بخشی از مقاله
مدارات الکتریکی
بخش اول
مدارات ساده
کار شماره 1
مدار کلید یک پل کار شماره 1
کلید یک پل:
این کلید در دو نوع توکار و روکار ساخته می شود همانطور که از نام آن پیداست این کلید دارای یک پل یا بعبارت دیگر یک دکمه برای قطع و وصل و یک مسیر برای جریان است.
دکمه قطع و وصل ممکن است بصورت فشاری بالا و پائین یا دوار باشد بوسیله این کلید فقط می توان یک مسیر جریان را قطع کرد.
محفظه و سایر قسمتهای عایق این کلید از جنس پلاستیک یا کائوچو مخصوص است که می تواند ولتاژ معینی را تحمل کند.
موارد استفاده از این کلید در اطاقهای کوچک، انباری، حمام، آشپزخانه و توالتها است.
مدار الکتریکی کلید یک پل یا جعبه تقسیم و پریز با کنتاکت
الف: نمای حقیقی مدار
ب: نمای فنی مدار
ج: نمای مسیر
تمرین
تعداد سیمهای هر قسمت از نماهای قسمتی بالا را با کشیدن خطوط کوتاه مایل مشخص کنید.
سوال
1- کلید چیست؟
2- کلید یک پل در کجا استفاده می شود؟
3- سیم فاز یا سیم نول را به کلید می آورند چرا؟
4- یا بوسیله کلید یک پل می توان دو لامپ را با نور کامل روشن کرد؟ چگونه؟
تمرین
1- نمای حقیقی مدار روشنائی یک اطاق که بوسیله دو کلید یک پل چهار لامپ را روشن کنند و دو پریز برق و یک جعبه تقسیم طرح کنند
2- مداری طرح کنید که بوسیله 3 کلید یک پل 3 لامپ را یکی بعد از دیگری روشن کنند مثلا اگر لامپ شماره یک خاموش باشد لامپهای شماره 2 و 3 روشن نشود
کار شماره 2
مدار کلید دو پل:
برای روشن و خاموش کردن دو دسته لامپ بکار می رود چون کلید عمل دو کلید یک پل را انجام می دهد از این جهت آنرا کلید دو پل می نامند و برای اتصالسر سیمها از سه عدد پیچ که یکی از آنها مشترک می باشد و با علامت مخصوصی مشخص گردیده است.
باید توجه داشت که سیم ورودی کلید (سیم فاز) به پیچ مشترک وصل می شود و هر یک از آن دو پیچ بوسیله یک سیم به لامپهای مربوط بخود وصل می شود.
کار شماره 2: مدار الکتریکی کلید دوپل با جعبه تقسیم و پریز با کنتاکت محافظ
تمرین
تعداد سیمهای هر قسمت از نماهای فنی بالا را با کشیدن خطوط کوتاه مایل مشخص کنید.
سوال
1- کلید دو پل یعنی چه؟
2- فاز ورودی به کلید دوبل بکدام کنتاکت وصل می شود؟
3- موارد استفاده از کلید دو پل در چه جاهای است؟
4- آیا با از کار افتادن یک پل از کلید دو پل پل دیگر آن قابل استفاده است؟
5- اگر کنتاکت مشترک کلید دو پل معیوب شود کلید قابل استفاده است؟
6- مزیت کلید دو پل بر یک پل چیست؟
7- آیا می توان از هر کنتاکت کلید دو پل بعنوان مشترک استفاده کرد؟
تمرین
مطلوبست سیم کشی یک اطاق پذیرائی با دو عدد لوستر(2 3) با کلیدهای دو پل و تک پل و همچنین با تعدادی چراغ دیواری بطوریکه دو چراغ دیواری از یک نقطه فرمان بگیرند لازم بتوضیح است که هر کلید یک عدد پریز نصب شود.
کار شماره 3
مدار کلید تبدیل:
کلید تبدیل دارای سه پیچ اتصال می باشد که یکی از آنها پیچ مشترک بوده که در هر صورت بیکی ازدو پیچ دیگر وصل می باشد و با فشار دادن دکمه روی آن به پیچ دیگر وصل شده و از پیچ قبلی آزاد می گردد.
