مدونة كهربائي

 التيار المستمر أو (Direct Current DC)      تعريفه :        التيار المستمر هو تيار كهربائي ذو اتجاه واحد ، حيث يسير فيض الشحنات الكهربية في نفس الاتجاه ، وبالمقارنة بالتيار المتغير أو ( A lternating C urrent AC ) فإن قيمة واتجاه التيار المستمر ثابتة لا تتغير وهو يستخدم غالبا في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة وجميع الأجهزة التي تعتمد على البطاريات .       لأي موصل كهربي ، من الممكن أن يسير التيار في أي من الإتجاهين ، ولو سار في اتجاه واحد سواءا كان على هيئة موجة  متصلة (Steadily)  أو نبضات متتابعة (Pulses)  فيُدعى في هذه الحالة بالتيار المستمر . و من المهم جدا أن نكون قادرين على تحديد كمية التيار المستمر وإليكم مختصر لبعض المصطلحات الكهربية الأساسية بالمرجعية إليه .  التيار ( I ) - Current      التيار المستمر هو كمية الإلكترونات المارة في نقطة ما من موصل كهربي ، ويقاس التيار بالأمبير والأمبير الواحد يساوي 6.28 تريليون  إلكترون يمر في نقطة معينة في الثانية الواحدة .  أو  هو...

ملخص سريع عن أعمال التوصيلات والتركيبات الكهربية في المشاريع الإنشائية           بوجه عام ، لأي مشروع إنشائي (سكني - تجاري - فندقي - مستشفى - ..............إلخ) ، نتبع سلسلة من الخطوات المرحلية التي تؤدي في النهاية لإتمام أعمال التركيبات الكهربية بما يضمن الوفاء بالغرض منها بكفاءة وأمان .   أولا ً : تحديد الحمل الكهربي للمنشأة     تحديد الحمل الكهربي لمنشأة ما يمر بمرحلتين المرحلة الأولى :       تحديد الحمل الكهربي بصورة مبدئية بناء على معلومية غرض المشروع ،  و التقسيم المعماري للمساحات الداخلية   (توجد جداول توضح الحمل التصميمي بالوات/المتر المربع لجميع أنواع المباني) ، ومن ثم إمكانية تحديد الحمل الكلي للمنشأة أي عمل  (Load Estimation) من أجل  إنهاء إجراءات التعاقد والحصول على التراخيص . و الأحمال الكهربية للمبنى غالباً ما تشمل أحمال (الإنارة والمقابس والتكييف والحريق والصحي والتهوية والمصاعد ومعدات الري ومعدات إمداد المياه) ، تقدير الحمل الكهربي يفيدنا في الآتي:-   ...

 تمهيد         المُرَحِّل المساعد أو - Auxiliary Relay - يمثل العمود الفقري لمعظم دوائر التحكم الآلي ، حيث يعتبر الريلاي المساعد كونتاكتور صغير به مجموعة من النقاط المساعدة المغلقة (normally closed)و المفتوحة (normally open) ولا يحتوي على نقاط رئيسية ، ويستخدم الريلاي المساعد في دوائر التحكم الآلي لفصل وتوصيل التيار عن ملفات (coils) كونتاكتورات أخرى ، أو لتشغيل وفصل لمبات البيان.  وفي الصورة التالية نوضح ريلاي مساعد مكون من 11 رجل أو طرف وذلك في أربع حالات  الحالة الأولى :  أن يكون ملف الريلاي المساعد يعمل على ال 220 فولت ودائرة اللمبات - التي ثمثل في هذه الحالة الجزء المراد التحكم به - تعمل على نفس الجهد 220 فولت  الحالة الثانية   أن يكون ملف الريلاي المساعد يعمل على ال 220 فولت ودائرة اللمبات - التي ثمثل في هذه الحالة الجزء المراد التحكم به - تعمل على جهد ثابت 24 فولت. وذلك بعمل دائرة توحيد كامل (full wave rectifier) على خرج محول 220/24 فولت.   الحالة الثالثة  ن يكون ملف الريلاي المساعد يعمل على ال 220 فولت ت...

         تحدثت في التدوينة السابقة  عن أشهر توصيلتين في النظام ثلاثي الأوجه "  توصيلة ستار وتوصيلة دلتا " وبينت  الفروق الأساسية بين كل من التوصيلتين وعلاقة الجهد والتيار في كل منها ، وأحب هنا أن أضيف خاصية تميز كل من التوصيلتين ، عند الحاجة لنقل الكهرباء تُعتمد  التوصيلة دلتا ، لأنها تنقل قدر أكبر من القدرة الكهربية بالوات ، وعند الحاجة لتوزيع الكهرباء غالبا ً ما تُعتمد التوصيلة ستار ، لأنها توفر فرصة الحصول على جهد الوجه اللازم للأحمال المنزلية والمكتبية.    والآن دعونا نتطرق إلى موضوع هام جداً من وجهة نظري ألا وهو: طريقة تنفيذ توصيلة ستار وتوصيلة دلتا على روزتة موتور. فمثلا ً عند تنفيذ الدائرة الشهيرة جدا ً لبدء حركة محرك ثلاثي الأوجه (غالبا ً ما تستخدم هذه الدائرة مع المحركات الكبيرة بدءا ً من 10 حصان فما أكثر) ستار- دلتا - وذلك لتجنب تيار البدء الكبير الذي قد يصل من 5-7 أضعاف تيار الحمل الكامل-  لا بد من فهم طريقة توصيل بدايات ونهايات الموتور على الروزتة. أو من الممكن أن تكون أطراف الموتور موصلة على لوحة خارجية ،...

        تمهيد :        جميع أنظمة القوى ثلاثية الأوجه إما أن تكون دلتا أو ستار (نجمة) ، ببساطة لا بد من التحديد الدقيق لطريقة التوصيل الصحيحة ، فمثلا ً عند توصيل محرك ٍ ما ستار  بنفس جهد دلتا في حين أنه يجب توصيله دلتا سيعمل المحرك بنصف قدرته ، أي أنه عند توصيله بالحمل الكامل فهو حتما ً سيحترق .  دعونا الآن نبدأ في شرح طريقتي التوصيل ستار ودلتا  أولا ً: توصيلة ستار (نجمة)             ما رأيكم لو  أجرينا تجربة عملية نستبين من خلالها الخصائص الأساسية لتوصيلة ستار , موافقون ؟؟؟ لإجراء تجربتنا علينا توفير مصدر طاقة ثلاثي الأوجه و إحضار عدد 6 لمبات قدرة كل منها 100 وات وجهد تشغيلها 220 فولت ، ثم نقوم بتكوين ثلاث مجموعات كل مجموعة عبارة عن لمبتين متصلتين على التوالي . نقوم بربط نهايات المجموعات الثلاث مع بعضها في نقطة واحدة (نقطة التعادل) نربطها  بخط التعادل ،ونربط البدايات بمصدر التيار الكهربائي الثلاثي الأوجه ، وكذلك علينا إحضار فولتميتر.  والآن : ماذا لدين...

    دائرة القوى لمحرك يدور في اتجاهين        في كثير من تطبيقات المحركات ثلاثية الأوجه نحتاج إلى عكس اتجاه الحركة ، ولعكس اتجاه حركة محرك ثلاثي الأوجه ما علينا إلا تبديل طرفين من الثلاثة أطراف الداخلة إلى المحرك ،  وكما ذكرت من قبل في التدوينة " شروط تشغيل المولدات على التوازي " فقد قمنا باستخدام محرك حثي ثلاثي الأوجه كأداة اختبار لتعاقب الأوجه في المولد ، والآن نقوم بتغيير تعاقب الأوجه ( phase sequence ) لنحصل على اتجاهين للحركة. وكما هو معلوم فإن الطاقة الكهربائية تنتج عن ثلاث ملفات ( a,b,c )  تتحرك في مجال مغناطيسي ، بين كل ملف والآخر  زاوية مقدارها 120 درجة بتعاقب وجهي معين a ثم b ثم c ، وعند تغذية المحرك بالطاقة يدور في اتجاه معين كأن يكون في اتجاه عقارب الساعة ، فإذا بدل الطرف c مكان b يكون التعاقب الوجهي   a ثم c ثم b  ، ليدور المحرك في اتجاه عكس الاتجاه الأول. دائرة التحكم لمحرك يدور في اتجاهين       لتنفيذ دائرة عكس الحركة نحتاج إلى عدد 2 كونتاكتور وأوفر لود واحد (طالما أن الحمل ف...

                       كما هو معلوم ، تسمى النسبة بين القدرة الفعالة (P) بالكيلو وات والقدرة الظاهرية (S) بالكيلو فولت أمبير " معامل القدرة " وتتراوح قيمته بين الصفر والواحد الصحيح ، وكلما اقترب معامل القدرة من الواحد الصحيح ، كلما كان هذا يعني اقتراب القدرة الفعالة من القدرة الظاهرية . أي أن الطاقة المستهلكة في حملٍ ما يُترجَم معظمها إلى شغل مبذول (حركة ، ضوء ، تسخين ، تبريد ، .... إلخ) ، أما إذا كان معامل القدرة متدني فهذا يعني استهلاك نسبة كبيرة من الطاقة بدون أن تتحول إلى شغل مبذول (القدرة الغير فعالة Q بالكيلو فار). ولنا أن نوجز أضرار تدني قيم معامل القدرة فيما يلي  1- غرامات معامل القدرة power factor penalty       تفرض شركات توزيع الكهرباء غرامات مالية على كبار المستهلكين في حالة وجود معامل قدرة سئ أقل من 0.9 مثلا ً ، ولنضرب مثالا ً على ذلك ، في جمهورية مصر العربية يخضع المستهلكون الذين تزيد أحمالهم التعاقدية عن 500 كيلو وات ويقل معامل القدرة لديهم عن 0.9 إلى غرامات مالية متزايدة...

ألواح البطارية          تناولت في التدوينة السابقة " بطارية السيارة " تركيب البطارية وكيفية تحديد أقطابها وتبقى لنا أن نلقي الضوء معا ً على عمليات الشحن والتفريغ في البطارية . وكما هو معلوم تقوم البطارية بتحويل الطاقة الكيميائية المختزنة في ألواحها الموجبة والسالبة والمغمورة في حمض الكبريتيك إلى طاقة كهربية على أطرافها أثناء عملية التفريغ (تشغيل الأحمال)، أما أثناء الشحن فإن التفاعل ينعكس بداخل البطارية لتختزن الطاقة الكهربية الداخلة إليها عن طريق الشاحن على هيئة طاقة كيميائية مختزنة في ألواحها .  ماذا يحدث أثناء التفريغ ؟          أثناء عملية التفريغ يخف تركيز حمض الكبريتيك بتكون الماء و  تكون كبريتات الرصاص على الألواح السالبة (الرصاص الاسفنجي فضي اللون Pb) والألواح الموجبة(أكسيد الرصاص شيكولاتي اللون PbO2) معادلة التفريغ في البطارية  PbO2 +2H2SO4 + Pb = 2PbSO4 +2H2O ماذا يحدث أثناء الشحن ؟           مرور التيار الكهربي خلال حمض الكبريتيك المخفف يحلله إلى أيونات موجبة (H2) وأي...

         تمثل  البطارية الحامضية أو السائلة أهمية كبيرة للمعدات والسيارات ، حيث أنها مصدر القدرة لدائرة بدء الحركة (المارش) ، ومصدر القدرة لدائرة الاشعال (شمعات الإشعال) ، ومصدر القدرة للاكسسوارات (اللمبات ، الإشارات ، إلخ ....) . وغالبا ً ما تكون البطاريات السائلة 12 فولت ولكنها تختلف في السعة (الأمبير.ساعة).          تعتبر البطارية السائلة أو الحامضية من البطاريات الثانوية لأنها تقبل الشحن وعكس التفاعل فيها ، أي أنها تعود إلى الحالة الكهربية التي كانت عليها قبل التفريغ مع انخفاض طفيف في جودة البطارية ، عكس البطاريات الابتدائية التي لا يمكن إعادة شحنها ولكنها تُستبدل. تركيب البطارية         تتكون البطارية من صندوق البطارية (شاسيه البطارية) وهو مصنوع من مادة البيكالايت ومن أهم خصائص هذه المادة أنها لا تتفاعل أبدا ً مع الحمض  (حمض الكبريتيك H2SO4)، وينقسم الصندوق إلى 6 خلايا أو إربع بلغة السوق ، جهد كل خلية منها 2 فولت متصلة على التوالي لتعطي 12 فولت ، و يوجد بين كل خلية والأخرى فاصل أو عارض...

وحدة توليد احتياطي             قبل أن نتطرق إلى مميزات تشغيل المولدات على التوازي ، يوجد سؤال ملح : عند الحاجة إلى قدرة كهربية كبيرة لتأمين تغذية موقع ما أيهما أفضل ، استخدام مولد كبير يكافئ هذه القدرة أم استخدام عدة مولدات على التوازي مجموع قدراتها يكافئ هذه القدرة ؟؟؟؟ بلا شك استخدام عدة مولدات هو الأفضل ، وذلك على الرغم من أن تكلفتها أكبر من تكلفة المولد الكبير ، لماذا ؟؟؟؟ لأن تشغيل عدة مولدات على التوازي يحقق مجموعة من المميزات  1- تأمين التغذية الكهربية عند تعطل أحد المولدات خصوصا ً للأحمال الهامة ، بدلا من انقطاع التيار كلية ً عند فصل المولد الكبير .  2- عند زيادة الطلب على القدرة مستقبلاً (وجود توسعات في المنشأة) يمكن إضافة وحدات توليد جديدة. بدلاً من استخدام مولد بقدرة كبيرة لتأمين زيادة الحمل .  3- رفع كفاءة التشغيل ، حيث أن تشغيل عدة وحدات على التوازي يسمح بإجراء الصيانة الدورية دون حدوث إرتباك في تغذية الأحمال المطلوبة . 4- تطوير القدرة المولدة تبعاً لزيادة الأحمال وحتى الوصول إلى الحمل الأقصى ، بمعن...

زاوية الإزاحة بين المولين       كما أشرت في التدوينة السابقة " شروط تشغيل المولدات على التوازي " تُستخدَم طريقة اللمبات المضيئة في حالة الربط اليدوي  للتحقق من الشرط الرابع من شروط التزامن وهو عدم وجود زاوية إزاحة بين الجهود (phase shift) ، بداية ً ما يحدد هذه الزاوية هو موضع أقطاب المولد في الفراغ بالنسبة لأوجه العضو الثابت  (stator). وعند اختلاف موضع الأقطاب في المولدين تنشأ هذه الزاوية ، كما هو موضح في الشكل.  وللتغلب على هذه الزاوية نزود أو نقلل سرعة المولد  لحظيا ً ثم نعود إلى نفس السرعة . ولكن كيف لنا أن نعرف بوجود زاوية الإزاحة هذه ؟ باستخدام طريقة اللمبات المضيئة  طريقة اللمبات المضيئة           توصل  اللمبات ، بحيث  يكون لدينا ثلاث مجموعات كل مجموعة مكونة من لمبتين على التوالي (لأن فرق الجهد 380 من الممكن أن يتلف اللمبة ال220) ثم توصل المجموعة الأولى فيما بين L1 للشبكة (أو مجموعة المولدات) و L2 للمولد ، و المجموعة الثانية فيما بين L2 للشبكة (أو مجموعة المولدات) و L1 للمولد ، والمجموعة الث...

