يتم استخدام الطاقة في المنازل والمركبات الترفيهية والقوارب وغيرها، سواء من الشبكة أو الألواح الشمسية. يعد فهم الأمبيرات أمرًا ضروريًا لأنها تشير إلى تدفق التيار الكهربائي. بالنسبة لتصميم الطاقة أو النظام الكهربائي خارج الشبكة، تعد معرفة الأمبيرات أمرًا ضروريًا لإعداد آمن باستخدام أسلاك ذات حجم مناسب. دعونا نستكشف الامبيرات وأهميتها!
ما هي الامبيرات في الكهرباء؟
“أمبير” (أ) اختصار ل “أمبير“، وحدة قياسية للتيار الكهربائي. يشير أمبير إلى وحدة واحدة من التيار المستمر، بينما “التيار” يشير إلى قوة التيار بالأمبير.
إذا كانت الكهرباء مثل الماء في خرطوم، فإن الأمبير سيمثل الماء، والتيار الكهربائي سيكون معدل التدفق عبر الخرطوم.
الامبير مقابل. فولت، أوم، وات
لفهم الامبير، يجب علينا أن نأخذ في الاعتبار فولت، أوم، وات. تعمل هذه الوحدات معًا لتلبية احتياجاتنا الكهربائية.
فولت
يقيس الفولت (V) الإمكانات الكهربائية، مما يشير إلى الفرق بين نقطتين في الدائرة. وباستخدام تشبيه الخرطوم، فإن الفولت يشبه ضغط الماء الذي يدفع الإلكترونات عبر الموصل.
بينما يُظهر الجهد الحركة المحتملة، تقيس الأمبيرات معدل التدفق الفعلي؛ الجهد العالي يساوي الضغط العالي.
أوم
أوم يقيس المقاومة، وهو مماثل لحجم الخرطوم. في تشبيهنا لتدفق الماء، فإن زيادة المقاومة (أوم) تشبه تقليل حجم الخرطوم، مما يقلل من تدفق الماء (التيار، المقاس بالأمبير) المدفوع بالضغط (الجهد).
يمثل الخرطوم الكبير سلكًا منخفض المقاومة يسمح بتدفق تيار عالي، بينما يقيد الخرطوم الأصغر التدفق كما يفعل السلك عالي المقاومة.
واتس
أ واط (W) يقيس القدرة، وتعرف بأنها جول واحد من الطاقة المستخدمة في الثانية، وهو ما يمثل معدل نقل الطاقة الكهربائية في الدائرة. تقيس الأمبيرات معدل تدفق الطاقة، بينما تقيس الفولتات الطاقة الكامنة، والواط هو حاصل ضرب هذين الاثنين.
باستخدام تشبيه الخرطوم، تزداد الطاقة عن طريق زيادة تدفق المياه أو الضغط. وبالمثل، في النظام الكهربائي، ترتفع الطاقة مع ارتفاع التيار (الأمبيرية) أو الجهد.
كيفية قياس الامبير؟
لقياس الأمبير، نستخدم مقياس التيار الكهربائي، الذي يقيس التيار الكهربائي بالأمبير (الأمبير). يمكنه قياس كل من التيار المباشر (DC) والتيار المتردد (AC). غالبًا ما يتم عرض أجهزة القياس في دائرة بالحرف “أ” داخل.
كيف يعمل مقياس التيار الكهربائي
يقيس الأميتر التيار من خلال أحد المكونات ويجب أن يكون كذلك متصلة في سلسلة، يعني واحدًا تلو الآخر.
متى تستخدم مقياس التيار الكهربائي؟
يستخدم الكهربائيون والمهندسون وعشاق الكهرباء أجهزة قياس التيار لقياس تدفق التيار في الدوائر. تقوم أجهزة القياس الرقمية المتعددة المحمولة بقياس الجهد (فولت)، والتيار (أمبير)، والمقاومة (أوم) للتحقق من الدوائر.
تتوفر أجهزة قياس التيار الكهربائي على شكل عدادات مثبتة أو مسبار عند نقاط أسعار مختلفة، وهي ضرورية لأنظمة الطاقة المتنقلة، مما يسمح لـ RVers وطواقي القوارب بتتبع تيار البطارية، وساعات الأمبير المتبقية، ومستويات الشحن، ومدة الشحن.
هناك نوعان رئيسيان من أجهزة القياس:
مستشعر القاعة (مشبك أمبير)
تقوم مستشعرات القاعة بقياس الأمبيرات دون كسر السلك، وغالبًا ما تستخدم في الأجهزة المحمولة التي تسمى مشابك الأمبير. تحتوي هذه المشابك على فكوك مفصلية تمسك بسلك لقياس تيار الدائرة. ويستخدمون تأثير هول، الذي يكتشف التغيرات في الجهد داخل المجال المغناطيسي. مع تدفق التيار، يلتقط المستشعر هذا المجال المغناطيسي وينتج جهدًا يشير إلى التيار.