این کلید برای روشن و خاموش کردن یک لامپ او دو محل مختلف بکار می رود مانند راهروها، راه پله ها و غیره و طبق شکل سیم فاز مشترک کلید اول و از پیچهای غیرمشترک کلید اول به دو پیچ غیر مشترک کلید دوم وصل و ازمشترک کلید دوم به یک سر لامپ و از سر دیگر لامپ به نول متصل می گردد.
کار شماره 3: مدار الکتریکی کلید تبدیل به جعبه تقسیم و پریز با کنتاکت محافظ
تمرین
تعداد سیمهای هر قسمت از نماهای فنی بالا را با کشیدن خطوط کوتاه مایل مشخص کنید.
سوال
1- کلید تبدیل چه کاری انجام می دهد؟
2- کلید تبدیل در کجا استفاده می شود؟
3- کلید تبدیل چه فرقی با کلید دو پل دارد؟
4- کلید تبدیل از چند نقطه می تواند لامپ را روشن و خاموش کند؟
5- آیا فاز نول را می توان به کلید تبدیل آورد؟ اگر بیاوریم صحیح است؟
6- فرق بین کلید تبدیل و یک پل چیست؟
7- مدار کلید یک پل و کلید تبدیل در کجا استفاده می شود؟
تمرین
1- مطلوبست سیم کشی یک راه پله که از دو نقطه تمام چراغهای آن روشن و خاموش شود بطوریکه راه پله دو طبقه بوده و در هر طبقه دو عدد چراغ روشن می شود و همچنین بالای سر درب هر آپارتمان یک چراغ مجزا روشن می شود و همچنین بالای سر درب هر آپارتمان یک چراغ مجزا روشن شود.
2- سیم کشی یک اطاق مطالعه در صورتیکه با خاموش کردن چراغ اصلی اطاق مطالعه چراغ مطالعه روشن شود و بالعکس و با خاموش کردن کلید اصلی کل چراغها خاموش شود چراغ اصلی لوستر با 3 عدد لامپ 100 واتی می باشد.
کار شماره 4
مدار کلید صلیبی:
می دانیم که برای قطع و وصل یک لامپ از دو محل از دو کلید استفاده می گردد و حال اگر بخواهیم لامپی را از سه محل مختلف روشن و خاموش کنیم احتیاج بیک کلید صلیبی می باشد که بین دو کلید تبدیل قرار می گیرند و نحوه اتصال آن طبق شکل می باشد.
کار شماره 4: مدار الکتریکی دو کلید تبدیل و یک کلید صلیبی همراه با جعبه تقسیم و پریز (کنترل یک لامپ از سه نقطه)
تمرین
تعداد سیمهای هر قسمت از نماهای فنی بالا را با کشیدن خطوط کوتاه مایل مشخص کنید.
سوال
1- کلید صلیبی چیست؟
2- کلید صلیبی از چند کنتاکت تشکیل شده؟
3- آیا کلید صلیبی به تنهائی می تواند لامپی را روشن و خاموش کند؟
4- آیا کلید صلیبی می تواند لامپ را از دو نقطه روشن و خاموش کند؟
5- کلید صلیبی چه فرقی با کلید تبدیل دارد؟
6- کلید صلیبی در کجا استفاده می شود؟
تمرین
1- مطلوبست سیم کشی یک راه پله چهارطبقه با کلیدهای مربوطه در صورتیکه در هر راه پله دو عدد چراغ با هم روشن شوند و همچنین در طبقات دوم و سوم یک عدد پریز نصب می شود
کولر آبی (کار شماره 9)
سیستمهای خنک کننده معمولا علاوه بر قسمت تهویه قسمت دیگری که تولید باد کرده و هوای مطبوع را به داخل محیط هداست می کند را نیز دارا می باشد.
کولرهای آبی یکی از سیسمتهای خنک کننده می باشد که توسط آب پوشالهای اطراف را مرطوب کرده و توسط قسمت حلزونی هوای مطبوع را جاری می سازد.
طریقه اتصال مدار تک فاز بدون خازن که در کولرهای مدل 3000 تا 4500 مورد استفاده قرار می گیرد در شکل نشان داده شده است.
قابل ذکر است که بعضی از کلیدها حالات 1 و 3 خود به هم وصل کرده اند. در غیر اینصورت باید این عمل را توسط یک سیم کوتاه انجام دهید.
