كيفية عمل قواطع التيار

2011 الكهرباء والمغناطيسية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية عمل قواطع التيار قواطع التيار التيار الفيزياء

تمر الإلكترونات عبر الأسلاك السميكة بسهولة أكبر من مرورها عبر الأسلاك الرفيعة، ففي الأسلاك السميكة تمر معظم الإلكترونات بحرية أكبر.

وبالتالي يكون التصادم بين الإلكترونات والذرّات أقل نسبياً، لذلك فإن هذه الأسلاك لا تسخن كثيراً، وتمر معظم الكهرباء عبر الأسلاك بالقليل من المقاومة.

بينما تمر كمية قليلة من الإلكترونات في الأسلاك الرفيعة بشكل مستقيم، ما يؤدي إلى تصادم أكبر فتسخن هذه الأسلاك وتكون مقاومتها أكبر من الأسلاك السميكة المكونة من المادة نفسها.

 

يمكن أن تصاب الأجهزة الكهربائية والإلكترونية بالتلف نتيجة ارتفاع كبير مفاجئ للتيار الذي يمر فيها، ويحدث ذلك أحياناً عندما تتعرض محطات الكهرباء إلى مشاكل تتعلق بانتظام الطاقة الخارجة منها.

وتحتوي العديد من الأجهزة الإلكترونية على " فاصمة منصهرة "  (صمامة كهربائية) تتألف من سلك رفيع جداً يمكنه تحمل كمية محددة من التيار الكهربائي.

(وبعبارة أخرى، يمكن وصف الفاصمة المنصهرة على أنها أداة أمان تتألف من سلك صغير ينصهر فيقطع التيار الكهربائي كلما أمست قوته خطراً على السلامة).

 

وعلى سبيل المثال تستطيع فاصمة منصهرة (صمامة كهربائيــــــــة) باستطاعة 3 أمبير من النوع الذي يستخدم في المنازل أن تتحمل تياراً قدرته 3 أمبير.

وإذا ما مر فيها تيار أكبر فإن السلك سيسخن إلى درجة الاحتراق، ما يؤدي إلى قطع الدارة، وبالتالي حماية الجهاز من التلف.

وعندما تنقطع الدارة في الجهاز، تقوم قاطعات الدارة بتحريك مفتاح يؤدي إلى إيقاف مرور التيار عبر الأسلاك وحماية الإمداد الكهربائي.

 

المصابيح والحرارة

تعمل المصابيح المنزلية عندما تصبح ساخنة بفعل مرور التيار الكهربائي فيها، ففي داخل المصباح الزجاجي يوجد ملف مكون من أسلاك دقيقة جداً تسمى الفتيلة.

وعندما يمر التيار الكهربائي عبر الفتيلة تتوهج لدرجة الإحمرار وتنشر الضوء من حولها. لكن المصابيح تبعث الكثير من الحرارة أيضاً.

 

وفي الحقيقة أن 90% من طاقة المصابيح الكهربائية تنبعث على شكل حرارة، بينما لا يُمثل الضوء منها سوى 10%، ولهذا السبب فإنها أكثر كفاءة كمصادر حرارية منها كمصابيح إنارة!

وهو ما يفسر أيضاً سبب استخدام المصابيح الكهربائية في تدفئة صغار الطيور في الحاضنات الاصطناعية ( كما هو واضح في الصورة إلى اليسار ).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]