Transcript Slide 1
پروژه تاسيسات الكتريكي حفاظت الکتریکی منظور از حفاظت الکتریکی مجموعه اقداماتی است که باید در تأسيسات الکتریکی انجام داد تا خطرات و خسارات ناشی ازجریان برق به افراد و تأسيسات به حداقل ممکن برسد. ولتاژ تماس: در صورت اتصال یک فاز به بدنه فلزی دستگاه اختالف پتانسيلی بين بدنه و زمين به وجود می آید ( زیرا زمين به عنوان نقطه صفر یا مبنا می باشد). حال اگر شخص بدنه دستگاه را لمس کند جریان توسط بدن شخص به زمين منتقل می شود ،هر چه مقدار این جریان بيشتر باشد خطرناکتر خواهد بود .بطوریکه اگر مقدار جریان عبوری از بدن انسان در حدود 001/0 آمپر باشد در آستانه احساس کردن است و اگر مقدار آن در حدود 01/0 آمپر شود به حد دردناک خواهد رسيد و اگر جریان حدود 03/0آمپر شود حالت شوک شدید ایجاد می کند و جریان بيش از 05/0آمپر سبب مرگ شخص برق گرفته خواهد شد .بنابراین ولتاژ تماس عبارت است از اختالف پتانسيلی که در بدن شخص در هنگام برق گرفتگی ایجاد می شود. ولتاژ گام: اگر یکی از فازها به هر دليلی به زمين ارتباط پيدا کند این نقطه دارای بيشترین پتانسيل الکتریکی می باشد و هر چه در جهات مختلف از این محل دور شویم به علت وجود مقاومت زمين ،افت پتانسيل بيشتر شده ،در نتيجه پتانسيل الکتریکی کمتر می شود .بنابراین اگر شخصی در محدودۀ 20متری از محل اتصال سيم فاز به زمين قرار گيرد بين دو پای شخص اختالف پتانسيل وجود خواهد داشت ،این اختالف پتانسيل را ولتاژ گام گویند .چنانچه ولتاژ گام از 65ولت بيشتر باشد خطر مزگ را به همراه خواهد داشت. 1 ـ حفاظت توسط سيم زمين: در این روش حفاظت قسمت های دستگاه که با شبکه تغذیه ارتباط الکتریکی ندارد توسط سيم به زمين اتصال می یابد .در صورت اتصالی جریان از بدنه دستگاه به زمين انتقال می یابد .مقدار این جریان باید به اندازه ای باشد تا جریان خطا باعث قطع سریع وسيله حفاظتی ( مثال ً فيوز) در کمتر از 5/0ثانيه شده و ولتاژ تماس قطع گردد. مقدار جریان قطع بستگی به مقاومت سيم زمين و مقاومت محدوده محل تماس سيم با زمين دارد .کاربرد این سيستم حفاظتی برای مصرف کننده های با قدرت کم ميباشد ،زیرا در صورت باال بودن جریان مصرف کننده باید مقاومت زمين خيلی کم باشد که ایجاد چنين مقاومتی نيز مشکل است .زمين کردن ،توسط نوار فلزی، لوله و صفحه امکان پذیر است .در نوع نواری از تسمه فوالدی قلع اندود با ضخامت 3ميلی متر و با سطح مقطع 100ميلی متر و یا از سيم فوالدی به هم تابيده قلع اندود شده ،که حداقل قطر هر کدام از سيم ها 5/2ميلی متر و سطح مقطع کل 95ميليمتر مربع است استفاده می شود .در صورت استفاده از تسمه می باید سطح مقطع آن حداقل 35ميليمتر مربع باشد .که این تسمه حداقل در عمق نيم تا یک متری سطح زمين قرار گيرد .در اتصال زمين لوله ای یا ميله ای می توان از لوله یا ميله های فلزی به قطر یک تا دو اینچ و به طول یک تا 6متر که قلع اندود شده و به صورت عمود در زمين کوبيده می شوند استفاده کرد .در صورتيکه امکان کوبيدن لوله ها نباشد می توان از چند لوله که مجموع آنها برابر طول مورد نياز باشد استفاده کرد .در این حالت باید لوله ها به فاصله بيشتر از طول هر یک ،از یکدیگر در زمين کوبيده شوند و سر آنها را به یکدیگر وصل کنيم .مقاومت زمين را می توان توسط دستگاهی بنام ميگر اندازه گيری کرد .از طرفی محل مقاومت زمين باید هر چند ماه یکبار مورد بررسی قرار گيرد .در صورت زیاد شدن مقدار مقاومت زمين می توان با اضافه کردن آب یا محلول آب نمک و یا پودر کربن و براده فلزاتی که زنگ نمی زنند مقاومت آن را کم کرد .در هر حال مقاومت محدوده زمين به جنس تسمه یا صفحه یا لوله بستگی نداشته و تابعی از سطح آنها و قابليت هدایت خاک اطراف آن می باشد. 2ـ سيستم حفاظتی نول: در این سيستم بجای سيم زمين از سيم نول شبکه استفاده می شود که به بدنه دستگاه اتصال می یابد .در این روش برای حفاظت مطمئن تر بهتر است حفاظت نول توسط یک سيم جداگانه ( جدا از نول مصرف کننده ) انجام پذیرد .الزم به ذکر است که به کار بردن دو نوع حفاظت نول و زمين در یک تأسيسات الکتریکی مجاز نيست .زیرا باعث بوجود آمدن ولتاژ خطرناکی روی دستگاهی که مجهز به حفاظت توسط سيم زمين می شود. 3ـ حفاظت توسط کليد خطای جریان ( :)F1 این دستگاه از محفظه ایی که در آن یک کليد مغناطيسی و یک مبدل جریان قرار دارد تشکيل شده است. 4ـ حفاظت بوسيله عایق کردن: در این نوع حفاظت تمام قسمت در دسترس مصرف کننده را که در صورت اتصال بدنه می توانند نسبت به زمين ولتاژ داشته باشند عایق می نامند .برای این کار می تنوان تمام بدنه دستگاه را عایق نمود و یا اینکه تمام قسمت های الکتریکی مانند کليد و ترمينالها و موتور را توسط عایق از بدنه و چرخ دنده ها و ...