سوال
1- هنگامیکه کولر باد گرم می دهد اشکال در چیست؟
2- آیا می توان سیم فاز را مستقیما به موتور کولر وصل کرد؟
3- آیا می توان یک کولر را از دو قسمت بواسطه دو کلید خاموش و روشن کرد (مانند حالت تبدیل) چرا؟
4- آیا می توان بجای کلد مخصوص کولر از سه عدد کلید یک پل استفاده کرد در صورت امکان طرح کلید را بکشید؟
تمرین
توسط یک کلید حرارتی (ترموستات) مدار کولری را بکشید تا هنگام تنظیم درجه حرارت دلخواه بر روی آن کولر بطور اتوماتیک هوای محیط را در همان درجه ثابت نگه دارد.
کار شماره 6
لامپ فلورسنت:
شکل زیر مدار یک لامپ فلورسنت را نشان می دهد که تشکیل شده است از:
1- لامپ با دو الکترود
2- استارت
3- سلف
4- کلید
حال به تشریح شماره 1 و 2 می پردازیم و کار سلف را بعدا توضیح خواهیم داد.
1- لامپ:
الف – داخل لوله لامپ توسط فنر نازکی از مواد فلورسنت که بر حسب نوع ماده فلورسنت رنگ نورهای مختلف می تواند تشعشع کند پوشیده است.
ب – جهت سهولت روشن شدن آن لوله فلورسنت از هوا تخلیه شده و گاز نادری تحت فشار 2 تا 3 میلیمتر جیوه درون آن است (گاز آرگون) در این لامپ قطره ای جیوه قرار داده شده است.
کار شماره 6: مدار الکتریکی لامپ فلورسنت همراه با کلید یک پل و جعبه تقسیم
2- استارت:
الف – ساختمان آن تشکیل شده از 1- الکترود ثابت 2- الکترود بیمتالی 3- گاز نادر آرگون یا نئون در شیشه استارت (شیشه دو الکترود و گاز نادر را در خود دارد) 4- خازن: که برای جلوگیری از اثر امواج رادیوئی و غیره است.
مکانیزم روشن شدن لامپ:
هنگامیکه کلید K را می بندیم ولتاپ که در دو سر الکترود ثابت و الکترود بی مثال استارت قرار می گیرد برای تخلیه الکتریکی داخل آن کافیست پس از تخلیه الکترود بی متالی استارت گرم شده و به الکترود ثابت آن می چسبد و به مدار الکترود های B,A لامپ اصلی گرم می شود و تولید الکترون می نماید، اما از طرفی چون بی متال استارت به الکترود ثابت استارت چسبیده است دیگر تخلیه الکتریکی بین بی متال و الکترود ثابت صورت نمی گیرد یعنی بی متال که در اثر تخلیه الکتریکی گرم شده بود حالا سرد می شود و مدار سری را قطع می کند قطع آنی جریان در دو سلف باعث ایجاد ولتاژ زیادی می نماید و چون این ولتاژ در دو سر الکترودهای B,A قرار می گیرد باعث تخلیه الکتریکی در لوله بین B,A می شود و لامپ روشن می گردد.
سیم پیچ سلف دو عمل انجام می دهد 1- ولتاژ را تا حد معین بالا برده تا تخلیه بین دو الکترود B,A بوجود آید 2- جهت محدود نمودن جریان بعد از روشن شدن لامپ، توضیح اینکه بعد از تخلیه ولتاژ زیاد در مدار باعث اتصال کوتاه شده و جریان اتصال کوتاه زیاد می گردد و می دانیم که سلف با تغییر مخالفت نموده و جریانرا محدود می نماید.
علت تشعشع نور:
بعضی از مواد دارای این خاصیت هستند که اگر اشعه ماورا بنفش بر آنها بتابد انرژی آنرا جذب کرده و قسمتی از آن را بصورت نور تشعشع می نماید این خاصیت را ظور سانس می نامند و در لامپ فلورسنت از آن استفاده می کند.
