يمكن أن يؤدي ارتفاع الجهد الكهربائي إلى إتلاف أجهزتك الإلكترونية الحساسة بشكل خطير، ومع ذلك لا يزال العديد من الأشخاص لا يفهمونها بشكل كامل. إذًا، ما هي ارتفاعات الجهد بالضبط؟ ما الذي يسببها، وكيف يمكنك منعها من إتلاف دوائرك؟ تابع القراءة لمعرفة المزيد!
ما هو ارتفاع الجهد؟
ارتفاع الجهد، أو العابر، هو ارتفاع قصير حيث يتجاوز الجهد المستويات الطبيعية بمقدار ثلاثة إلى آلاف المرات للميلي ثانية. وهذا يشكل خطراً على الإلكترونيات الحساسة، لأنه يمكن أن يسبب حركة غير منتظمة للإلكترونات، مما يؤدي إلى إتلاف الدوائر والمكونات المتكاملة. وبالتالي فإن التحضير ضروري. يتطلب اكتشاف المسامير إلكترونيات متقدمة.
ما الذي يمكن أن يسبب ارتفاع الجهد؟
يمكن أن تنشأ طفرات الجهد من مصادر مختلفة. وهنا السبق الصحفي:
من الخارج:
- البرق: يمكن أن تؤدي الضربة المباشرة أو الضربة القريبة إلى إرسال هزات كبيرة عبر خطوط الكهرباء.
- الفواق في شبكة الطاقة: قد تؤدي الأعطال أو أخطاء التوزيع أو تبديل المكثفات الكبيرة إلى حدوث طفرات.
- إيقاف تشغيل الأحمال الكبيرة: قد تؤدي إزالة الأحمال الكبيرة من الشبكة، كما هو الحال أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو إيقاف تشغيل الأجهزة، إلى حدوث طفرات.
من الداخل:
- تبديل الأحمال: يمكن أن يتسبب تشغيل أو إيقاف تشغيل الأجهزة مثل الثلاجات ووحدات التكييف في حدوث قفزات في الجهد.
- مشكلات الأسلاك: إذا لامست أسلاك الجهد العالي أسلاك الجهد المنخفض عن طريق الخطأ، فمن الممكن أن تحدث طفرات كبيرة.
- مواطن الخلل الداخلية: قد تؤدي المشكلات داخل المحولات أو المكونات الأخرى أيضًا إلى ارتفاع الجهد.
ما هو الفرق بين زيادة الطاقة والارتفاع؟
تعد زيادات الطاقة وارتفاع الجهد ظواهر كهربائية متميزة تؤثر على المعدات بشكل مختلف.
يكمن الاختلاف الرئيسي في مدتها: تدوم زيادات الجهد 1-2 نانو ثانية، بينما تستمر زيادات الطاقة لمدة 3 نانو ثانية أو أكثر، وأحيانًا لدقائق. يؤثر هذا على كيفية استجابة الأنظمة الكهربائية.
أسبابهم تختلف أيضا. غالبًا ما تنتج ارتفاعات الجهد عن أحداث مثل الصواعق أو التفريغ الكهروستاتيكي، في حين أن ارتفاعات الطاقة تنبع من الاختلالات المستمرة في نظام توزيع الطاقة، مثل أعطال المرافق أو تبديل الأحمال الكبيرة.
فيما يتعلق بسعة الجهد، يمكن أن تصل الزيادات المفاجئة إلى عشرات الآلاف من الفولتات لفترة وجيزة، في حين تقيس الزيادات المفاجئة مئات الفولتات فوق المعدل الطبيعي ولكنها تستمر لفترة أطول.
بالنسبة لأنظمة البطاريات، يمكن أن تؤدي ارتفاعات الجهد إلى الإضرار بنظام إدارة البطارية (BMS) أو دوائر المراقبة، في حين أن ارتفاعات الطاقة قد تسبب ارتفاع درجة الحرارة أثناء الشحن، مما يقلل من عمر البطارية ويخلق مخاطر على السلامة.
كيف يمكنك إيقاف ارتفاع الجهد؟
يتطلب قمع طفرات الجهد دوائر خاصة. يقوم المهندسون الكهربائيون بتنفيذ نظام منع الارتفاعات المفاجئة في جميع الدوائر تقريبًا، بما في ذلك شبكة الطاقة. لكن القمع الكامل لا يمكن تحقيقه دائمًا، مما يستلزم حماية إضافية في اتجاه مجرى النهر.