جدا نمود. 5ـ حفاظت توسط ولتاژ کم: از ولتاژ های کمتر از 42ولت برای حفاظت استفاده می شود. برای ایجاد چنين ولتاژی باید از ترانسفورماتور با دو سيم جداگانه استفاده نمود و نمی توان از مقاومتهای پيش گذار یا ترانسفورماتورهای حرفه ایی ( اتوترانس) و یا روشهای دیگر که ولتاژ کم با ولتاژ شبکه ارتباط الکتریکی داشته باشد استفاده نمود .و چنانچه بخواهيم از این سيستم در محلهایی که حيوانات وجود دارند استفاده کنيم ولتاژ نباید بيشتر از 24ولت باشد .زیرا برای احشام ولتاژ بيش از 24ولت خطرناک است .از این نوع حفاظت می توان در اتاقکهای فلزی ،اسباب بازیها و موارد مشابه استفاده نمود. فيوزها: در کليه تأسيسات الکتریکی برای جلوگيری از صدمه دیدن و معيوب شدن وسایل یا قطع کردن دستگاههای معيوب از شبکه از وسایل حفاظتی استفاده ميشود ،که فيوز یکی از آنها است .فيوز وسيله ای است که جریان مصرف کننده از آن عبور کرده ( با مصرف کننده ها به صورت سری قرار می گيرد) و مصرف کننده را در مقابل اتصال کوتاه یا جریان زیاد محافظت می کند .فيوزها و وسایل حفاظتی در انواع مختلفی ساخته می شود ،که در زیر به تعدادی از آن می پردازیم. 1ـ فيوز فشنگی: این فيوز به فيوز ذوب شونده نيز معروف است .سيم حرارتی داخلی فيوز به ازاء جریان بخصوصی در زمان معينی ذوب می شود و سبب قطع مدار می گردد. دستگاه فيوز از دو قسمت پایه و کالهک تشکيل شده است .سيم حرارتی ذوب شونده در داخل براده ایی ( پودرهایی ) از سراميک یا خاک نرم کوارتز همراه ماسه قرار داد تا جرقه حاصل از قطع شدن سيم حرارتی را سریعاً خنک کرده و از بين ببرد .جریانهای مجاز این نوع فيوزها معموال ً توسط رنگ پولک آن مشخص می شود . پس از سوختن سيم حرارتی فيوز پولک فلزی که تحت کشش فنر کوچکی قرار دارد آزاد شده و به بيرون می پرد .جنس سيم ذوب شونده معموال ً از نقره ساخته می شود که درجه حرارت ذوب آن 950درجه سانتيگراد است و برای رفع این عيب سيم حرارتی را از دو تکه که توسط لحيم بهم متصل می شود می سازند زیرا لحيم در حرارت تقریبی 230درجه سانتيگراد ذوب می شود. فيوزها در دو نوع تند کار و کند کار (فرز و تنبل) وجود دارند ،که فيور کند کار جریانهای زیادتر را دیرتر از فيور تند کار قطع می کند .فيوز های کند کار معموال ً برای راه اندازی موتورها و ...استفاده می شود و فيوزهای تند کار معموال برای مدارات روشنایی بکار می رود .ترميم کردن فيوز فشنگی سوخته شده صحيخ نيست و باید از فيوزهای جدیدی استفاده شود. 2ـ فیوز اتوماتیک یا آلفا: نوعی فيوز خودکار است که عبور جریان بيش از حد مجاز از آن باعث قطع مدار می شود و می توان دوباره شستی آنرا به داخل فشرده تا ارتباط برقرار گردد .بعضی از فيوزهای خودکار دو عمل جریان زیاد و بار زیاد را در مدارها کنتر ل ميکنند و پس از قطع شدن باید مدت کمی صبر کرد تا دوباره شستی مربوط به آن را فشار داد تا مدار را وصل کند .در فيوزهای آلفا دو عنصر مغناطيسی و حرارتی وجود دارد که قسمت مغناطيسی آن اتصال کوتاه یا تجریان زیاد و قسمت حرارتی آن ( بی مثال) بار زیاد ( افزایش جریان تدریجی ) را قطع می کند. 3ـ کلید مینیاتوری: نوعی فيوز اتوماتيک است که از نظر ساختمان داخلی شبيه فيوز آلفا است و از سه قسمت رله مغناطيسی ( رله جریان زیاد زمانی سریع) رله حرارتی یا رله بی مثال ( رله جریان زیاد تأخيری) و کليد تشکيل شده است .این مجموعه را کليد موتوری نيز می نامند .این کليدها در دو نوع Gو Lساخته شده است .نوع Lدر مصارف روشنایی به کار می رود و تند کار است و نوع Gبرای راه اندازی وسایل موتوری به کار می رود و کند کار است .این کليدها در انواع تک فاز ـ دو فاز و سه فاز ساخته می شوند و از کليدهای مينياتوری در منازل برای جداسازی خطوط مورد نياز مثال ً آشپزخانه ـ اطاق خواب و ...استفاده می شود که در تابلوی کوچکی می توانند قرار گيرند. 4ـ رله ( کلید ) دیفرانسیل: بهترین تکنيک حفاظتی که از پنجاه سال پيش تا کنون مورد استفاده می باشد حفاظت دیفرانسيلی ( تفاضلی ) می باشد. در این روش جریانهای ورودی و خروجی یک منطقه حفاظتی با یکدیگر مقایسه می شوند .اگر تفاضل جریان ورودی و خروجی صفر باشد چنين تلقی می شود که در محدودۀ حفاظتی عيب یا اتصال کوتاهی وجود ندارد ،ليکن در صورتيکه این تفاضل صفر نباشد ،خود این تفاضل جریان سبب به کار انداختن رله های حفاظتی مربوطه می گردد. 5ـ رلۀ حرارتی ( بی مثال): می دانيم در اثر گرما فلزات منبسط می شوند ،این انبساط برای فلزات مختلف متفاوت است .هر گاه دو قطعه فلز مختلف که دارای ضریب انبساط متفاوت هستند را به هم جوش دهيم و آنرا در مسير جریان برق بگذاریم .در اثر عبور جریان هر دو فلز گرم می شوند و طول آنها ازدیاد می یابد .چون ازدیاد طول یکی از فلزات بيشتر از دیگری است لذا دو فلز با هم خم می شوند ،این حرکت مستقيماً بوسيله اهرمهایی به یک کنتاکت منتقل شده و مدار را قطع و یا وصل می کند .از این رله جهت حفاظت موتورها در مقابل اضافه بار استفاده می شوند .معموال ً بی مثالها عالوه بر کنتاکت بسته ،مجهز به یک کنتاکت باز نيز می باشند که می توان از آن در مدار فرمان برای خبر و یا وصل مدارهای اضطراری دیگر استفاده کرد .در صورت استفاده از یک بی مثال سه فازه برای یک مصرف کننده یک فاز ،باید قطع کننده یکی از فازها را با قطع کننده فاز دیگر سری نموده و از کنتاکت باقی مانده برای اتصال به مصرف کننده استفاده نمود. مصرف کننده های الکتریکی: مصرف کننده ها کليه وسایلی هستند که انرژی الکتریکی را به سایر انرژی ها تبدیل می کنند که اصطالحاً بار نيز ناميده می شوند و بطور کلی به دو دسته یک فازه و سه فازه تقسيم می شوند .مراکز صنعتی اغلب مصرف کننده ها از نوع سه فازه هستند. کلید گردان ( پاکو) 1ـ کليد غلتکی کليدهای گردان به دو دسته تقسيم می شوند: 2ـ کليد زبانه ای ( انگشتی) کلید غلتکی :این کليد از یک استوانه عایق ساخته شده است که حول محوری به صورت غلتک دوران می کند عمر مفيد این کليدها به علت تماس زیاد کنتاکت ها کم است .بنابراین امروزه از آنها زیاد در صنعت استفاده نمی شود. کلید زبانه ای :کليدهای زبانه ای کليدهایی هستند که ساختمان داخلی آنها بصورتی است که کنتاکتهایی که بایستی به حالت قطع و وصل درآیند به شکل پالتينهای ثابت و متحرک ساخته می شوند و پالتينهای متحرک به پالتينهای ثابت می چسبند و عمل وصل را انجام می دهند و در هنگام قطع همان پالتينهای متحرک از پالتينهای ثابت جدا می گردند .امروزه در صنعت از کليدهای زبانه ای به دليل مزایای زیاد آنها نسبت به کليد اهرمی و کليد غلتکی عمر زیادتری دارد. ** آشنایی با شستی استپ و استارت ** حهت فرمان های لحظه ایی یعنی رساندن جریان برق به صورت موقت و یا قطع موقت از شستی های استپ و استارت استفاده می شود .تا زمانی که نيروی خارجی بر آنها وارد آمده باشد شستی استارت عمل وصل ( عبور جریان) و شستی استپ عمل قطع ( مانع از عبور جریان) را انجام می دهد ،و با از بين رفتن نيروی خارجی به حالت اوليۀ آن باز می گردد .که نمونه ایی از شستی استارت را ميتوان به شستی های زنگ اخبار اشاره کرد و یا از شستی استپ به شستی که در یخچالها جهت خاموش و روشن کردن المپ روشنایی داخلی آن استفاده می شود ميتوان نام برد. کنتاکتور ( کليد مغناطيسی) : اساس کار کنتاکتور بر مبنای مغناطيس شدن یک هسته آهنی بوسيله یک بوبين است هستۀ آهنی دارای دو قسمت ثابت و متحرک است. بدنه کنتاکتور از جنس کائوچو یا پالستيک مخصوص است که پالتينهای ثابت و پيچهای اتصال روی آن نصب شده است .روی قسمت متحرک هسته و پالتينهای ارتباط دهنده وجود دارند .که با حرکت هسته متحرک به پالتينهای ثابت وصل یا از آن جدا ميشوند .به کنتاکتورها کليدهای مغناطيسی نيز می گویند .کنتاکتورها دارای کنتاکتهای ( تيغه های) اصلی و فرعی هستند که کنتاکتهای اصلی را اصطالحاً کنتاکتهای قدرت نيز می گویند .این تيغه ها دارای تحمل آمپر زیادی می باشند و جریان مصرف کننده ها از این تيغه ها عبور می کند .بنابراین به لحاظ شکل ظاهری بزرگتر از کنتاکتهای فرعی می باشند .ولی کنتاکتهای فرعی که اصطالحاً کنتاکتهای فرمان نيز گفته می شوند جهت آمپرهای کم و برای رساندن جریان به سيم پيچ ( بوبين) کنتاکتورهای دیگر با جریان دادن به المپهای خبر و غيره استفاده می شوند. مزایای کنتاکتورها: 1ـ کنترل مصرف کننده از راه دور 2ـ کنترل مصرف کننده از چند محل 3ـ امکان طراحی مدار فرمان اتوماتيک 4ـ سرعت قطع و وصل زیاد و کم بودن استهالک 5ـ حفاظت مناسبتر و کاملتر 6ـ عمر طوالنی 7ـ در صورت قطع برق و وصل مجدد آن مصرف کننده خود به خود به کار نمی افتد و نياز به راه اندازی مجدد دارد. مشخصات پالک کنتاکتورها: بر روی پالک کنتاکتورها همچنين حروف و اعدادی به صورت زیر می آید .مثال ً HL07/52بيان کنندۀ تعداد تيغه های باز و بستۀ موجود در آن است که در مثال فوق کنتاکتور مجموعاً دارای 7کنتاکت است که دارای 5تيغه باز و 2تيغه بسته است. دیمر: دیمر وسيله ای است که توسط آن می توان شدت نور المپ را کم و یا زیاد کرد .در این وسيله از یک جزء الکترونيکی به نام ترایاک استفاده شده است .در واقع ترایاک مانع عبور قسمتی از موج متناوب ورودی می شود .معموال ً دیمر به صورت سری با مصرف کننده قرار می گيرد و ميزان جریان مجاز آن نيز قبال ً تعيين می شود. در داخل هر دیمر یک فيوز تعبيه شده که حفاظت مدار الکترونيکی دیمر را به عهده دارد. کنسل: رلۀ کنسل مکانيکی دستگاهی است که از آن در بيمارستانها، ادارات ،کارخانه ها و ...استفاده می شود .