نتیجه اینکه باید اشعه ماورا بنفش در داخل لامپ بوجود آید تا نور مرئی تشعشع کند و اینکار بعهده بخار جیوه است بدینصورت: تخلیه الکتریکی در بخار جیوه در فشار کم تولید اشعه ماورا بنفش می کند (بخاطر برخورد اجتناب ناپذیر الکترونهای ساطع شده از الکترونهای B,A با ذرات غیرالکتریکی گاز که همان اتمهای خنثی هستند) و اگر جسم ظور سانس در معرض این اشعه قرار بگیرد نور تولید می کند.
نور جذب اشعه توسط ماده فلورسانس، اشعه ماورا بنفش در بخار جیوه، تخلیه الکتریکی داخل لامپ
سوال
1- چرا وقتی که کلید را خاموش می کنیم لامپ مهتابی با نور کمی روشن می شود و چشمک می زند علت چیست؟
2- وقتی لامپ روشن می کنیم صدای شبیه زنبور (وزوز) از لامپ شنیده می شود عیب در کجا است؟
3- در موقع روشن بودن لامپ اگر استارتر را از مدار خارج کنیم چه اتفاقی می افتد؟
4- اگر لامپ مهتابی روشن نشود عیب از کجاها می تواند باشد؟
5- اگر چوک (ترانس) سوخته باشد لامپ روشن می شود چرا؟
6- آیا می شود برای لامپ مهتابی 20 ولتی از چوک 40 واتی استفاده کنیم چگونه؟
7- در یک لامپ فلورسنت 40 واتی می شود بجای استارتر 40 واتی از دو استارتر 20 واتی استفاده کرد چگونه؟
تمرین
1- مدار زیر را طرح و روی تخته کار نصب کنند بطوریکه لامپهای 20 واتی در یک قاب قرار بگیرند و با کلید تبدیل روشن و خاموش شوند و لامپهای 40 واتی با کلید یک پل روشن و خاموش شوند وسایل لازم بشرح زیر می باشد.
1- لامپ 20 واتی 2 عدد
2- لامپ 40 واتی 2 عدد
3- استارتر 20 واتی 2 عدد
4- استارتر 40 واتی 2 عدد
5- چوک 40 واتی 30 عدد
مدار اف اف، کار شماره 8
اف اف از 3 قسمت اصلی تشکیل شده است:
1- درب باز کن 2- دستگاه مکالمه 3- دستگاه تغذیه.
1- درب باز کن برقی دستگاهی است که بوسیله زنجیری به قفل درب متصل می شود در این دستگاه از خاصیت مغناطیسی استفاده شده است بطوریکه با فشار دادن یک دکمه از داخل منزل زنجیر متصل می شود و درب باز می گردد.
2- دستگاه مکالمه:
همراه با درب باز کن دستگاه مکالمه نیز نصب می گردد که می توان بوسیله آن از داخل با خارج از منزل تماس گرفت بطوریکه گوشی و دهنی (میکروفن) در داخل و میکروفن و بلندگو در خارج منزل نصب می شود ضمنا زنگ اخبار در داخل و شاسی آن در خارج از ساختمان کار گذار می شود.
در شکل زیر یک میکروفن و یک گوشی که بوسیله باطری (جریان مستقیم) کار می کند نشان داده شده است که یک نفر می تواند صحبت و دیگری می تواند از جای دیگری گوش کند، در یک گوشی و میکروفن در یک طرف و یک گوشی و میکروفن در طرف دیگر بهم مربوط هستند با فشار کلید دو نفر می تواند از دو طرف با هم صحبت کنند.
3- دستگاه تغذیه:
چون برای دستگاه مکالمه برق مستقیم با ولتاژ کم و برای دستگاه درب بازکن برق متناوب احتیاج است بدین منظور از یک ترانسفورماتور یکسوکننده برای دستگاه مکالمه و از همان ترانس برای درباز کن استفاده می شود (ثانویه ترانس سه سر دارد) بطوریکه برق 220 ولت تبدیل به 12 ولت متناوب برای قفل بازکن و زنگ 6 ولت مستقیم برای دستگاه مکالمه بکار می رود.
سوال
1- در مدار مکالمه چرا از ولتاژ DC استفاده می شود؟
2- اگر درب بازکن 12 ولت را به ولتاژ 220 ولت وصل کنیم چه اتفاقی می افتد؟
3- چگونه می توان تشخیص داد سیم پیچ بویین درب بازکن سوخته یا سالم است؟
4- اگر هیچکدام از مدارهای اف اف، درب بازکن، مکالمه و زنگ کار نکنند عیب از کجا می تواند باشد؟
5- به چه طریق ولتاژ AC در ترانس را به DC تبدیل می کنند؟
6- ولتاژهای خروجی منبع تغذیه اف اف چقدر است؟
7- اگر مدار مکالمه کار کند و مدارهای زنگ و درب بازکن کار نکند عیب از کجاست؟
تمرین
مدار اف اف یک ساختمان سه طبقه را طراحی کنید بطوریکه در هر طبقه علاوه بر اینکه از جلوی درب حیاط زنگ اف اف بصدا درآید از درب ورودی طبقه ها نیز زنگ اف اف بصدا درآید.
کلیدها
متناسب با نوع کاری که کلید در مدار انجام می دهد انواع بسیاری دارد بطور کلی کار کلید در مدار قطع و وصل جریان الکتریکی است برای متوقف کردن جریان باید حداقل یکی از سیمهای حامل جریان در یک فاز و سه رشته در سه فاز قطع شود پس از قطع شدن سیم دیگر الکترون از مدار عبور نمی کند و دستگاه از کار میافتد برای بکار انداختن مجدد دستگاه باید مسیر جریان قطع شده بحالت اول برگردد بعضی مدار بسته شود با توجه به توضیح مختصر فوق اکنون بشرح نمونه هایی از انواع کلیدها می پردازیم.
1- کلید ساده
کلید ساده کلیدی است که برای استفاده از آنها فقط از نیروی مکانیکی استفاده می شود مانند کلید یک پل – دو پل – ستاره مثلث و چپ گرد – راست گرد – شاسی استارت استوب و غیره...
که این نوع کلیدها باز به دو دسته تقسیم می شوند یک دسته آنهایی که کارشان لحظه ای است که این نوع کلید برای انجام عمل آنها یک نیروی مکانیکی دائم می خواهند و هرگاه این نیرو قطع شود کلید هم قطع می شود یا مانند استارت (شاسی) که یک نوع دیگر از این کلیدها مانند شکل زیر است که عکس شاسی استارت عمل می کنند یعنی زمانی که نیرو به آنها وارد نمی شود کلید وصل است و زمانی که نیرو به آنها وارد می شود مدار را قطع می کنند مانند (شاسی استوب) این نوع کلیدهای لحظه ای که شرح کامل در قسمتهای بعدی داده شده اند.
12- کلید با برنامه
توسط این کلیدها، می توان برنامه های از قبیل تنظیم شده ای را در مدارهای فرمان پیاده نمود.
ساختمان این کلید از نوع زبانه ای بوده و با تنظیم محل زبانه ها و یا شیارها در روی کلید می توان در مراحل و زمانهای مختلف مداری را قطع و وصل نمود.
نیروی مکانیکی این کلید، معمولا توسط یک موتور یک فاز تامین می شود بطوریکه با گردش موتور، محور کلید با سرعت ثابتی می چرخد، مورد استفاده این نوع کلیدها در ماشین لباسشوئی اتومکانیک و دستگاههای صنعتی می باشد.
در شکل (2-16) عکس یک کلید با برنامه نشان داده شده است.
13- کلید محدود کننده (لیست سویچ یا میکرو سویچ)
از لیست سویچ در مدارهای فرمان برای کنترل و محدود کردن حرکت قسمتهای مکانیکی، تغییر جهت حرکت و در تایمرها و شناورها و... بعنوان کلید برای قطع یا وصل استفاده می شود، ساختمان این کلید مانند شستی بوده و توسط سیستم متحرک، به آن نیروی فشاری وارد شده و یا کشیده می شود، بهمین دلیل سر اهرم متحرک آن مانند شکل (2-17) بفرم های مختاف ساده – قرقره ای – گلوله ای و غیره می باشد، در میکرو سویچ، نیز مانند شستی، با برطرف شدن نیروی مکانیکی وارده به اهرم آن مجددا انرژی ذخیره شده در فنر میکروسویچ بحالت اول برمی گرداند.
ساختمان یک میکرو سویچ حساس، در شکل (2-18) نشان داده شده است.
