افت ولتاژ چیست؟

پورحقانی maپورحقانی ma
395 بازدید

 

به طور حتم بارها برایتان پیش آمده که هنگام استفاده از یک وسیله برقی، با گرم شدن دستگاه و یا سیم آن مواجه شوید و یا اینکه احتمالا اصطلاح کاهش راندمان سیستم به گوش شما خورده باشد، همه این اتفاقات زمانی رخ می‌دهد که با افت ولتاژ در قسمتی از مدار برخورد می‌کنیم. در این مقاله سعی داریم شما را با چگونگی پیدایش این پدیده آشنا کنیم و به شما بیاموزیم چطور می‌توانید میزان آن را اندازه بگیرید و در نهایت از پیدایش آن در مدار جلوگیری کنید. پس با ما همراه باشید!

 

تعریف افت ولتاژ (Voltage Drop)

مي‌دانيم که هرگاه در يک مدار از مقاومت جريان بگذرد در دو سر آن ولتاژي ايجاد مي‌شود که مطابق قانون اهم از حاصل ضرب ميزان جريان عبوري از مقاومت در مقدار مقاومت بدست مي‌آيد. در شبکه‌ها علاوه بر مصرف کننده‌ها که به نوعي مقاومت به حساب مي‌آيند مقاومتهاي ناخواسته ديگري هم وجود دارند که سبب کاهش ولتاژ دو سر بار مي‌شوند. مهمترين اين مقاومت‌ها همان مقاومت‌هاي سيم‌هاي حامل جريان است. مقاومت سيم‌ها با سطح مقطع آنها نسبت معکوس و با طول آنها نسبت مستقيم دارد به عبارت ديگر با افزايش طول يا کاهش سطح مقطع يا هردو ميزان مقاومت سيم‌ها زياد مي‌شود که همين موضع افت ولتاژ را زياد مي‌کند.

 

پس در طول این مسیر هرچه مقاومت بیشتر باشد، برای عبور از آن انرژی بیشتری باید صرف شود. این مصرف انرژی توسط گرما از بین می‌رود و این اتلاف حرارت سبب کاهش انرژی می‌شود. افت انرژی باعث می‌شود ولتاژ نیز با کاهش قابل توجه‌ای رو به رو شود که در اصطلاح به آن افت ولتاژ می‌گویند.

 

بنابراین می‌توان نتیجه گرفت هرگاه در یک مدار اختلاف ولتاژ میان منبع و مصرف کننده به وجود بیاید، آن مدار با افت ولتاژ رو به رو خواهد شد. شاید برایتان جالب باشد بدانید دلیل اینکه پرندگان می‌توانند به راحتی و بدون خطر برق گرفتگی روی سیم‌های برق بایستند نبود اختلاف پتانسیل میان بدن آنها و سیم است. هنگامی که پرنده هر دو پای خود را روی سیم می‌گذارد، ولتاژ در هر دو نقطه یکسان است و تفاوت ولتاژ صفر است، اما اگر زمانی یک پا روی سیم باشد و دیگری زمین را لمس کند، بدون شک پرنده بریان خواهد شد.

 

افت ولتاژ روی سیم

 

عوامل موثر بر افت ولتاژ

حالا که با مفهوم افت ولتاژ آشنا شدید، بهتر است بدانید که چه دلایلی باعث به وجود آمدن آن می‌شود. به طور کلی می‌توان چهار دلیل اصلی بر روی این پدیده موثر هستند که در زیر به آن‌ها اشاره مختصری خواهیم کرد:

 

جنس سیم

انتخاب مواد مورد استفاده برای سیم از اهمیت بالایی برخوردار است. همان طور که می‌دانید مس رسانای بهتری نسبت به آلومینیوم است و کمتر از آلومینیوم برای طول و اندازه مشخص سیم، افت ولتاژ خواهد داشت. پس اگر جنس سیم برای انتقال الکترون‌ها مناسب نباشد، شاهد افت ولتاژ بیشتر در مدار خواهیم بود.

 

قطر سیم

یکی دیگر از عوامل مهم در این پارامتر، اندازه سیم است. هرچه سایز بزرگتر سیم(اندازه‌های آنها با قطر بیشتر) در مدار به کار گرفته شود، به تبع افت ولتاژ کمتری نسبت به اندازه سیم‌های کوچکتر با همان طول خواهیم داشت.

 

طول سیم

یکی دیگر از عوامل مهم در کاهش ولتاژ طول سیم است. سیم‌های کوتاه‌تر نسبت به سیم‌های طولانی‌تر با همان اندازه قطر سیم افت ولتاژ کمتری خواهند داشت. این پارامتر هنگامی اهمیت می‌یابد که طول یک سیم یا کابل بسیار طولانی شود.

 

جریان عبوری از سیم

آخرین دلیلی که برای ایجاد افت ولتاژ در یک وسیله و یا شبکه توزیع مورد بررسی قرار بگیرد میزان جریان حامل می‌باشد. با افزایش جریان در سیم، کاهش ولتاژ نیز از طریق سیم افزایش می‌یابد.

 

روش محاسبه افت ولتاژ

هرکدام از دلایلی که از آنها نام بردیم به تنهایی می‌تواند باعث ایجاد اختلال و افت ولتاژ در مدار بشوند. اگر این اتفاق افتاد می‌توان به راحتی و با استفاده از فرمول زیر میزان آن را به طور دقیق محاسبه کرد:

افت ولتاژ= ΔU

ولتاژ منبع = Ua

ولتاژ دو سر بار = Ue

مشخصات بالا را در نظر بگیرید، به این ترتیب رابطه افت ولتاژ در تمام سیستم‌ها (AC، DC تک فاز، AC سه فاز، فشار ضعیف و ….) برابر است با ΔU= Ua – Ue

پس از محاسبه میزان افت ولتاژ باید این نکته را در نظر بگیرید که این اختلاف ولتاژ نباید از حداکثر مقدار مجاز بیشتر باشد. حداکثر مجاز کاهش ولتاژ در سیستم‌های الکتریکی می‌بایست مطابق جدول زیر ‌باشند.

 

لازم به ذکر است که افت ولتاژ در سیستم‌های الکتریکی را به درصد (%) بیان می‌کنند که طبق رابطه ΔU= ΔU/ UN × ۱۰۰ تعیین می‌شود.

 

راه حل جبران افت ولتاژ

حالا اگر با محاسبه میزان افت ولتاژ متوجه شدید که نیاز به جبران آن هست، باید هر چه سریع‌تر آن را برطرف کنید. می‌توانید با استفاده از راه‌هایی که در ادامه برایتان خواهیم گفت از به وجود آمدن آسیب جدی به وسیله و ایجاد زیان مالی جلوگیری کنید. صفر کردن کامل میزان افت ولتاژ در صورتی ممکن خواهد شد که مقاومت سیم‌ها را صفر کنیم، اما پر واضح است که این موضوع از نظر عملی امکان پذیر نخواهد بود، ولیکن می‌توانیم مقدار آن را تا حد مجاز کاهش دهیم. حالا این سوال پیش می‌آید که حد مجاز را چگونه باید تعیین کنیم؟

 

همواره در طراحی وسایل الکترونیکی مقداری تلورانس برای تغییر ولتاژ بصورت مجاز در نظر می گیرند به این معنی که اگر ولتاژ در این محدوده مجاز تغییر کند دستگاه دچار اختلال نشود. از همین ویژگی می توانیم به منظور تعیین درصد مجاز افت ولتاژ استفاده کنیم. در شبکه‌های توزیع برق نیز بطور کلی مقدار مجاز را 5 درصد ولتاژ کل مدار در ابتدای خط در نظر می‌گیرند که از این مقدار نیم درصد مربوط به ادارات برق است و نباید بیشتر از این مقدار افت داشته باشند.

 

پس از آن میزان افت مجاز در مصارف روشنایی یک و نیم درصد و برای مصارف موتوری سه درصد در نظر می‌گیرند. یکی از راه‌های جلوگیری از صدمات افت ولتاژ، استفاده از ترانس‌های برق خانگی است. نوسانات برق در شبکه توزیع به صورت لحظه‌ای اتفاق می‌افتد به همین علت ترانس برق در کمتر از چند ثانیه این کاهش ولتاژ را جبران خواهد کرد و از آسیب دیدن لوازم برقی جلوگیری خواهد کرد.

 

ترانس برق

 

پیشگیری از وقوع افت ولتاژ

محافظت مدار در برابر اتصال کوتاه یا اضافه جریان نیز یکی دیگر از راه‌های مبارزه با ایجاد افت ولتاژ در مدار است. همچنین قرار دادن یک رگولاتور ولتاژ در مدارالکترونیکی به تنظیم ولتاژ ثابت مدار کمک خواهد کرد و به این ترتیت دیگر شاهد افت ولتاژ در مدار نخواهیم بود.

 

رگولاتور

 

به خوبی می‌دانید که کاربرد خازن‌ها در مدارات الکترونیکی ذخیره ولتاژ است و به همین دلیل خازن‌ها شبیه به باتری عمل می‌کنند که همین امر سبب جلوگیری افت ولتاژ در بخش‌های مختلف یک مدار می‌شوند. به زبان ساده‌تر اجازه نمی‌دهد که نویز الکترونیکی در مدار ایجاد شود. افرادی که مدارات الکترونیکی را طراحی می‌کنند به خوبی با انتخاب نوع خازن مناسب آشنایی دارند و به درستی می‌دانند که در کجای یک مدار بستگی به طراحی مدار و نوع کارکرد مدار، چه خازنی باید مورد استفاده قرار بگیرد.

دسته بندی الکتریکی مقالات فنی
اشتراک گذاری

نوشته های مرتبط

4 پاسخ به “افت ولتاژ چیست؟”

  1. سلام دوست عزیز، یه نکته راجع به پرنده ها نوشته بودید که چرا می تونن روی سیم های برق بشینن. سیم های برق روکش دار هستن، لخت نیستن که پرنده بریان بشه. بنابراین اگه با یه پا هم بشینه هیچ اتفاقی براش نمی افته.

    1. درود بر شما… حرفتون صحیح و متین هست… فقط باید در نظر بگیرید که
      عایق ممکن است زخمی یا بریده شود. پوشش لاستیکی روی سیم و کابل از تاثیرات آب و هوا هم در امان نیست . عایق سیم و کابلی که بیرون از ساختمان نصب شده در مقابل باران و حرارت به مرور زمان ترک برمی‌دارد و می‌پوسد.
      ممنونم از نظر و اطلاعاتتون که به اشتراک گذاشتین.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

66+ محصولات
18+ مطالب وبلاگ

پرداخت آنلاین

ab727253-20cf-47d5-9655-b4d8e60ab489

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه از آخرین پیشنهادها و تخفیف های ما زودتر از بقیه با خبر شوید!

نشان ملی ثبت

logo-samandehi

نماد های اعتماد

سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.

ورود به سایت