این رله دارای یک بوبين و سه تيغه است که یک طرف تيغه ها باز و طرف دیگر به هم وصل است .در داخل کنسل یک المپ وجود دارد که این المپ با مدار کنسل کار می کند .وقتی که بوبين مغناطيس شده تيغه های باز به هم وصل می شوند. و با فشار دادن یک شستی که به تيغه های رله مربوط است رله از کار می افتد .برای بکار انداختن دوباره آن باید بوبين را مجدداً تحریک کرد .طرز کار رله کنسل به این ترتيب است که برای هر اطاق بيمارستان و هر اتاق ادارات و ...یک رله کنسل قرار می دهند .این رله با یک شستی که در باالی تخت بيمار قرار می دهند تحریک می شود .در بعضی مواقع برای اینکه خبر ببا المپ کافی نيست .از یک بيزر نيز استفاده می شود .برای از کار انداختن رله باید شستی رله را فشار داد تا مدار قطع شود. ولتاژ کار این رله ها 24ولت است. مدار مکالمه داخلی: مدارات مکالمه به دو دسته تقسیم می شوند 1 :ـ مدار مکالمه نیمه الکترونیک 2ـ مدار مکالمه تمام الکترونیک در مدار مکالمه نيمه الکترونيک یک گوشی ،یک بلند گو و دو ميکروفن بکار می رود اما در مدار مکالمه تمام الکترونيک عالوه بر ميکروفن ،بلندگو و گوشی از دو تقویت کننده الکترونيکی نيز استفاده می شود. اجزاء مدار مکالمه: 1ـ میکروفن: همانطور که ميدانيم فرکانس ارتعاشات صوتی بين 20هرتز تا 30کيلو هرتز است و فرکانس صوتی قابل شنيدن برای انسان بين 80هرتز تا 15کيلو هرتز است ارتعاشات هوا سبب بروز ارتعاشات در گوشی شده و از طریق اعصاب مربوط به آن صدا شنيده می شود .دستگاهی که ارتعاشات مکانيکی صورت را تبدیل به ارتعاشات الکتریکی صورت می کند ميکروفن ناميده می شود .در اصطالح عمومی ميکروفن را دهنی نيز می نامند .ميکروفن دارای انواع بسياری است که متداولترین آنها عبارتند از :الف ـ ميکروفن ذغالی ب ـ ميکروفن دیناميکی ج ـ ميکروفن خازنی د ـ ميکروفن کریستالی 2ـ گوشی: وقتی بوسيله ميکروفنی انرژی مکانيک صوت تبدیل به انرژی الکتریکی صوت می شود .برای تبدیل مجدد آن به انرژی مکانيک، صوت از وسيله ای به نام گوشی یا بلندگو استفاده می کنند. بنابراین دستگاهی که انرژی الکتریکی صوتی را تبدیل به انرژی مکانيکی صوتی می کند بلندگو یا گوشی ناميده می شود. گوشی ها نيز انواع مختلفی دارند که ميتوان به گوشی الکترومغناطيسی و گوشی کریستالی اشاره کرد. طرز تشکيل مدار مکالمه: الف ـ مدار مکالمه یک طرفه: هر گاه یک گوشی و یک ميکروفن را با هم سری ببندیم و یک باطری یا ولتاژ مستقيم به دو سرآن بدهيم جریانی به طور دائم از آن عبور ميکند .حال اگر در ميکروفن صحبت کنيم جریان مدار تغيير می کند و این تغيير جریان به گوشی نيز منتقل می شود اگر گوشی را روی گوش خود قرار دهيم می توانيم صدایی که به ميکروفن داده ایم بشنویم .به این ترتيب یک ارتباط یک طرفه برقرار شده است برای اینکه صدا خوب منتقل شود باید ميزان تغييرات جریان زیاد باشد .بدین منظور معموال ً ميکروفن را از نوع کریستالی یا زغالی و گوشی را از نوع الکترومغناطيسی انتخاب می کنند. ب ـ مدار مکالمه دو طرفه: هر گاه یک گوشی و یک ميکروفن در یک طرف و یک گوشی و یک ميکروفن در طرف دیگر قرار گيرد و مدار طوری بسته شود که گوشی یک طرف با ميکروفن طرف مقابل به صورت سری بسته شود یک مدار مکالمه دو طرفه تشکيل می شود. مدار ارتباط دو طرفه با شستی قطع و وصل: اگر جریان الکتریکی بطور مداوم در مدار گوشی و ميکروفن برقرار باشد .از عمر دستگاه کم می شود .برای قطع جریان در زمانی که از مدار مکالمه استفاده نمی شود از شستی های مخصوص چنگالی شکل ( قالب مانند) استفاده می کنند .طرز کار این شستی ها طوری است که وقتی گوشی و دهنی را روی دستگاه می گذارند مدار قطع و به مجرد برداشتن آن مدار وصل می شود ممکن است این کليدها یک کنتاکت ،دو کنتاکت یا چند کنتاکت باشند. فتوسل: می دانيم که نيمه هادی ها مثل سيلسيم و ژرمانيم شبکه کریستاليشان به این صورت است که اتم های آن بصورت کوواالنسی بهم بستگی دارند و نظر به اینکه مدار آخر آنها دارای چهار الکترون می باشد و هر اتم با چهار اتم اطرافش در یک الکترون مشترک است .حال اگر بيائيم به نحوی این قيد کوواالنسی را بشکنيم و یک الکترون را از تحت این قيد آزاد کنيم .این الکترون را آزاد گویند و این الکترون آزاد می تواند ایجاد جریان را امکان پذیر کند .به عبارت دیگر قبل از آزاد شدن الکترون واالنس از قيد کوواالنسی جسم نيمه هادی بوده حال پس از آزاد شدن الکترون آزاد جسم هادی تر ،یعنی مقاومت مدار کمتر شده است. خوب اگر ما بتوانيم به نحوی این انرژی را به هر الکترون واالنس بدهيم الکترون آزاد بدست مياید و معموال به دو روش این عمل تحقق پيدا می کند .حرارتی و نورانی که به توضيح حالت نورانی می پردازیم. هر گاه اشعه نورانی به جسم نيمه هادی بتابد انرژی فوتون های اشعۀ تابيده شده باعث می شود الکترون های واالنس را به حرکت وادارد و اگر این انرژی مقدارش مساوی یا بيشتر از ( انرژی الزم برای جدا کردن الکترون واالنس از باند) باشد الکترونها به نوسان درآمده تا از باند جدا گردد و بصورت الکترون آزاد درآید .از طرفی می دانيم که انرژی امواج تابيده شده به طول موجشان بستگی دارد .به این معنی که هر چه طول موج اشعه تابيده شده بيشتر باشد انرژی اشعه کمتر است. به این چنين وسيله ای با این خاصيت فوتورزیستور می گویند ( مقاومت متغير در مقابل نور) که معموال در مقابل تغيير شدت روشنایی fc ( 100 fcمخفف کلمات ،foot – candleفوت کاندل است که واحد روشنایی است و بر حسب کاندل یا شمع بر واحد سطح ،فوت مربع) روی سطح یک فوتورزیستور تجارتی حدود چند کيلو اهم تغيير مقاومت ایجاد ميکند. موارد استفاده: در صنعت به سه صورت از این وسيله استفاده می شود. 1ـ اندازه گيری شدت روشنایی ( نور سنج) 2ـ ضبط و پخش صدا و نور به صورت هماهنگ ( در مورد پخش نور اصطالحاً رقص نور و صدا گویند). 3ـ بصورت یک رلۀ قطع و وصل در کنترل مدارها ( مثال ً مدار تغذیه یک کنتاکتور که المپهای روشنایی شهری را قطع و وصل می کند و به آن فتوسل گویند) .وسائل فوتورزیستوری را فتوسل هم می گویند .در صنعت فتوسل ها با بيشترین دامنۀ کاربرد را از جنس سولفات کادميوم می سازند .سطح حساس فتوسل مرکب از یک الیۀ شيميایی کادميوم casو مقداری ناخالصی نقره و سنگ سرمه واینيدیم می باشد. در تاریکی مطلق مقاومت سلول حدود 2مگا اهم است و وقتی که تحت نور شدید قرار می گيرد به کمتر از 10اهم می رسد. ابتدایی ترین برتری فتوسل های سولفات کادميمی عبارتند از: 1ـ توانایی متنوعشان ( از نظر قدرت الکتریکی). 2ـ حساسیت عالی شان در مقابل اشعه های مرئی مثل نور خورشید. 3ـ کم بودن مقاومتشان وقتیکه توسط نور تحریک شده باشد. این سلولها برای 300 mWساخته می شود و ميتواند طوری طراحی شود که تا چند وات هم قادر به عمل باشد .بنابراین فتوسل های کادميوم می توانند مستقيماً در مدار تغذیه یک رله و یا خروجی مدارهای آمپلی فایر ( تقویت ) متوسط قدرت قرار گيرند .انواع دیگر فتوسلها برای کارهای معين دیگری قابل استفاده هستند مثال ً فتوسل سولفات سرب در طول موج کامال ً حساس است .بنابراین برای کشف اشعه مادون قرمز ( در صنعت دوربين هایی ساخته اند که ميتوان با آنها در شب با اشعه مادون قرمز جاسوسی کرد و با این فتوسلها ميتوان این جاسوسی را افشا کرد) و با اندازه گيری ميزان اشعه مادون قرمز که در یک نور جذب شده و همراه آن است استفاده کرد. نوع دیگر فتوسل سلنيم است که در مقابل انتهایی باند نور مرئی بطرف غير مرئی بخصوص حوالی نور بنفش حساسيت دارد. از فتوسل معموال برای خاموش و روشن کردن اتوماتيک المپهای معابر استفاده می شود .و بطور کلی طرز کار آن به گونه ایی است که در روز فتوسل ولتاژی را توليد می کند و باعث تحریک رله ایی می شود که باعث تغيير حالت کنتاکتها می شود و باعث فرمان قطع مدار روشنایی معابر می شود .با تاریک شدن هوا چون نوری وجود ندارد فتوسل دیگر ولتاژی توليد نمی کند و جریانی به رله نمی رسد در نتيجه المپهای معابر روشن می شوند. اندازه گيری انرژی الکتریکی و دستگاههای مربوطه دستگاههای اندازه گيری و مدارهای آنها: دستگاههای اندازه گیری معموالً به سه منظور بکار می روند: 1ـ دستگاههای اندازه گیری تابلویی 2ـ دستگاههای اندازه گیری قابل حمل و نقل 3ـ دستگاههای اندازه گیری آزمایشگاهی در اینجا به دستگاههای اندازه گيری تابلویی اشاره می کنيم .منظور از دستگاههای اندازه گيری تابلویی دستگاههایی می باشند که مخصوص نصب تابلوها هستند و معموال ً فقط یک رنج سنجش دارند .کالس دستگاههای اندازه گيری تابلویی ( -5 ) 5/1 -5/2می باشند. سنجش جریان: آمپر متر شدت جریان مصرف کننده را می سنجد .بنابراین با مصرف کننده به طور سری قرار می گيرد. مقاومت داخلی آمپرمتر بسيار کم است و آن به دليل کم کردن افت ولتاژ دو سر آمپر است .برای توسعه حدود سنجش آمپرمتر از مقاومت شنت ( موازی) استفاده ميشود و برای استفاده در شبکه فشار قوی از ترانسفورماتور جریان استفاده می شود. سنجش ولتاژ: ولتمتر برای سنجش ولتاژ استفاده می شود و با هر قسمت که نياز به سنجش ولتاژش است بصورت موازی قرار می گيرد .مقاومت داخلی ولتمتر زیاد است تا ایجاد خطای اندازه گيری نکند و هر چقدر مقاومت داخلی ولتمتر بزر گتر باشد مرغوبتر است .برای اندازه گيری ولتاژهای زیاد از ترانسفورماتور ولتاژ استفاده می شود .سيم پيچ اوليه این ترانسفورماتور به شبکه فشار قوی و ثانویه آن به دستگاه اندازه گيری وصل می شود و با توجه به نسبت تبدیل آن ولتاژ قرائت می شود. سنجش انرژی الکتریکی ،ساختمان و طرز کار کنتور: برای اندازه گيری الکتریکی مصرفی از کنتور استفاده می شود .