أنواع الصمامات
عادةً ما تكون الصمامات عبارة عن مكونات تحمي الأجهزة الكهربائية من اندفاعات التيار الكهربائي وقصر الدائرة. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام المصهر المستخدم لحماية محول الطاقة العالية لجهاز منخفض الطاقة مثل الكمبيوتر المحمول.
تأتي الصمامات الكهربائية بأشكال وأحجام عديدة ، وتعمل باستخدام عناصر مختلفة ، ولها تطبيقات مختلفة في دوائرها.
في دليلنا ، نقدم جميع أنواع الصمامات المستخدمة في الأنظمة الكهربائية ، ونقسمها حسب الفئات الرئيسية إلى فئات فرعية وخيارات أكثر تحديدًا.
هيا بنا نبدأ.
أنواع الصمامات
يوجد أكثر من 15 نوعًا من الصمامات الكهربائية ، تختلف في مبادئ التشغيل والتصميم والتطبيق. وتشمل هذه:
- فتيل DC
- فتيل التيار المتردد
- فتيل كهربائي منخفض الجهد
- فتيل كهربائي عالي الجهد
- فتيل خرطوشة
- فتيل خرطوشة من النوع D
- فتيل نوع الخرطوشة
- الصمامات القابلة للاستبدال
- فتيل المهاجم
- تبديل الصمامات
- دفع الصمامات
- المنسدلة الصمامات
- الصمامات الحرارية
- Resettable الصمامات
- فتيل أشباه الموصلات
- فتيل قمع الجهد
- جهاز تثبيت السطح
سيتم شرح كل هذا بشكل فردي بالتفصيل من أجل فهمك الكامل.
فتيل DC
ببساطة ، الصمامات DC هي نوع من الصمامات الكهربائية المستخدمة في دوائر التيار المستمر. في حين أن هذا هو العامل الرئيسي الذي يميزها عن التيار المتردد (AC) ، إلا أن هناك ميزة أخرى تستحق الذكر.
عادةً ما تكون فتيل التيار المستمر أكبر من فتيل التيار المتردد لتجنب الانحناء المستمر.
إذا كان فتيل التيار المستمر مفرط التيار أو قصير الدائرة وانصهر الشريط المعدني ، يتم إنشاء فتحة في الدائرة.
ومع ذلك ، نظرًا للتيار المستمر والجهد في الدائرة من مصدر التيار المستمر ، فإن الفجوة الصغيرة بين طرفي الشريط المصهور تخلق إمكانية حدوث شرارة دائمة.
هذا يهزم الغرض من المصهر حيث لا تزال الطاقة تتدفق عبر الدائرة. لمنع الشرر ، يتم تكبير فتيل التيار المستمر ، مما يزيد المسافة بين طرفي الشريط المصهور.
فتيل التيار المتردد
من ناحية أخرى ، فإن صمامات التيار المتردد عبارة عن صمامات كهربائية تعمل مع دوائر التيار المتردد. لم تعد بحاجة إلى القيام بها بعد الآن بفضل مصدر الطاقة المتغير التردد.
يتم تطبيق التيار المتردد بجهد يتغير من المستوى الأقصى إلى المستوى الأدنى (0 فولت) ، عادةً من 50 إلى 60 مرة في الدقيقة. هذا يعني أنه عندما يذوب الشريط ، ينطفئ القوس بسهولة عندما ينخفض هذا الجهد إلى الصفر.
يجب ألا يكون المصهر الكهربائي أكبر ، حيث يتوقف التيار المتردد عن إمداد نفسه.
الآن ، صمامات التيار المتردد وصمامات التيار المستمر هما الفئتان الرئيسيتان للصمامات الكهربائية. ثم نقوم بفصلها إلى فئتين فرعيتين ؛ الصمامات الكهربائية ذات الجهد المنخفض والصمامات الكهربائية ذات الجهد العالي.
فتيل كهربائي منخفض الجهد
يعمل هذا النوع من الصمامات الكهربائية في دائرة بجهد مقنن أقل من أو يساوي 1,500 فولت. تُستخدم هذه الصمامات الكهربائية بشكل شائع في الدوائر الكهربائية ذات الجهد المنخفض وتأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال والتصميمات والأحجام.
كما أنها أقل تكلفة من نظيراتها ذات الجهد العالي ويسهل استبدالها.
فتيل كهربائي عالي الجهد
الصمامات عالية الجهد هي عبارة عن صمامات كهربائية تستخدم بمعدلات جهد أعلى من 1,500 فولت وحتى 115,000 فولت.
يتم استخدامها في أنظمة ودوائر الطاقة الكبيرة ، وتأتي بأحجام مختلفة وتستخدم إجراءات أكثر صرامة لإطفاء القوس الكهربائي ، خاصة عندما يتعلق الأمر بدائرة التيار المستمر.
بعد ذلك ، يتم تقسيم الصمامات الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض إلى أنواع مختلفة ، يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال تصميمها.
فتيل خرطوشة
صمامات الخرطوشة هي نوع من الصمامات الكهربائية التي يتم فيها إحاطة عناصر التبريد للشريط والقوس بالكامل في علبة خزفية أو زجاجية شفافة.
عادة ما تكون عبارة عن صمامات كهربائية أسطوانية ذات أغطية معدنية (تسمى العروات) أو شفرات معدنية في كلا الطرفين تعمل كنقاط اتصال للاتصال بالدائرة. يتصل المصهر أو الشريط الموجود بالداخل بهذين طرفي فتيل الخرطوشة لإكمال الدائرة.
ترى خرطوشة الصمامات مع التطبيقات في دوائر الأجهزة مثل الثلاجات ومضخات المياه ومكيفات الهواء ، من بين أمور أخرى.
على الرغم من وجودها بشكل أكبر في أنظمة الطاقة ذات الجهد المنخفض التي تم تصنيفها حتى 600 أمبير و 600 فولت ، فقد ترى أيضًا استخدامها في بيئات الجهد العالي. على الرغم من هذا وإضافة بعض المواد للحد من الشرر ، يظل تصميمها العام كما هو.
يمكن تقسيم فتيل الخرطوشة إلى فئتين إضافيتين ؛ الصمامات الكهربائية من النوع D والصمامات من النوع Link.
اكتب D Cartridge Fuse
الصمامات من النوع D هي الأنواع الرئيسية لصمامات الخرطوشة التي لها قاعدة وحلقة محول وخرطوشة وغطاء مصهر.
يتم توصيل قاعدة المصهر بغطاء المصهر ويتم توصيل شريط معدني أو سلك توصيل بقاعدة المصهر هذه لإكمال الدائرة. تعمل الصمامات من النوع D على إيقاف مصدر الطاقة فورًا عند تجاوز التيار في الدائرة.
نوع الرابط / فتيل خرطوشة HRC
تستخدم الصمامات الوصلة أو ذات السعة العالية للكسر (HRC) وصلتي فتيل لآلية تأخير الوقت في حماية التيار الزائد أو حماية ماس كهربائى. يسمى هذا النوع من الصمامات أيضًا الصمامات عالية السعة (HBC).
يتم وضع رابطين أو قضبان قابلين للانصهار بالتوازي مع بعضهما البعض ، أحدهما بمقاومة منخفضة والآخر بمقاومة عالية.
عندما يتم تطبيق التيار الزائد على الدائرة ، يذوب الارتباط القابل للانصهار ذو المقاومة المنخفضة على الفور ، بينما يحتفظ المصهر ذو المقاومة العالية بالطاقة الزائدة لفترة قصيرة من الزمن. سيحترق بعد ذلك إذا لم يتم تخفيض الطاقة إلى مستوى مقبول خلال هذه الفترة الزمنية القصيرة.
إذا تم ، بدلاً من ذلك ، تشغيل تيار القطع المقنن فورًا عند حدوث تيار زائد في الدائرة ، فإن وصلة الصمامات عالية المقاومة سوف تذوب على الفور.
تستخدم هذه الأنواع من الصمامات الكهربائية HRC أيضًا مواد مثل مسحوق الكوارتز أو السوائل غير الموصلة للحد من القوس الكهربائي أو إخماده. في هذه الحالة تسمى الصمامات السائلة HRC وهي شائعة في أنواع الجهد العالي.
هناك أنواع أخرى من الصمامات الكهربائية HRC ، مثل الصمامات الملولبة ، التي لها أطراف تمديد بها ثقوب ، والصمامات ذات الشفرات ، والتي تستخدم على نطاق واسع في بيئة السيارات ولها أطراف نصل بدلاً من الأغطية.
عادةً ما تحتوي الصمامات ذات الشفرات على غلاف بلاستيكي ويمكن إزالتها بسهولة من الدائرة في حالة حدوث عطل.
الصمامات القابلة للاستبدال
تسمى الصمامات القابلة للاستبدال أيضًا الصمامات الكهربائية شبه المغلقة. تتكون من جزأين مصنوعين من البورسلين ؛ حامل فيوز بمقبض وقاعدة مصهر يتم إدخال حامل المصهر فيه.
إن تصميم الصمامات القابلة للفصل ، والمستخدمة بشكل شائع في البيئات السكنية وغيرها من البيئات ذات التيار المنخفض ، يجعل من السهل حملها دون التعرض لخطر التعرض لصدمة كهربائية. عادة ما يكون لحامل المصهر أطراف نصل ووصلة مصهر.
عندما يذوب الوصلة القابلة للانصهار ، يمكن فتح حامل المصهر بسهولة لاستبداله. يمكن أيضًا استبدال الحامل بالكامل بسهولة دون أي صعوبة.
فتيل المهاجم
يستخدم المصهر نظامًا ميكانيكيًا للحماية من زيادة التيار أو قصر الدائرة ، ولإشارة إلى انفجار فتيل كهربائي.
يعمل هذا الصمام إما بشحنات متفجرة أو بزنبرك مُجهز وقضيب يتم تفريغه عند صهر الوصلة.
الدبوس والربيع متوازيان مع الوصلة القابلة للانصهار. عندما يذوب الارتباط ، يتم تنشيط آلية التفريغ ، مما يؤدي إلى خروج الدبوس.
تبديل الصمامات
صمامات التبديل هي نوع من الصمامات الكهربائية التي يمكن التحكم فيها خارجيًا باستخدام مقبض التبديل.
في التطبيقات الشائعة في بيئات الجهد العالي ، يمكنك التحكم في ما إذا كانت المصاهر تمرر الطاقة أم لا عن طريق تبديل المفتاح إلى وضع التشغيل أو الإيقاف.
دفع الصمامات
تستخدم صمامات الدفع للخارج غاز البورون للحد من عملية الانحناء. يتم استخدامها في بيئات الجهد العالي ، خاصة في محولات 10 كيلو فولت.
عندما يذوب المصهر ، يطفئ غاز البورون القوس ويطرد من خلال الفتحة الموجودة في الأنبوب.
قم بتعطيل المصهر
الصمامات المنسدلة هي نوع من الصمامات القابلة للسحب حيث يتم فصل وصلة المصهر عن جسم المصهر. تتكون هذه الصمامات من جزأين رئيسيين ؛ انقطاع السكن وحامل الصمامات.
يحتوي حامل المصهر على رابط قابل للانصهار ، وجسم القطع عبارة عن إطار من الخزف يدعم حامل المصهر من خلال جهات الاتصال العلوية والسفلية.
يتم أيضًا تثبيت حامل المصهر بزاوية على جسم الفتحة ، ويتم ذلك لسبب ما.
عندما يذوب رابط المصهر بسبب التيار الزائد أو ماس كهربائى ، يتم فصل حامل المصهر عن جسم الفتيل الموجود أعلى التلامس. هذا يتسبب في وقوعها تحت الجاذبية ، ومن هنا جاء اسم "قطرة الصمامات".
حامل المصهر المتساقط هو أيضًا علامة مرئية على انفجار المصهر ويجب استبداله. يستخدم هذا النوع من الصمامات بشكل شائع لحماية محولات الجهد المنخفض.
الصمامات الحرارية
يستخدم المصهر الحراري إشارات وعناصر درجة الحرارة للحماية من التيار الزائد أو ماس كهربائى. يستخدم هذا النوع من الصمامات ، المعروف أيضًا باسم الانقطاع الحراري ويستخدم على نطاق واسع في الأجهزة الحساسة لدرجة الحرارة ، سبيكة حساسة مثل رابط المصهر.
عندما تصل درجة الحرارة إلى مستوى غير طبيعي ، يذوب الرابط القابل للانصهار ويقطع الطاقة عن أجزاء أخرى من الجهاز. يتم ذلك في المقام الأول لمنع الحريق.
Resettable الصمامات
تسمى الصمامات القابلة لإعادة الضبط أيضًا بصمامات بوليمر معامل درجة الحرارة الإيجابية (PPTC) ، أو "polyfuses" باختصار ، ولها ميزات تجعلها قابلة لإعادة الاستخدام.
يتكون هذا النوع من الصمامات من بوليمر بلوري غير موصل مخلوط بجزيئات كربون موصلة. تعمل مع درجة حرارة لحماية التيار الزائد أو ماس كهربائى.
عندما يكون المصهر باردًا ، يظل المصهر في حالة بلورية ، مما يبقي جزيئات الكربون قريبة من بعضها ويسمح بمرور الطاقة.
في حالة إمداد التيار الزائد ، يسخن المصهر ، ويتحول من شكل بلوري إلى حالة غير متبلورة أقل ضغطًا.
أصبحت جزيئات الكربون الآن متباعدة ، مما يحد من تدفق الكهرباء. لا تزال الطاقة تتدفق عبر هذا المصهر عند تنشيطها ، ولكن يتم قياسها عادةً في نطاق ملي أمبير.
عندما تبرد الدائرة ، تتم استعادة الحالة البلورية المدمجة للمصهر وتتدفق الطاقة دون عوائق.
من هذا يمكنك أن ترى أن Polyfuses يتم إعادة تعيينها تلقائيًا ، ومن هنا جاء اسم "resettable fuses".
توجد بشكل شائع في إمدادات طاقة الكمبيوتر والهاتف ، وكذلك في الأنظمة النووية وأنظمة السفر الجوي وأنظمة أخرى حيث يكون استبدال الأجزاء صعبًا للغاية.
فتيل أشباه الموصلات
الصمامات أشباه الموصلات هي صمامات فائقة السرعة. يمكنك استخدامها لحماية مكونات أشباه الموصلات في الدائرة ، مثل الثنائيات والثايرستور ، لأنها حساسة لارتفاعات التيار الصغيرة.
يتم استخدامها بشكل شائع في UPS ومرحلات الحالة الصلبة ومحركات المحركات ، بالإضافة إلى الأجهزة والدوائر الأخرى ذات المكونات الحساسة لأشباه الموصلات.
فتيل قمع الطفرة
تستخدم مصاهر الحماية من الارتفاع المفاجئ في التيار إشارات درجة الحرارة وأجهزة استشعار درجة الحرارة للحماية من زيادة الطاقة. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك فتيل معامل درجة حرارة سالب (NTC).
يتم تثبيت مصاهر NTC في سلسلة في الدائرة وتقليل مقاومتها عند درجات الحرارة المرتفعة.
هذا هو عكس الصمامات PPTC. أثناء ذروة الطاقة ، تؤدي المقاومة المنخفضة إلى امتصاص المصهر لمزيد من الطاقة ، مما يقلل أو "يمنع" تدفق الطاقة.
جهاز تثبيت السطح
إن الصمامات المثبتة على السطح (SMD) عبارة عن فتائل كهربائية صغيرة جدًا تستخدم بشكل شائع في بيئات التيار المنخفض ذات المساحة المحدودة. ترى تطبيقاتهم في أجهزة DC مثل الهواتف المحمولة ومحركات الأقراص الثابتة والكاميرات وغيرها.
تسمى أيضًا مصاهر SMD فيوزات الرقائق ويمكنك أيضًا العثور على متغيرات حالية عالية منها.
الآن جميع أنواع الصمامات المذكورة أعلاه لها بعض الخصائص الإضافية التي تحدد سلوكها. وتشمل هذه التصنيف الحالي ، والجهد المقنن ، ووقت تشغيل الصمامات ، وسعة الانهيار وأنا2قيمة تي.
دليل الفيديو
كيف يتم احتساب تصنيف المصهر
عادةً ما يتم تحديد التصنيف الحالي للصمامات المستخدمة في أجهزة التشغيل القياسية بين 110٪ و 200٪ من تصنيف دائرتها.
على سبيل المثال ، يتم تصنيف الصمامات المستخدمة في المحركات عادةً بنسبة 125٪ ، بينما يتم تصنيف الصمامات المستخدمة في المحولات بنسبة 200٪ والصمامات المستخدمة في أنظمة الإضاءة بنسبة 150٪.
ومع ذلك ، فهي تعتمد على عوامل أخرى مثل بيئة الدائرة ودرجة الحرارة وحساسية الأجهزة المحمية في الدائرة والعديد من العوامل الأخرى.
على سبيل المثال ، عند حساب معدل الصمامات لمحرك ما ، يمكنك استخدام الصيغة ؛
تصنيف المصهر = {Wattage (W) / Voltage (V)} x 1.5
إذا كانت الطاقة 200 وات والجهد 10 فولت ، فإن معدل المصهر = (200/10) × 1.5 = 30 أمبير.
فهم القوس الكهربائي
بعد أن قرأت حتى هذه النقطة ، يجب أن تكون قد صادفت مصطلح "القوس الكهربائي" عدة مرات وفهمت أنه من الضروري منعه عندما يذوب الارتباط القابل للانصهار.
يتشكل القوس عندما تسد الكهرباء فجوة صغيرة بين قطبين من خلال الغازات المتأينة في الهواء. لا ينقطع القوس الكهربائي إلا إذا تم قطع التيار الكهربائي.
إذا لم يتم التحكم في القوس بواسطة المسافة ، أو المسحوق غير الموصّل و / أو المواد السائلة ، فإنك تخاطر بتيار زائد مستمر في الدائرة أو نشوب حريق.
إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الصمامات ، يرجى زيارة هذه الصفحة.
الأسئلة المتداولة
كم عدد أنواع فيوزات التيار المتردد الموجودة؟
هناك فئتان رئيسيتان من فيوزات التيار المتردد: الصمامات منخفضة الجهد والصمامات ذات الجهد العالي.
والتي يمكن تقسيمها بعد ذلك إلى 11 نوعًا مختلفًا أو أكثر.
كم عدد أنواع الصمامات لدينا في الهندسة الكهربائية؟
يتم استخدام أكثر من 11 نوعًا من الصمامات في الأنظمة الكهربائية ، والتي تنقسم إلى فئات رئيسية من صمامات التيار المتردد والتيار المستمر. يتم تصنيف المصاهر أيضًا إلى فئتين فرعيتين عاليتين ومنخفضتين.