در حالت عادی کنتاکت 1و2 – توسط نیروی کششی فنر بیکدیگر متصل می باشند، اما اگر نیروی کافی که مقدار آن نیز معمولا زیاد نمی باشد به اهرم وارد شود باعث خم شدن فنر شده و میله رابط بین کنتاکت 1 و 2 حول نقطه اتکا خود در محل یک چرخیده و به کنتاکت 3 وصل می شود، اگر نیروی وارده به اهرم 4 حذف شود، مجددا کنتاکت 1 و 2 توسط فنر بیکدیگر وصل می شوند.
14- تایمر با کلید زمانی
تایمر دستگاهی است که می تواند در یک زمان مشخص که بر روی آن تنظیم می شود، توسط یک میکروسویچ، مدارهائی را قطع یا وصل نماید.
تایمرها در انواع مختلفی ساخته می شوند مانند تایمر موتوری، تایمر حرارتی – تایمر مکانیکی – تایمر الکترونیکی و... در اینجا به بررسی ساختمان دو نوع آن، یعنی تایمر موتوری و تایمر الکترونیکی می پردازیم.
الف – تایمر موتوری:
در روی یک صفحه که حول محور خود با دور ثابت می تواند بچرخد مانند شکل 2-19 یک زائده قرار گرفته است و با رسیدن این زائده به یک میکروسویچ، باعث وارد شدن فشار به اهرم آن شده و کنتاکتهایی از میکروسویچ را وصل و بعضی دیگر را قطع می کند.
چرخش یکنواخت صفحه، توسط یک موتور الکتریکی یک فاز تامین شده و پس از وصل میکروسویچ (رسیدن زائده به انتهای مسیر)، محور موتور، ساکن خواهد ایستاد و بنابراین باید مدار تغذیه موتور تایمر را طوری طراحی نمود که پس از پایان زمان تنظیم شده روی آن و وصل میکروسویچ برق موتور تایمر نیز قطع شود تا موتور تایمر صدمه ای نبیند.
برای تنظیم زمان تایمر، (فاصله بین زمانی که برق به موتور تایمر وصل می شود تا زمان وصل میکروسویچ) می توان فاصله زائده روی صفحه چرخان را نسبت به میکروسویچ تغییر داده بطوریکه برای زمانهای زیادتر، فاصله زائده تا اهرم میکروسویچ را زیاد و برای زمانهای کم این فاصله را کمتر انتخاب نمود.
شروع بکار تایمر از زمانی خواهد بود که برق به موتور تایمر وصل می شود و پس از گذشت زمان تنظیم شده روی تایمر، میکروسویچ داخل آن وصل خواهد بود.
پس از قطع ولتاژ موتور تایمر مجددا صفحه زبانه دار، توسط یک نفر به محل تنظیم شده قبلی خود برمی گردد.
زمان لازم برای برگشت صفحه بمحل اولیه خود، بستگی به فاصله زبانه روی صفحه تا میکروسویچ دارد و در طراحی مدارهای فرمان لازم است تا تایمر بطور متوالی قطع و مصل شود باید زمان قطع بودن تایمر را از زمان برگشت صفحه زبانه دار به محل اولیه خود بیشتر انتخاب نمود.
15- تایمر الکترونیکی
از تایمرهای الکترونیکی برای تنظیم زمانهای کمتر از ثانیه تا چندین ثانیه استفاده می شود در ساختمان این تایمرها، از مدارات و اجزا الکترونیکی استفاده شده و با کار زیاد شارژ شدن یک خازن، بوبین یک رله کوچک تحریک می شود، در ساده ترین نوع تایمر الکترونیکی یعنی در تایمر نوع خازنی که بر اساس کار آن مانند شکل 2-20 الف می باشد رله هنگامی وصل می شود که خازن شارژ دهنده و ولتاژ دو سر آن برابر ولتاژ وصل رله بشود، پس از وصل رله بار ذخیره شده در خازن، روی مقاومتی که توسط کنتاکت بار رله بدو سر خازن وصل می شود، تخلیه می گردد، در این شکل با تغییر ظرفیت خازن، می توان زمان تایمر را تنظیم نمود، در شکل 2-30 ب نیز مدار کامل یک تایمر الکترونیکی نشان داده شده است.
