الصمامات: ما هي من أجلها وكيف تعمل وأنواعها

الصمامات هي أجهزة أمان تحمي الدوائر الكهربائية ضد الضرر الذي يمكن أن يسببه الحمل الزائد التيار الكهربائي. داخل الصمامات ، يوجد سلك من çهمبو أو والقصدير ذات أبعاد مختلفة ، صُممت لتحمل حدًا معينًا لدرجة الحرارة ثم تذوب ، مما يقطع دائرة التيار الكهربائي.

نظرةأيضا: تأثير الجول - ما هو ، الصيغ والتمارين التي تم حلها

ما هي الصمامات؟

الغرض الرئيسي من الصمامات هو جعل الدائرة الكهربائية آمنة. يمكن أن تسبب زيادة مفاجئة في شدة التيار الكهربائي المتدفق عبر دائرة كهربائية ارتفاع درجة الحرارة التي تؤدي إلى الحرائق والحروق وما إلى ذلك.

تحمي الصمامات المكونات الإلكترونية الحساسة من دوائر قصيرة، وهي الحالات التي يكون فيها المقاومة الكهربائية تخضع الدائرة الإلكترونية لانخفاض حاد بسبب وجود شوائب مثل الماء الذي يحتوي على كمية كبيرة من املاح معدنية.

تسبب الدوائر القصيرة زيادات مفاجئة في درجة حرارة السلك ويمكن أن تسبب نشوب حريق.

الصمامات مفيدة أيضًا لحماية الدوائر من الزائدة. تأتي الأحمال الزائدة من شبكة توزيع كهرباءومع ذلك ، يمكن أن يحدث في الدوائر الكهربائية ذات الأبعاد السيئة.

كيف تعمل الصمامات

داخل الصمامات ، يوجد سلك من

çهمبو أو والقصدير، والتي يتم حساب أبعادها (مساحة المقطع العرضي والطول) بحيث يمكنها تحمل أقصى تيار كهربائي معين. إذا تجاوز التيار الكهربائي الحد الأقصى للقيمة المدعومة ، يذوب السلك وتنكسر الدائرة ، دون التسبب في مزيد من الضرر للمكونات المتصلة الأخرى.

إن اختيار الرصاص أو القصدير كمواد لصنع الصمامات ليس عشوائيًا - فهذه المعادن لها قيمة منخفضة نقطة الانصهار، أي أنها تذوب في درجات حرارة ليست عالية جدًا.

يحدث انصهار سلك الرصاص الموجود داخل المصاهر بسبب أ ظاهرةفيزيائي معروف ك صنعت منجول. في تأثير جول ، فإن مرور التيار الكهربائي يجعل الذرات في الشبكة البلورية المعدنية أكثر اهتياجًا. التأثير العياني لهذا التحريض هو زيادةيعطيدرجة الحرارة من السلك.

الصمامات هي أجهزة أمان كهربائية.

في تؤثر أبعاد السلك المستخدمة داخل المصهر على المقاومة الكهربائية لذلك السلك، والتي ، بدورها ، تتناسب عكسيا مع مساحة المقطع العرضي للسلك - كلما كان السلك "أكثر سمكًا" ، انخفضت مقاومته ، وبالتالي ، سيؤدي مرور التيار الكهربائي عبر هذا السلك إلى تبديد حرارة أقل وسيتحمل المصهر شدة التيار العالي كهربائي. هذا السلوك موصوف من قبل 2 قانون أوم، الدفع:

في الصيغة ، R تقابل المقاومة الكهربائية لسلك الرصاص ؛ ρ مقاومة المادة ؛ l طول السلك ؛ و A هي منطقة المقطع العرضي للسلك.

أنواع الصمامات

هناك أنواع مختلفة من الصمامات ذات نطاقات مختلفة للتيار الكهربائي. ومع ذلك ، كل لعب نفساحتلال - يقطع مرور التيار الكهربائي عن طريق دمج وصلة توصيل.

يُعرف نموذج الصمامات الأكثر شيوعًا باسم ديازيد. تطبيقه الرئيسي هو سلامة الدوائر الكهربائية السكنية ، والتي تتراوح تياراتها الكهربائية بين 2 أ و 63 أ. هذا النوع من الصمامات له شكل أسطواني ويمكن العثور عليه بسهولة في عدد كبير من المنازل.

المصهر وقاطع الدائرة

مثل الصمامات ، فإن قواطع الدائرة الكهربائية هي أيضًا أجهزة أمان.

تلعب الصمامات وقواطع الدائرة وظائف مماثلة في الدوائر الكهربائية ، ومع ذلك ، فإن الأخيرة تعمل بشكل مختلف نوعًا ما. بينما يتم التخلص من الصمامات بعد انقطاع التيار الكهربائي ، فإن قد تستمر القواطع في العمل إذا لم يحدث أي ضرر متعلق بارتفاع درجة الحرارة.

داخل قواطع الدائرة ، يوجد ملف شفرة ثنائية المعدن. يحتوي هذا النوع من الشفرات على نوعين مختلفين من المعادن اللاصقة. معاملات التوسعوبالتالي ، عندما يكون هناك ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة ، تتمدد إحدى الصفيحة أكثر من الأخرى ، مما يؤدي إلى ثنيها و نزع السلاحادائرة كهربائية.

بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء