DIY سرگرم کننده است، اما خطراتی از جمله آتش سوزی به همراه دارد. در اینجا نحوه جلوگیری از این اتفاق آمده است.
برای اکثر علاقمندان، انتخاب سیم یکی از جنبه های مورد توجه طراحی پروژه است. استفاده از سیم بسیار نازک می تواند اثرات فاجعه باری داشته باشد، از افت ولتاژ و عملکرد ضعیف تا آتش سوزی الکتریکی.
با وجود اهمیت آن، سیم ضخیم تر گران تر است. بنابراین، علاقه مندان اغلب از این مواد صرفه جویی می کنند.
هدف ما این است که نازک ترین سیمی را که می توانیم استفاده کنیم، تعیین کنیم، در حالی که افت ولتاژ خود را در حاشیه معقول نگه داریم و از خطر آتش سوزی الکتریکی جلوگیری کنیم.
با صرف زمان برای مرور ریاضیات، مقدار زیادی از کار خود را در مسیر صرفه جویی می کنیم. بیایید شیرجه بزنیم!
گره گشایی برق، با لوله کشی
تجسم الکتریسیته ممکن است دشوار باشد، بنابراین بیایید به یک استعاره کلاسیک برای درک الکتریسیته نگاه کنیم. به جای الکترون در یک سیم، آب را در یک لوله تصویر کنید:
- جریان آب در لوله خواهد بود.
- ولتاژ فشاری است که آب را از طریق لوله فشار می دهد.
- مقاومت قطر خود لوله خواهد بود.
از بسیاری جهات، این استعاره برای اندیشیدن در مورد گیج های سیم مناسب است. بسیار شبیه قطر یک لوله، قطر یک سیم با مقاومت داخلی آن نسبت مستقیم دارد. هرچه فضای کمتری برای جریان الکتریسیته (یا آب) وجود داشته باشد، مقاومت بیشتری در برابر جریان آن وجود خواهد داشت.
با فکر کردن به لوله پر از آب، چه اتفاقی می افتد اگر بخواهیم 100 لیتر آب را به زور وارد لوله ای کنیم که فقط می تواند یک لیتر را در خود نگه دارد؟ همانطور که می توانید تصور کنید، ما خیلی سریع با تلفن لوله کش تماس می گرفتیم، زیرا آن لوله می ترکید!
یک پدیده مشابه زمانی رخ می دهد که ما سعی می کنیم جریان بیش از حدی را به پایین سیم نازک بفرستیم. فقط به جای خروج آب، سیم بیش از حد گرم می شود و ذوب می شود. این سیم ذوب شده با ولتاژ به اندازه کافی بزرگ که آن جریان را فشار می دهد، می تواند به سرعت منجر به آتش سوزی الکتریکی شود.
اگر سیم‌های خود را قبلاً خریداری کرده‌اید و مطابق نیاز شما نیستند، نگران نباشید. می توانید از آنها برای چندین پروژه سرگرم کننده DIY استفاده کنید.
افت ولتاژ و چرا مقدار زیاد آن می تواند یک مدار را خراب کند
در هر مدار الکتریکی DC، افت ولتاژ را تجربه خواهیم کرد. این یک قانون اساسی مدارها است. با این حال، این مسئله زمانی به وجود می آید که ولتاژ بیش از حد از بین رفته است، به ویژه به دلیل مقاومت خود سیم.
اگر دوباره به لوله های خود فکر می کنیم، تصور کنید که گلوگاه لوله بسیار بزرگی به لوله بسیار کوچکتری تبدیل شده است. ناگهان سیلاب آب ما کند می شود و فشار پشت آب کاهش می یابد. این آب کند شده فشاری برای چرخاندن چرخ آب ندارد و از این رو ما عملکرد را کاهش داده ایم.
بنابراین، در کنار استفاده از یک چرخ آب بسیار کوچکتر، به نظر می رسد که باید از لوله های بزرگتر استفاده کنیم. این به آب اجازه می دهد تا نسبتاً بدون مهار جریان داشته باشد و فشار را به اندازه ای بالا نگه دارد که چرخ ما را بچرخاند.
با حرکت به سمت سیم ها و الکترون ها، ایده تقریباً یکسان است! در اصطلاح الکتریکی، می‌توانیم به راحتی این موضوع را با یکی از قوانین اساسی فیزیک، قانون اهم توضیح دهیم:
قانون اهم روابط بین جریان، ولتاژ و مقاومت را دیکته می کند. در مدار DC، جریان ما در سرتاسر ثابت است، اما ولتاژ و مقاومت ما رابطه معکوس با یکدیگر دارند.
به بیان ساده تر، با افزایش مقاومت، ولتاژ کاهش می یابد.
