درس الفيزياء 4 متوسط للفصل الثاني

[sweet]

دروس الفيزياء هنا

الأمن الكهربائي




1- المأخذ الكهربائي:

نشاط1: عند معاينة المأخذ نلاحظ أنه يتكون من 3 أطراف.

نلمس الأطراف الثلاثة للمأخذ باستعمال مفك كاشف Tournevis testeur بوضع الإبهام على طرفه



الملاحظة

عند لمس الطرف1 يتوهج مصباح المفك الكاشف.

عند لمس الطرف 2 لا يتوهج مصباح المفك الكاشف.

عند لمس الطرف 3 لا يتوهج مصباح المفك الكاشف.

نشاط2: نقيس باستعمال جهاز فولطمتر التوتر الكهربائي بين أطراف المأخذ مثنى مثنى.

الملاحظة:

بين الطرفين 1و2 يشير الفولطمتر إلى 220 فولط.

بين الطرفين 2و3 يشير الفولطمتر إلى 0 فولط.

بين الطرفين 1و3 يشير الفولطمتر إلى 220 فولط.

النتيجة:

للمأخذ الكهربائي 3 أطراف غير متماثلة.

الطرف1 يدعى الطور Phase لونه الاصطلاحي أحمر ويمكن الكشف عنه بالمفك الكاشف.

الطرف 2 يدعى الحيادي Neutre لونه الاصطلاحي أزرق عند لمسه بالكاشف لا يتوهج.

الطرف 3 يدعى المأخذ الأرضي Prise de terre لونه الاصطلاحي أخضر وأصفر.



2- أخطار التيار الكهربائي: هناك
الكثير من الأخطار التي تنتج عن التيار الكهربائي سواء أتعلق الأمر
بالنسبة للأشخاص أو للأجهزة فمن أين يأتي هذا الخطر وما هي الاحتياطات
الأمنية المتخذة للحماية منها.

الأخطار على الأشخاص

حماية الأشخاص

ملامسة سلك الطور مباشرة باليد أو باستخدام سلك معدني.
عزل الأسلاك عن طريق تغليفها بمادة عازلة كالبلاستيك.

ملامسة المأخذ بيد مبللة أو إدخال جسم معدني في طرفه المتصل بالطور.
تركيب المآخذ بعيدا عن أيدي الأطفال وتزويدها بأغطية لا تفتح بسهولة.

لمس أجهزة كهربائية( الغسالة، الثلاجة) يلامس الطور غير المغلف هياكلها المعدنية.
استخدام قاطع تفاضلي ومآخذ أرضية.

الأخطار على التجهيزات

حماية التجهيزات

لكل
جهاز كهربائي استطاعة تحويل خاصة به في بعض الأحيان ولسبب ما مثل ربط
الكثير من الأجهزة على التفرع(مكيف، مجفف شعر، آلة طبخ) تزداد شدة التيار
المار في الأسلاك ما يؤدي إلى زيادة استطاعة التحويلفتنتشر حرارة قد تؤدي
إلى تلف بعض الأجهزة.

استخدام قاطع Disjoncteurيفتح الدارة( يقطع التيار على كل الشبكة) بصورة آلية عند زيادة شدة التيار الكهربائي عن حد معين.



حدوث دارة مستقصرةكتوصيل الطور بالحيادي مباشرة.
استخدام المنصهرات.

3- تركيب القاطعة:في التركيبة الكهربائية 1 وصلت القاطعة على السلك الحيادي ووصلت في التركيبة 2 على سلك الطور.

عند
تركيب أو نزع المصباح في الدارة الأولى فإن خطر الإصابة بالصدمة
الكهربائية قائم حتى ولو كانت القاطعة مفتوحة لأن المصباح موصل مباشرة بسلك
الطور، أما في التركيبة الثانية فإنه يمكن نزع أو تركيب المصباح بفتح
القاطعة في مأمن من الإصابة بالصدمة لأن فتح القاطعة يعزل المصباح عن سلك
الطور.

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


في التركيبات الكهربائية ومن أجل سلامة الأشخاص نوصل القاطعة على سلك الطور.

4- الحماية من أخطار التيار الكهربائي:

أ- دور المنصهرة
Fusible : توصل المنصهرات في سلك الطور وتحتوي على سلك رفيع ينصهر( فتفتح
الدارة) بمجرد مرور تيار كهربائي تتجاوز شدته حدا معينا نجده مسجلا
عليها. ورمزها



تفتح
المنصهرة الجزء من الدارة الذي تجاوزت فيه شدة التيار المار الحد المسموح
به أما باقي الدارة فتبقى مشتغلة وتختلف المنصهرات من حيث شدة التيار الذي
تسمح بمروره عبر سلكها.

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


ب- استعمال القاطع التفاضلي Disjoncteur différentiel والمأخذ الأرضي:في
بعض الأحيان يحدث أن يلمس الطور مباشرة الهياكل المعدنية لبعض الأجهزة
الكهربائية(ثلاجات، غسالات) فيشكل ذلك خطرا على مستعمليها عند لمسها.



في
حالة عدم وجود مأخذ أرضي:بمجرد لمس هذه الأجهزة تتسرب الكهرباء عبر جسم
الإنسان الشيء الذي يسبب له صدمة كهربائية غير محمودة العواقب ولتفادي ذلك
تزود الشبكات بمأخذ أرضي وقاطع تفاضلي.

في حالة وجود المأخذ الأرضي: في الحالات العادية تكون شدة التيار الكهربائي المار في الطور هي نفسها المارة في الحيادي.

عند حدوث تسرب كهربائي إلى هيكل غسالة مثلا يفرغ المأخذ الأرضي المتصل به جزءا من هذا التيار نحو الأرض.

يقارن
القاطع التفاضلي بين شدة التيار المار في الطور والحيادي فإذا وجد أن شدة
التيار في الحيادي أقل من شدة التيار في الطور- نتيجة تسربه عبر الهيكل
والمأخذ الأرضي إلى الأرض- فإنه يقطع التيار آليا مجنبا الأشخاص خطر
التكهرب.
يختلف قاطع تفاضلي عن آخر في شدة حساسيته لفرق شدة التيار بين الطور والمحايد والتي تتراوح بين 30mA- 500mA.

وكلما كانت قيمة الحساسية هذه صغيرة كانت الشبكة الكهربائية أكثر أمنا.

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


ج - دور القاطع: يتمثل دور القاطع في قطع التيار الكهربائي عند تجاوزه الحد الذي ضبط عليه سواء أكان ذلك نتيجة لعامل خارجي أو داخلي

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


الخلاصة:
يمدنا المأخذ بتيار كهربائي متناوب توتره 220V وتواتره 50Hz
للمأخذ 3 أطراف غير متشابهة هي الحيادي والأرضي والطور الذي نكشف عنه بالمفك الكاشف.
يصاب الإنسان بالصدمة الكهربائية عند
لمس الطور أو الطور والحيادي معا أو لمس أي هيكل معدني لجهاز يتسرب إليه
التيار من الطور نتيجة لتلف مادته العازلة.
رغم أهميته البالغة في الحياة إلا أن للتيار الكهربائي أخطار تبدأ من عتبة 100mA و25v لذلك يجب أخذ جملة من الاحتياطات منها:
لحماية الأجهزة من خطر التيارات الزائدة
Surintensité والدارات المستقصرةcourt-circuit نستخدم المنصهرة التي توصل
في الدارة على التسلسل.
لحماية الشبكة الكهربائية والتجهيزات والأشخاص نستخدم القاطع والمأخذ الأرضي.

تــطبيــــقــــــــــــــات:

التمرين 1: اختر الإجابة الصحيحة:


للمأخذ 3 أطراف هي:



المأخذ الأرضي، الموجب والسالب.
المأخذ الأرضي، الطور والحيادي.
الموجب، السالب والطور.
التوتر يقدر ب0v بين:



الطور والمحايد.
الأرضي والطور.
المحايد والأرضي.



لون الحيادي هو :



الأزرق.
الأخضر المصفر.
الأحمر
للتعرف على الطور:



نستعمل مفكا كاشفا
نلمس الأسلاك بيدنا.
نعاين لونه.
التمرين2: إملأ الفراغ بالكلمة المناسبة:

يصاب الإنسان بالصدمة الكهربائية عند لمس......... وحده.

وقد يصاب بالصدمة بلمس ........ و.........معا.

لا يشكل لمس الأجهزة خطرا على الإنسان إلا في الحالة التي يلمس فيها ...............هياكلها المعدنية مباشرة.

يتم
التخلص من الكهرباء المتسربة إلى الهياكل عن طريق...........التي تسمح
لـ............... بقطع التيار عن الدارة نتيجة حساسيته للفرق بين شدة
التيار المار في ....... و.........

التمرين3:اختر الإجابة الصحيحة:

(يتغير/ لا يتغير) التوتر الكهربائي بين طرفي المأخذ عند إضافة أجهزة أخرى للأجهزة الموصولة به.

