیار سطحی، در حدود 1/0 تا 2 میلیمتر استفاده می گردد و در آن از روش گرمایی متمرکز با سرعت تولید بالا استفاده میگردد مقدمه: می دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود .

نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان ( CosΦ) به یک نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتر است.

انواع توان در شبکه های توزیع: