في هذه المقالة نتعلم كيفية بناء دائرة كهربائية بسيطة لقياس التيار المتردد والتي يمكن استخدامها للتحقق من الاستهلاك الحالي للأجهزة المنزلية 220 فولت أو 120 فولت.
السبب الرئيسي لارتفاع فواتير الخدمات الشهرية هو استخدام المعدات الكهربائية الكبيرة مثل الثلاجات والغسالات والمجففات وغسالات الصحون وما إلى ذلك. هذه الأجهزة التي كانت في السابق متطورة وموفرة للطاقة تبدأ في استهلاك المزيد والمزيد من الطاقة مع تقدمهم في السن.
تتمثل إحدى طرق توفير النفقات الكهربائية في استخدام الأجهزة الكبيرة بشكل أقل تكرارًا. ومع ذلك ، فإن الاستخدام المتقطع للأجهزة مثل الثلاجات والمجمدات قد لا يكون مقبولاً ببساطة.
لمعرفة الأجهزة المسؤولة عن فواتير الكهرباء المرتفعة ، بطبيعة الحال ، عليك استخدام جهاز القياس المتعدد الموثوق به. لكنك تدرك أن نطاق التيار المتردد للمقياس يقتصر على بضعة مللي أمبير.
نظرًا لأن المقاومات ذات القوة الكهربائية العالية ضرورية لتنفيذ قياس أمبير التيار المتردد ، فإن المقاومات المتعددة الأصغر ليست مصممة لاكتشاف الكميات الكبيرة من التيار.
تحذير: الدائرة الموضحة أدناه ليست معزولة عن مصدر التيار المتردد ولذلك من الخطورة للغاية لمسها في حالة مكشوفة وتشغيلها. يوصى بشدة بالحذر أثناء استخدام أو اختبار هذا الجهاز.
سيركويت دسكريبتيون
الشكل أعلاه يصور دائرة مقياس التيار الكهربائي الأساسية. المقاوم (R) متصل بالتسلسل مع الحمل داخل هذه الدائرة. يجب أن يكون المقاوم المتسلسل متصلاً دائمًا بالحمل ويقبل كل التيار المسلم إليه.
وفقًا لقانون أوم ، ينشأ انخفاض الجهد عندما يتدفق التيار عبر المقاومة. هذا الانخفاض في الجهد الذي يتطور عبر المقاومة يتناسب بشكل دقيق مع التيار الذي يتدفق خلالها. الآن ، تذكر أن جميع مقاييس الفولتميتر ، بما في ذلك مقاييس التيار المتردد ، تعرض قراءات بالتيار المستمر فقط.
هذا يعني ، قبل أن يتم تغذية إشارة الإدخال AC إلى عداد التيار المباشر ، يجب تصحيحها إلى التيار المستمر حتى يتمكن مقياس التيار من قراءتها. لإنشاء تمثيل عادل للتيار المتدفق من خلاله ، يحتاج المقاوم المتسلسل إلى خفض الجهد بشكل كافٍ.
أيضًا ، يجب أن يكون تصنيف طاقة المقاوم التسلسلي صغيرًا قدر الإمكان. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون قيمة المقاومة صغيرة بما يكفي بحيث يتم إغراق معظم الجهد عبر الحمل الفعلي.
حساب قيمة المقاوم
كتوضيح ، دعنا نتخيل أن دارتنا لديها مقاومة متسلسلة 'R' تبلغ 1 أوم والتيار 'I' بمقدار 1 أمبير يتدفق عبر الحمل. سيكون انخفاض الجهد (E) عبر المقاوم كما يلي وفقًا لقانون أوم:
- E = I x R = 1 (أمبير) × 1 (أوم) = 1 (فولت)
- باستخدام قانون قوة أوم (P = I x E) ، نحصل على:
- P = 1 × 1 = 1 واط
- من الحساب أعلاه يمكننا أن نفترض أنه إذا تم استخدام جهاز بقوة 220 فولت ، 1 أمبير ، فإن المقاوم سلسلة 1 أوم سوف يسقط حوالي 1 فولت عبره.
افترض الآن ما إذا كانت الحمولة عبارة عن ثلاجة بسعة 500 وات بجهد إمداد 220 فولت.
في هذه الحالة ، سيكون التيار المار عبر المقاوم 500/200 = 2.27 أمبير
مرة أخرى ، بحل قانون أوم ، يمكننا حساب قيمة المقاوم للحصول على أفضل قطرة 1 فولت عبره.
- ه = أنا س ص
- 1 = 2.27 س
- R = 1 / 2.27 = 0.44 أوم ،
- ستكون القوة الكهربائية أو قوة المقاوم P = 1 × 2.27 = 2.27 واط أو ببساطة 3 واط.
لكن هناك مشكلة واحدة. نظرًا لأن دائرتنا تستخدم مقوم جسر لتحويل جهد التيار المتردد عبر المقاوم إلى جهد تيار مستمر ، فلدينا دائمًا صمامان ثنائيان في سلسلة لكل دورة تيار متردد. الآن ، نظرًا لأن كل صمام ثنائي سينخفض بمقدار 0.6 فولت ، فسيتم إسقاط إجمالي 0.6 + 0.6 = 1.2 فولت عبر هذه الثنائيات.
لذلك ، للحصول على 1 فولت فعال عبر المقياس ، يجب أن يكون المقاوم قادرًا على تطوير انخفاض محتمل 1 + 1.2 = 2.2 فولت.
بالعودة إلى حساباتنا السابقة ، فإن قيمة المقاوم التسلسلي لجهاز 500 واط الآن ستكون:
- R = 2.2 / 2.27 = 0.96 أوم.
- الطاقة = 2.2 × 2.27 = 4.99 واط أو ببساطة 5 واط.
هذا يعني أنه ، لقياس التيار الذي يمر عبر جهاز بقوة 500 واط ، يجب تصنيف المقاوم المتسلسل في دائرة مقياس التيار المتردد لدينا عند 0.96 أوم و 5 واط.
قائمة الاجزاء
فيما يلي الأجزاء المطلوبة لبناء دائرة بسيطة لقياس التيار المتردد:
- المقاوم 1 أوم 5 وات = 1 لا
- 1N5408 الثنائيات = 4 غ
- قابس اثنان = 1 لا
- 1 فولت FSD متر لفائف متحرك = 1 لا
- 3 مقبس للحمل = يمكن استبدال R (الحمل) في الرسم التخطيطي بمقبس 3 سنون للمكوِّن الإضافي في الحمل المطلوب.