تستخدم المكثفات المفاجئة الثنائيات والمحاثات والمكثفات لامتصاص الطاقة أو توجيهها إلى الأرض. يعتمد تصميمها على احتياجات الدائرة ونوع السنبلة. على سبيل المثال، يستخدم مانع اندفاع شبكة الطاقة لضربات البرق جهازًا كبيرًا لفجوة الشرارة، بينما تستخدم الدائرة المتكاملة عادةً حماية الحالة الصلبة مثل صمامات زينر أو الثايرستور.
تسمح أدوات الحماية من زيادة التيار للأجهزة بالعمل أثناء الزيادات ولكن لها عمر افتراضي محدود ويمكن أن تفشل إذا طغت عليها. تتميز العديد من أدوات الحماية المخصصة من زيادة التيار بمؤشرات للموثوقية. من المستحسن أن يكون لديك مانع زيادة التيار الإضافي الذي يشير إلى تشغيله ويمكن تثبيته في المفاتيح الكهربائية عند توصيلات الشبكة أو لوحات الكسارة.
غالبًا ما تكون مثبطات التيار الكهربائي مدمجة في أسلاك الطاقة ولكن يمكن أيضًا دمجها في الأجهزة الإلكترونية أو لوحات الكسارة.
ما هو الحد الأقصى لجهد سبايك؟
تكون بعض الزيادات المفاجئة أكثر قوة، لذا من الضروري فهم مستوى الحماية للإلكترونيات الحساسة. يشير الحد الأقصى لجهد الارتفاع إلى هذه الحماية.
عند شراء أدوات الحماية من زيادة التيار، تحقق من تقييمات الجهد المسموح به، وجهد التثبيت، والجول، والأمبيرية. من الأفضل الحصول على تقييمات أعلى للجول والأمبير؛ تهدف إلى انخفاض الجهد لقط لتعزيز حماية الجهاز.
هل تحتاج إلى قمع الطفرة في دوائر بطارية التيار المستمر؟
تعتمد الإجابة على كيفية بناء دائرتك واستخدامها. في حين أن دوائر التيار المستمر يمكن أن تواجه ارتفاعات في الجهد مثل دوائر التيار المتردد، إلا أن دوائر التيار المستمر للبطارية المعزولة تكون أقل عرضة لها.
يستخدم العديد من العملاء منتجاتنا البطاريات في تطبيقات التيار المستمر خارج الشبكة، حيث تكون ارتفاعات الجهد ضئيلة ولا تؤدي عمومًا إلى إتلاف البطاريات أو الأجهزة الإلكترونية.
ومع ذلك، فإن الصمامات الكهربائية المناسبة ضرورية لإدارة التيار الزائد.
تشتمل العديد من إلكترونيات التيار المستمر على خاصية منع زيادة التيار. انخفضت المخاوف بشأن ارتفاع الجهد الناتج عن مولدات المركبات لأن مقومات الصمام الثنائي الحديثة تعمل الآن كمثبطات للجهد.
بالنسبة للدوائر ذات المهام الحرجة، يُنصح بإضافة خاصية منع زيادة الجهد المنخفض. إذا كانت دائرة التيار المستمر لديك متصلة بطاقة التيار المتردد للشحن أو التحويل، مثل توصيل المركبات الترفيهية أو القوارب، فأنت بحاجة إلى جهاز حماية من زيادة التيار. وينطبق ذلك سواء باستخدام الطاقة الشاطئية، أو المولدات الكهربائية، أو إنشاء تيار متردد من البطاريات والعاكس، حيث أن هذه الأنظمة تتصل بمصادر طاقة غير معروفة. لذلك، يعد استخدام أدوات الحماية من زيادة التيار أمرًا ضروريًا للتطبيقات المحمولة نظرًا لاختلاف جودة الدائرة.
كيفية التعامل مع طفرات الجهد؟
يمكن أن تكون ارتفاعات الجهد الكهربائي ضارة إذا لم تكن مستعدًا، ولكن من السهل فهمها وتجنبها.
سواء كان السبب هو عطل في المعدات أو الطبيعة، فإن الحماية بسيطة: استخدم أدوات الحماية من زيادة التيار أو المكثفات اليومية. تساعد هذه المعرفة في الحفاظ على أمان أجهزتك الإلكترونية الحساسة لسنوات.