مولد ديزل     في بيئة العمل في المواقع النائية ، نحتاج كثيراً إلى تشغيل مولدين أو أكثر على التوازي ، أو نحتاج إلى ربط مولد كهربي بشبكة الكهرباء ، وفي كلتا الحالتين لا بد من تحقق شروط التوازي ، لضمان أن يساهم المولد المضاف بجزء من القدرة الكلية للشبكة ، ويتحمل نصيبه من الحمل الكلي ، مما يترتب عليه تحسن في أداء الشبكة ككل ، بالإضافة إلى ميزة إجراء الصيانة الدورية للمولدات بالتبادل. والسؤال الآن ما هي  شروط التشغيل على التوازي أو شروط التزامن؟ شروط التزامن : 1-  لا بد أن يكون تردد المولد مساوياُ لتردد الشبكة. 2-لا بد أن يكون الجهد الناتج على أطراف المولد مساوياً لجهد الشبكة (أو المولد الآخر). 3- أن يكون توصيل أطراف المولد إلى الشبكة بالتعاقب الوجهي المضبوط (تماثل تعاقب الأوجه في المولد والشبكة) 4- عدم وجود زاوية إزاحة بين الجهود. 5- أن يكون لهم نفس المعاوقة المئوية (percentage impedance) حتى تكون نسبة الفقد في الجهد على أطراف كلا المولدين متساوية  ما هي الوسائل المتبعة لضمان تحقق هذه الشروط ؟       توجد عدة أنظمة لضمان تحقق شروط ...

دائرة كهربية بسيطة   الدائرة الكهربية         الدائرة الكهربية ما هي إلا مسار مغلق يمر فيه تيار كهربي ، وباعتبار   أبسط دائرة كهربية مكونة من بطارية ، سلك موصل ، مفتاح و مصباح متوهج . نجد البطارية تمد الطاقة اللازمة لتسيير الإلكترونات (التيار الكهربي) عبر الدائرة فتسخن فتيلة المصباح ليشع المصباح الكثير من الحرارة وبعض الضوء . نلاحظ هنا أن الطاقة انتقلت من   المصدر   ( ا لبطارية) ، إلى الحمل   (المصباح) . وغني عن التعريف أن جهد البطارية و  المقاومة الكهربية للمصباح تتدخل في تحديد مقدار التيار المار في الدائرة (قانون أوم) . وكما هو معلوم أنه لن يمر أي تيار في الدائرة الكهربية حتى يغلق المفتاح - هذا بالنسبة لأي دائرة كهربية على وجه العموم -  ويكتمل المسار في الدائرة بمرور الالكترونات من البطارية إلى المصباح والعودة مرة أخرى للبطارية ، وفي هذه الحالة يجب أن ندرك أنه  إذا كان طول السلك  الواصل بين البطارية والمصباح بوصة أو بوصتين  أو أكثر من ذلك قليلاً فهو لا يمثل تأثيراً يذكر من حيث هبوط الجهد ، أما...

التيار الكهربي              كثيراً ما نسمع عن معامل القدرة أو (power factor) وهو أحد الموضوعات الهامة في مجال القوى الكهربائية  ولكن قبل أن نبدأ في تعريف معامل القدرة يجب أن نعلم  أنواع القدرة الكهربائية ،والتي هي ثلاثة أنواع :   أولاً: القدرة الظاهرية أو القدرة الكلية(S)           وهي تعبر عن القدرة الكهربائية الكلية للحمل وهي حاصل ضرب الجهد في التيار ، ولذا تقاس بالفولت أمبير أو بالكيلوفولت أمبير (KVA) ، فمثلا محول كهربائي سعته 500 كيلو فولت أمبير تعني أن قدرة هذا المحول الكلية أو الظاهرية هي 500 كيلوفولت أمبير أي أن حاصل ضرب الجهد على أطراف الملف الابتدائي في التيار الداخل يساوي هذا الرقم.  (يُعَبرُ عن المحولات دائماً بدلالة القدرة الكلية لأن المحول جهاز كهربائي ساكن لا يستهلك التيار كالمحرك مثلا  يدخله تيار وجهد ويخرج منه  تيار وجهد أي أن الطاقة الكهربائية تمر بالمحول دون أن تتحول إلى صورة أخرى) ثانياً: القدرة الفعالة (P)             وهي تعبر عن القد...