برای آوردن آن به برنامه دنیای واقعی: با کوچکتر شدن سیم ها، مقاومت آنها افزایش می یابد. بنابراین، همانطور که سیم ها کوچکتر می شوند، ولتاژ دو طرف آنها کاهش می یابد، درست مانند اینکه لوله های نازک تر جریان آب را کاهش می دهند!
از این رو، استفاده از سیم‌های ضخیم‌تر در مدار به شما اجازه می‌دهد تا ولتاژ را در جایی که لازم است اعمال کنید و در مقاومت سیم تلف نشود.
محاسبه گیج سیم بهینه
تا کنون، بهترین راه برای تشخیص سیم سنج خود استفاده از یک ماشین حساب آنلاین است. این برنامه ها به کاربران اجازه می دهند ولتاژ، آمپر (جریان)، طول سیم خود و افت ولتاژ مجاز خود را وارد کنند. پس از خرد کردن اعداد، ماشین حساب سیم سنج بهینه را برای آن دور سیم خروجی می دهد.
برای اکثر کاربردها، افت ولتاژ حدود سه درصد مجاز است – چیزی بیشتر از این، و تجهیزات الکترونیکی حساس تر ممکن است شروع به عملکرد نامناسب کنند.
ما همچنین همیشه می‌خواهیم از حداکثر جریان ممکن در دستگاه خود استفاده کنیم – این معمولاً روی دستگاه نوشته می‌شود. در حالی که احتمالاً کشش جریان ثابتی با آن مقدار نخواهد داشت، باید مطمئن شویم که از جهش‌های فعلی محافظت می‌شویم.
در اینجا یک نمونه از ماشین حساب اندازه گیری سیم آنلاین است که در wiresizecalculator.net یافت می شود:
همانطور که می بینید، این ماشین حساب همچنین اجازه می دهد تا ورودی های متغیر دیگری مانند درجه حرارت عایق، نوع رسانایی که سیم ها از آن ساخته شده اند و نوع نصب سیم در آن قرار داده شود.
در این مثال، حداقل گیج سیم ایمن 3 سیم سنج آمریکایی (AWG) به ما داده شد.
به خاطر ایمنی، همیشه بهترین کار این است که سیم های خود را با یک یا دو اندازه گیری کنید، بنابراین ما یک سیم 2/0 AWG خواهیم داشت. توجه داشته باشید، استاندارد اندازه گیری سیم کاملاً عقب است. هرچه سیم ضخیم تر باشد، سیم سنج کوچکتر است! بنابراین، 2/0 AWG، در واقع، سیم ضخیم تر از 3 AWG است.
مطالب مرتبط: هزینه های برق خود را با این ابزارهای مفید محاسبه کنید
کدام سیم را انتخاب کنم؟
خارج از گیج سیم، متغیرهای دیگری که باید در نظر گرفته شوند، تعداد رشته‌ها هستند. چند رشته سیم از کابل و مواد سیم تشکیل شده است.
به عنوان یک قاعده کلی، رشته های بیشتر سیم انعطاف پذیری بیشتری را به همراه دارد. اگر سیم را در فضاهای تنگ اجرا می کنید، تعداد رشته های بیشتر چیزی ارزش سرمایه گذاری را دارد.
با توجه به مواد واقعی سیم، مس برای اکثر کاربردها استاندارد است، اگرچه می توان از آلومینیوم نیز استفاده کرد.
نکته کلیدی که باید به خاطر بسپارید ثبات است. اگر از کانکتورهای مسی و سیم مسی در جای دیگری در مدار استفاده می کنید، از سیم مسی استفاده کنید. مخلوط کردن و تطبیق مواد می تواند منجر به خوردگی و شکستگی اتصالات شود، زیرا مواد با سرعت های متفاوتی منبسط و منقبض می شوند.
موارد مرتبط: نه فقط لحیم کاری: روش های مختلف برای اتصال سیم ها، توضیح داده شده است
پس انداز پول و ایمن ماندن
هنگام انتخاب سیم مناسب برای ساخت، چند متغیر وجود دارد که باید در نظر بگیرید. با این حال، قانون شماره یک برق این است که اگر احساس ناراحتی می‌کنید، یک متخصص را بیاورید.
در غیر این صورت، گیج سیم خود را بر اساس حداکثر جریانی که قصد دارید از آن عبور دهید محاسبه کنید، سیم را یک اندازه بالاتر از آن بخرید و بسازید! همیشه یکنواختی مواد را بین سیم ها و کانکتورها حفظ کنید و محاسبات را انجام دهید!
با کمی تفکر می توانید هرگونه خطر آتش سوزی را خاموش کنید و چند دلار از خود صرفه جویی کنید.