کنتورها به دو صورت تک فاز و سه فاز ساخته می شوند که هر یک با توجه به نوع سنجش انرژی الکتریکی ( اکتيو یا راکتيو) نيز ميتواند دسته بندی شوند. طرز کار کنتور تکفاز: بوبين جریان که بصورت سری با مصرف کننده قرار می گيرد و بوبين ولتاژ که به دوسيم شبکه اتصال دارد کارشان ایجاد ميدان مغناطيسی متناوبی می باشد که این دو ميدان در صفحۀ آلومينيومی توليد جریان فوکو ميکند در اثر تاثير متناوب ميدانهای مغناطيسی روی صفحه ،حرکت دورانی بوجود می آید. چون شدت ميدان مغناطيسی متناسب با شدت جریان و کميت ولتاژ است بنابراین حرکت صفحه نيز متناسب با حاصل ضرب شدت جریان کل و ولتاژ خواهد بود .حرکت چرخ دنده ها نگهداری زمان را به عهده دارند ،یعنی حاصلضرب قدرت الکتریکی در زمان که به آن انرژی الکتریکی گفته می شود برای جلوگيری از حرکت کنتور در حالت بی باری از زبانه فلزی که روی هسته بوبين ولتاژ قرار دارد و با محور دیسک در تماس است استفاده می شود و برای خنثی کردن اصطکاک و خواندن جریانهای ضعيف از ميله اتصال کوتاه در هسته بوبين ولتاژ استفاده می شود .کار آهنربای دائم نعلی شکل ترمز کردن و یکنواخت کردن حرکت صفحه آلومينيومی می باشد. کنتور سه فازه: کنتور سه فاز تشکيل شده است از دو یا سه کنتور تکفاز که در یک دستگاه نصب شده باشند .در کنتور سه فاز دستگاههای تنظيم کننده شبيه کنتور یک فاز وجود دارد بطوری که هر سيستم دارای تنظيم کننده مخصوص به خود است .در کنتور سه فاز دو مغناطيس دائمی جهت تنظيم تعداد دور صفحه آلومينيومی به کار می رود .بطوریکه هر کدام روی یک صفحه آلومينيومی اثر می گذارد. کنتور سه فاز اکتيو: کنتورهای اکتيو سه فاز را برای کيلو وات ساعت مصرفی در شبکه های سه سيمه و چهار سيمه به کار می برند .اتصال کنتور سه فاز سه سيمه یا چهار سيمه به شبکه می تواند بطور مستقيم یا توسط ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ باشد. نمره اندازه کنتور که برای اتصال بدون واسطه به شبکه ساخته شده است مستقيماً مقدار کيلو وات ساعت را نشان می دهد .در مورد کنتورهایی که برای اتصال مستقيم ساخته شده اند ولی توسط ترانسفورماتورهای اندازه گيری در مدار بسته می شود باید مقدار خوانده شده توسط نمراتور را در ضریب تبدیل ترانسفورماتورها ضرب کرد تا کيلو وات ساعت طرف پریمر ( اوليه) مبدلهای جریان و ولتاژ بدست آید .کنتورهایی نيز ساخته می شوند که باید با مبدل جریان و ولتاژ بکار روند ولی احتياج به ضرب نمودن ضریب تبدیل ترانسفورماتورها را ندارند و مستقيماً کيلو وات ساعت طرف اوليه مبدلها را نشان می دهند .در شکل ( ) 3-4نحوۀ اتصال کنتور سه فاز سه سيمه و چهار سيمه با مبدل و بدون مبدل نشان داده شده است. کنتور سه فاز راکتيو: در کارخانجات و مراکز صنعتی برای اندازه گيری مصرف دواته (کيلو ولت آمپر راکتيو) از کنتور راکتيو استفاده می شود ساختمان داخلی و طریقه عمل کنتور درست مانند کنتور اکتيو می باشد ولی در اینجا بایستی مدار اتصاالت سيم پيچهای داخل کنتور طوری باشد که بين جریان سيم پيچ ولتاژو سيم پيچ جریان 90درجه اختالف فاز ایجاد شود تا مقدار مصرف راکتيو مدار نشان داده شود این عمل یعنی تغيير سربندی داخل آن توسط کارخانجات سازنده کنتور انجام می شود. کنتور دو تعرفه: به علت یکنواخت نبودن مقدار مصرف برق در ساعات مختلف ،کارخانه توليد کننده برق نيز باید برای تــأمين آن همزمان با افزایش مصرف مقدار توليد انرژی الکتریکی را باال ببرد مثال در اوایل شب مصرف خيلی زیاد و در نيمه شب خيلی کم می باشد برای پایين آوردن مقدار پيک مصرف در اوایل شب و تشویق مشتریان به تغيير زمان مصرف از ساعاتی که کارخانه برق با پيک (ماکزیمم) کار می کند به ساعات کم مصرف دیگر قيمت مصرف برق در دو زمان ذکر شده متفاوت در نظر گرفته می شود برای محاسبه مقدار کيلو وات ساعت در دو زمان یاد شده احتياج به کنتوری است که دارای دو شماره اندازه باشد و حرکت صفحه های کنتور توسط چرخ دنده در ساعات مناسب به یکی از شماره اندازه ها مرتبط گردد بدین منظور کنتورهای یک فاز و سه فاز دو تعرفه ساخته می شوند در این کنتورها گردش محور کنتور بوسيله یک رله مغناطيسی به یکی از شماره اندازها منتقل شده و توسط یک زبانۀ فلزی نيز می توان از خارج کنتور تشخيص داد که کدام یک از نمره اندازها کار می کند. رله مغناطيسی داخل کنتور معموال ً توسط یک ساعت الکتریکی بصورت اتوماتيک فرمان می گيرد این ساعت دارای صفحه ای است که به 24قسمت (24 ساعت) تقسيم شده است بر روی این صفحه دو زبانه وجود دارد که می توان آنها را در محل مناسب تنظيم و محکم نمود این ساعت توسط یک موتور الکتریکی کوک شده و صفحه آن هر 24ساعت یکبار می چرخد با گردش صفحه یکی از زبانه ها در زمان تعيين شده کنتاکتهای کليد داخل ساعت را قطع و یا وصل می کند این کليد نيز مدار رله داخل کنتور را قطع و یا وصل نموده و نمره انداز کنتور تعویض می شود. برای محل هایی که دارای چندین کنتور دو تعرفه بوده و بخواهيم همزمان نمره اندازهای آنها تغيير کند می توان از یک ساعت استفاده کرد در این صورت باید رله تمام کنتورها با یکدیگر موازی شوند. کابل بعد از توليد انرژی الکتریکی توسط نيروگاه باید آنرا جهت مصارف صنعتی ،خانگی ،روشنایی و ...انتقال داد چون انتقال انرژی الکتریکی در فواصل دور باعث تلفات بسيار زیاد می شود لذا برای انتقال این انرژی حياتی روشهایی اتخاذ می شود که تلفات را به حداقل برساند بدین منظور از ترانسفورماتورهای فشار قوی ولتاژ را از حدود 20کيلو ولت به حدود 63و 132و 400کيلو ولت می رسانند و سپس آنرا بوسيله سيم های هوایی انتقال می دهند در محل توزیع انرژی الکتریکی دوباره این ولتاژ را بوسيله ترانسفورماتورهای کاهنده به ولتاژهای استاندارد شده تبدیل می کنند توزیع انرژی الکتریکی به دو صورت انجام می پذیرد یکی بوسيله سيم های هوایی و دیگری بوسيله کابل که در این قسمت به بررسی و شناخت کابل و کابل کشی پرداخته و در بخش دیگر به شبکه هوایی خواهيم پرداخت. کابل: هر نوع هادی که بتواند جریان برق را از داخل خود عبور داده و توسط موادی از محيط اطراف خود عایق شده باشد بطوریکه ولتاژ روی سطح عایق نسبت به زمين برابر صفر و در روی سطح سيم یا هادی نسبت به زمين دارای ولتاژ فازی باشد کابل ناميده می شود برای عایق کردن کابلهای الکتریکی بسته به نوع مصرف از مواد مختلفی استفاده می شود که مهمترین آنها کاغذهای آغشته به روغن های مخصوص -مواد پالستيکی و P.V.Cو مواد مختلف دیگری می باشد. ساختمان کابل: کابلهای فشار ضعيف بسيه به موارد استفاده آنها به صورتها و مشخصه های گوناگون ساخته می شوند کابلهایی که در فشار ضعيف حامل جریان زیادی نمی باشند دارای ساختمان ساده ای نسبت به کابلهای با جریان زیاد می باشند و اغلب هادی آن ها از جنس مس و عایق بسته به مواد استفاده از جنس الستيک و پالستيک مخصوص ( )P.V.Cکه بنام پروتو دور معروف است تشکيل شده است. مزایای کابل پروتو دور: -1کابل کشی با شعاع خمش کم -2وزن کم -3عدم وجود مواد مذاب روغن -4قابل اشتغال نیست و در صورت آتش سوزی باعث هدایت آتش سوزی نمی شود. -5در مقابل مواد شیمیایی و اثرات جوی پایدار است. عایق کابل : عایق کابل از مواد مختلفی از قبيل مواد کائوچویی مخلوط با گوگرد -مواد ترموپالستيک و سنتيک که مهمترین آن ماده ( )P.V.Cاست که به روش الکستروژن بر روی هادی کشيده می شوند جهت تشخيص دادن سيم های کابل از یکدیگر عایق آنرا رنگی می سازند. که رنگ ترکيبی سبز -زرد برای سيم اتصال زمين است و مصرف غير آن مجاز نيست و از سيم آبی رنگ به عنوان سيم نول استفاده می شود ولی در صورت نبودن سيم نول از آن به عنوان هر سيمی غير از سيم حفاظتی می توان استفاده کرد. هادی کابل: بطور کلی به دو دسته مسی و آلومينيومی تقسيم می شود و از نظر نوع سطح مقطع و شکل آن و همچنين تک رشته یا چند رشته بودن نيز به دسته های مختلفی تقسيم می شوند. برای مشخص شدن کابلها ،در روی قرقره کابل و یا در بعضی موارد روی بدنه کابل حروفی که مشخص کننده نوع غالفها و عایقهای بکار رفته می باشند نوشته می شود. غالف کابل : جهت جلوگيری از ورود رطوبت به داخل عایق کابل باید عایق کابل با یک غالف فلزی پوشيده شود جنس غالف یا روپوش کابل که امروزه جهت حفاظت عایق بکار برده می شود از پوسته سرب یا آلومينيوم می باشد و در مواردی نيز از ماده P.V.Cجهت تامين حفاظت در برابر صدمات و ضربات مکانيکی به روی کابل کشيده می شود. حفاظت کابل : در بعضی از کابلها برای تأمين حفاظت در برابر برق گرفتگی ناشی از ضربه خوردن به کابل دور آن حفاظتی از مس وجود دارد این حفاظ متشکل از تعدادی مفتول مسی است که بر روی محيط کابل قرار گرفته و نواری مسی به صورت مارپيچ به دور آن پيچيده می شود از حفاظ به عنوان سيم زمين نيز استفاده می شود. عوامل موثر در تعيين سطح مقطع کابل : -1جریان مجاز عبوری از کابل -2درجه حرارت محیط -3تعداد کابلهایی که در کنار هم قرار می گیرند -4درصد افت ولتاژ مجاز کابل کشی مراکز صنعتی – تجاری : در این مراکز معموال ً ارتباط مصرف کننده ها با دستگاه های فرمان ،تابلوهای تقسيم و شبکه توسط کابل های چند سيمه انجام می شوند .جهت کابل کشی از روشهای مختلفی استفاده می شود که می توان از قرار دادن کابلها در داخل لوله های فوالدی یا عایق قرار دادن کابل در داخل کانالها و ...