(تتغير / لا تتغير) شدة التيار الكهربائي التي يوفرها المأخذ عند إضافة أجهزة أخرى للأجهزة الموصولة به.

(ينقطع / لا ينقطع) سلك منصهرة كتب عليها 1A عندما يمر بها تيار شدته0.8A.

تقطع المنصهرة التيار الكهربائي( كليا/ جزئيا) عن الشبكة المنزلية.

يحتوي المفك الكاشف على مصباح ومقاومة (صغيرة/ كبيرة) لا تسمح إلا بمرور تيارات ضئيلة.

التمرين4: ماذا يحدث عند توصيل مكيف هوائي يشتغل بشدة تيار قدرها 18A بالمأخذ الاتي

التمرين 5: هل يتوهج المصباح عند غلق القاطعة في التركيبتين التاليتين.

عند نزع أو تركيب مصباح فأي الدارتين آمنة.

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


التمرين6 ش.ت.م 2008 ):تمثل الوثيقة المرفقة مخططا للتركيب في منزل.

تملك
ربة البيت غسالة وثلاجة كهربائيتين. لاحظت أن عندما توصل هذين الجهازين
بالتغذية الكهربائية مع تشغيل المصباح ينقطع التيار الكهربائي.

1- أذكر سبب انقطاع التيار الكهربائي.

اقترح حلا ليشتغل كل من الجهازين والمصباح في نفس الوقت.

2-
أعد رسم مخطط التركيب الكهربائي السابق مبينا عليه التعديلات والإضافات
التي تراها مناسبة لحماية كل جهاز من الأجهزة الكهربائية السابقة
ومستعملها من أخطار التيار الكهربائي مع تبرير كل تعديل أو إضافة.

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


التمرين 7: يمثل المخطط جزءا من الشبكة الكهربائية لمنزل.

نظرا
للاضطرابات التي تعرفها شبكة التوزيع الكهربائي الناتجة عن الارتفاع
المفاجئ لشدة التيار الذي يؤدي إلى تلف الأجهزة الكهرومنزلية ،قرر صاحب
المنزل تدعيم الدارة بأدوات الحماية اللازمة.

1/ دعم هذا التركيب بالأدوات اللازمة للحماية.

2/ ما هي الدلالات التي يجب أن تكتب على العناصر التي تحمي من الارتفاع المفاجئ للتيار الكهربائي؟

إضغط هنا لرؤية الصورة بحجمها الطبيعي.


تمرين8: عند انتقال عائلة لسكنها الجديد وبعد توصيل الأجهزة في هذا المنزل لاحظوا حدوث ما يأتي:

لمس هيكل الثلاجة يصيبهم بصدمة كهربائية خفيفة.

بمجرد تشغيل آلة الطبخ انقطع عنها التيار وعند تغذيتها من مأخذ آخر اشتغلت بصفة عادية.

عند تشغيل كل الأجهزة بما في ذلك مكيف الهواء ينقطع التيار عن الشبكة ونسمع للقاطع صوتا.

فسر هذه الظواهر.

تمرين9:شم الأب رائحة بلاستيك محترق ولما استقصى الأمر وجد عدة أجهزة كهربائية موصولة بمأخذ واحد وفجأة قطع القاطع التيار الكهربائي.

أ- فسر ما الذي حدث؟

ب- ما هي الإجراءات التي يمكن اتخاذها لإزالة هذا المشكل؟

التمرين10: عندما تلمس العصافير الأسلاك لا تصاب بالتيار الكهربائي.فسر ذلك.

التفسير : إنحراف مؤشر الغلفانومتر دلالة على إنه خاضع لتوتر كهربائي بين طرفيه مما يسبب في إنتاج

• تيار كهربائي حيث

- المغناطيس :يسمى جملة محرضة.

- الوشيعة : تسمى دارة متحرضة

- التيار الكهربائي الناتج :يسمى التيار الكهربائي المتحرض

النتيجة

• ينتج عن حركة مغناطيس أمام وشيعة أو العكس توتر كهربائي بين طرفي الوشيعة مما يسبب في

• توليد تيار كهربائي يسمى التيار الكهربائي المتحرض وتسمى هذه الظاهرة بالتحريض المغناطيسي.

• إذن نقول أن الجملة(مغناطيس وشيعة) عبارة عن مولد الكهربائى







1- تتعلق جهة التيار الكهربائي المتحرض بجهة حركة المغناطيس ونوع قطب المغناطيس أمام الوشيعة.

2- تزداد شدة التيار الكهربائي كلما زادت سرعة حركة المغناطيس أو إذا زودت الوشيعة بنواة .