الدائرة الكهربائية المنزلية – المصهر والمفتاح والمقبس والحمل الزائد
التصميم والتكنولوجياالهندسة الكهربائية والسلامة13–14 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلمخطط لدائرة منزلية جهدها 220 V: المصدر ← جهاز الحماية (مصهر أو قاطع آلي) ← فروع متوازية من أزواج مفتاح–مصباح ومقبس. يضغط الطالب المفاتيح لإضاءة المصابيح، ويوصل جهازًا بالمقبس، ويراقب القدرة الكلية والتيار I = P/U؛ وعندما يتجاوز التيار القيمة المقننة يسخن المصهر وينصهر (أو يفصل القاطع) فتنقطع الكهرباء عن الدائرة كلها. استبدل المصهر أو أعد تشغيل القاطع للمتابعة.
الدرس: مكونات الدائرة الكهربائية: المصدر والموصلات وأجهزة التحكم وأجهزة الحماية والأحمال؛ السلامة الكهربائية عند الحمل الزائد
ماذا تعرض
توصَل الأحمال في الدائرة المنزلية على التوازي، فيحصل كل مصباح وجهاز على جهد المصدر كاملًا ويمكن تشغيله وحده، بينما تتجمع تيارات الفروع في سلك المصدر. ويُحسب التيار الكلي من العلاقة I = P/U. ويحدّ جهاز الحماية من هذا التيار: فالمصهر يحتوي على سلك رفيع ينصهر عندما يتجاوز التيار قيمته المقننة، أما القاطع الآلي فيفصل الدائرة ثم يمكن إعادة تشغيله. ويجب أن تناسب القيمة المقننة الحمل الكلي والأسلاك، ولهذا لا يجوز أبدًا استبدال مصهر منصهر بآخر ذي قيمة أعلى، لأن الأسلاك ستسخن كثيرًا قبل أن ينصهر.
طريقة الاستخدام
اضبط «عدد المصابيح» و«قدرة كل مصباح»، ثم اضغط المفاتيح لإضاءة المصابيح واحدًا تلو الآخر، ولاحظ ارتفاع القدرة الكلية والتيار. اختر «الجهاز الموصول بالمقبس» متدرجًا من المروحة إلى الغلاية أو الموقد، حتى يتجاوز التيار القيمة المقننة. قارن بين خياري «جهاز الحماية»، وخفّف الحمل، واضغط «استبدال المصهر» أو «إعادة تشغيل القاطع»، ثم غيّر التيار المقنن وأعد التجربة.
المعاملات القابلة للتغيير
- عدد المصابيح 1–5 مصابيح
- قدرة كل مصباح 15–200 W
- الجهاز الموصول بالمقبس لا شيء موصول, مروحة كهربائية 60 W, تلفاز 100 W, مكواة 1000 W, غلاية كهربائية 1800 W, موقد كهربائي 2000 W
- التيار المقنن للمصهر / القاطع 2–20 A
- جهاز الحماية المصهر, القاطع الآلي (CB)
أسئلة للاستكشاف
- كيف يتغير التيار الكلي كلما أضأت مصباحًا آخر، ولماذا؟
- أي مجموعات المصابيح والأجهزة تسبب حملًا زائدًا على مصهر 5 A، وأيها تبقى آمنة؟
- لماذا يُعد استبدال مصهر منصهر بآخر ذي قيمة مقننة أعلى بكثير أمرًا خطيرًا؟