تحويلة متر
يتم استخدام مقاييس التحويل في التركيبات الكهربائية الدائمة للتيار المستمر ويتم توصيلها في سلسلة على الجانب السلبي من الدائرة، مما يسمح بتدفق كل التيار من خلالها. كما أنها تعمل بمثابة عدادات للبطارية من خلال قراءة كل من التيار والجهد، مما يتيح حسابات استهلاك الطاقة (واط = أمبير × فولت).
ما هو التحويلة؟
يتيح تثبيت تحويلة مقياس التيار الكهربائي المراقبة المستمرة لحالة شحن البطارية. يوفر اتصالاً منخفض المقاومة يعرض شحن نظام البطارية في عربة سكن متنقلة.
تقيس التحويلة الأمبيرات التي تدخل وتخرج من البطاريات عبر السلك السالب، مما يعكس استخدام الطاقة والقدرة المتبقية. يتصل بشاشة عرض أو يستخدم تقنية Bluetooth لنقل المعلومات.
ما هي السعة؟
Ampacity هي أقصى تيار يمكن أن يحمله الكابل بأمان. تتميز الأسلاك الأصغر بسعة منخفضة، بينما تتمتع الأسلاك الأكبر بتصنيفات أعلى.
عند اختيار الأسلاك أو الكابلات، تعرف على تصنيف سعتها. عادةً ما تقوم شركات المكونات الكهربائية بتمييز الأجهزة بالقوة الكهربائية أو الأمبيرات أو الجهد الكهربائي. احسب القدرة الكهربائية عن طريق قسمة القوة الكهربائية على الجهد (القدرة الكهربائية ÷ الجهد = الأمبير).
يجب أن تتجاوز سعة الجهاز التيار المتوقع لمنع ارتفاع درجة الحرارة والحرائق المحتملة بسبب التحميل الزائد. تذكر أن الأسلاك الأكبر حجمًا تساوي سعة أعلى.
هل أمبير التيار المتردد و أمبير التيار المستمر هما نفس الشيء؟
تقوم أمبيرات التيار المتردد والتيار المستمر بقياس تدفق الكهرباء بشكل مختلف:
أمبير التيار المتردد
تعمل مضخمات التيار المتردد (AC) على قياس الكهرباء التي تغير اتجاهها بشكل دوري، مع تذبذب الجهد أيضًا.
أمبير العاصمة
تقيس أمبيرات التيار المباشر (DC) تدفق الكهرباء في اتجاه واحد بجهد ثابت.
تحتاج إلى أجهزة قياس منفصلة لقياسات التيار المتردد والتيار المستمر.
ما هي أمبير ساعة؟
تقيس أمبير ساعة (Ah) سعة شحن البطارية، مما يشير إلى عدد الأمبيرات التي يمكنها توفيرها بمرور الوقت.
من الناحية الواقعية، يجب أن توفر بطارية سعة 1 أمبير في الساعة تيارًا مستمرًا قدره 1 أمبير لمدة ساعة واحدة قبل تفريغها. ويمكنه أيضًا توفير 2 أمبير لمدة نصف ساعة.
لماذا تعتبر الأمبيرات مهمة في تصميم الأنظمة الكهربائية؟
تعتبر الأمبيرات أساسية في تصميم النظام الكهربائي لأنها تقيس التيار المتدفق عبر الدائرة، في إشارة إلى الكهرباء “معدل التدفق.” يؤثر هذا على سعة السلك، ويمنع ارتفاع درجة الحرارة، ويضمن عمل الأجهزة بشكل صحيح مع مصدر الطاقة المناسب. تشمل النقاط الرئيسية حول الامبير ما يلي:
خطر ارتفاع درجة الحرارة
يمكن أن يؤدي التيار الزائد إلى ارتفاع درجة حرارة الأسلاك، مما قد يؤدي إلى نشوب حرائق أو تلف المعدات.
حماية قواطع الدائرة
تنطلق قواطع الدائرة عندما يتجاوز التيار الحدود الآمنة، مما يمنع تلف النظام.
اختيار مقياس الأسلاك
اختر مقياس السلك بناءً على الأمبيرات المتوقعة لنقل الكهرباء بشكل آمن دون انخفاض الجهد الزائد.
توافق الجهاز
يجب أن تتطابق مصادر الطاقة مع تقييمات تيار الجهاز من أجل التشغيل السليم.
خاتمة
يعد فهم الأمبيرات أمرًا ضروريًا للأنظمة الكهربائية في المنازل أو المركبات الترفيهية أو القوارب. تحدد الأمبيرات تدفق التيار الكهربائي وترتبط بالفولت والأوم من خلال قانون أوم.
تشير السعة إلى الحد الأقصى للتيار الذي يمكن أن يحمله الموصل دون ارتفاع درجة الحرارة، في حين أن التمييز بين أمبير التيار المتردد (التيار المتردد) والتيار المستمر (التيار المباشر) أمر حيوي لممارسات الأسلاك الآمنة. يتيح استخدام أدوات مثل أجهزة قياس التيار إجراء قياسات دقيقة للتيار، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أنظمة الطاقة الفعالة. إن إدراك أهمية التيار لا يعزز السلامة فحسب، بل يعمل أيضًا على تحسين الأداء في التطبيقات الكهربائية المختلفة.