نام برد. در موارد زیادی کابلها را در داخل کانالهایی قرار می دهند که بر روی زمين کنده شده و معموال ً دیواره های آنها از بتن بوده و روی آن ها توسط روقه های فلزی آجدار و یاصفات بتن پوشيده می شود عمق این کانالها 30سانتی متر بوده و عرض آنها نيز بين 30تا 100سانتی متر است و در محلهای مخصوص انشعابات در نظر گرفته می شود فاصله گابلها از یکدیگر در داخل کانال بایستی حداقل 5سانتی متر باشد در مواردیکه امکان استفاده از کانال های زمينی نباشد می توان از کانال هایی که از فلز یا عایق ساخته شده و در کنار دیوار یا زیر سقف قرار می گيرند استفاده نمود. طریقه متداول دیگر کابل کشی روی دیوار می باشد که برای اینکار بایستی از بست استفاده شود. مواردی که جهت انتخاب بستها در کابل کشی باید مورد توجه قرار گيرد : -1اندازه قطر خارجی کابل -2نوع کابل کشی از نظر موقعیت مکانیکی ،حرارتی و شیمیایی محل -3نوع کابل کشی از نظر قابل رویت (روی دیوار) و یا غیر قابل رویت (بین سقفها) -4امکان بستن ساده کابل -5قیمت مناسب مونتاژ در کابل کشی روی دیوار که قابل رویت می باشد بهتر است بيشتر از 5کابل کنار یکدیگر قرار نگيرند و فاصله کابلها از یکدیگر بایستی حداقل به اندازه قطر کابلها باشد فاصله بست ها از یکدیگر بستگی به قطر خارجی ،طول و نحوه قرار گرفتن کابل روی دیوار (عمودی – افقی) دارد که بطور متوسط 50سانتی متر می باشد که برای کابلها با مقاطع کوچک و مسيرهای کوتاه 30سانتی متر و در مسيرهای طویل و کابل با مقطع بزرگ به 80سانتی متر نيز می رسد .فاصله بست ها در حالتی که بصورت عمودی روی دیوار نصب شده اند می تواند بيشتر از حالت افقی باشد. در کشيدن چند کابل در کنار هم می توان از بست های رکابی استفاده نمود که توسط یک بست رکابی چند کابل کنار یکدیگر را نگه می دارد و کار را بسيار آسان می نماید. سينی کابل کشی : در کارخانجات و کارگاهها جهت کابل کشی و عبور کابلها از محلهای مختلف به دالیل مختلف از قبيل محدودیتهایی در مورد عبور مسير کابلها ،برخورد با ستونهای بتونی یا فلزی و ...از سينی کابل استفاده می کنند که می توان با قرار دادن کابلها بر روی سينيهای کابل که از صفحات مشبک استفاده می شوند کابل کشی کرد در این حالت تبادل حرارتی بهتر انجام شده و تعویض کابلها و کم و زیاد کردن کابلها به راحتی انجام می شود. کابل کشی زمينی : قبل از کشيدن کابل باید محل کابل کشی دقيقاً معلوم گردد سپس جهت دوام کابل باید خاک را از نظر دارا بودن اسيد ،آهک ،نمک ،کلر و غيره آزمایش کرد چون این موارد کابل را خورده و از بين می برد در صورت نامساعد بودن خاک کابلهایی که دارای محافظ مخصوص جهت جلوگيری از عوامل زنگ زدگی و فساد هستند باید انتخاب نمود در موقع کابل کشی باید دقت شود که کابل پيچانده نشود تا نخورد ،جمع نشود و خيلی تحت نيروی کششی قرار نگيرد کانالها باید بصورت کنده شود علت کندن کانال با زاویه برای جلوگيری از ریختن خاک به داخل کانال و همچنين استحکام دیواره های کانال می باشد. خاکهای برداشته شده باید 30سانتی متر بعد از لبه کانال ریخته شود. قبل از قرار گرفتن کابل در کانال قسمت تحتانی کانال (کف کانال) آجر فرش شده و سپس به ضخامت 10سانتی متر ماسه نرم روی آن ریخته و بعد کابل را روی آن قرار می دهند و مجدد روی کابل به ضخامت 15 سانتی متر ماسه ریخته و روی آن را توسط آجر فرش می کنند و بر وری آجر خاک می ریزند اگر کابل را مستقيماً در زمين چال کنند از نظر اقتصادی ارزانتر خواهد بود و از کابل نيز بيشتر می توان بار گرفت و یا به عبارت دیگر استعداد باردهی کابل به علت تشعشع بيشتر حرارت بيشتر می شود ولی به لحاظ تحمل فشارهای ممکنه از سوی زمين به کابل در اثر وارد آمدن نيروهای مختلف کمتر بوده و نيز برای تعميرات کابل و کندن مجدد کانال جهت یافتن کابل پر هزینه تر و زمان بيشتری نياز دارد. عمق کانال ،فاصله کابلها از یکدیگر در داخل کانال : در داخل شهر معموال ً کابل را در پياده رو چال می کنند و عمق کانال از سطح زمين بستگی به تعداد کابلهایی که روی یکدیگر قرار دارند دارد کابل طبقه فوقانی باید حداقل 60سانتی متر زیر خاک پياده رو و یا یک متر زیر سطح خيابان باشد عرض کانال بستگی به تعداد کابلهایی دارد که پهلوی یکدیگر قرار می گيرند اگر از یک کانال برای عبور کابل فشار قوی و فشار ضعيف استفاده نمودیم بهتر است که کابل فشار قوی در زیر و کابل فشار ضعيف را در باالی آن قرار دهيم و مابين این دو کابل را توسط آجر و ماسه از یکدیگر جدا سازیم. چنانچه چند کابل در یک کانال و به موازات هم قرار گرفته باشند باید فاصله آنها از یکدیگر حداقل 20سانتی متر باشد و هنچنين فاصله کابل با لوله آب یا گاز که به موازات هم هستند نباید کمتر از 30سانتی متر باشد و بطور کلی کابلها تا 500 ولت باید حداقل 60سانتيمتر و کابلها تا 20کيلو ولت یک متر از سطح زمين فاصله داشته باشند و فاصله آنها از یکدیگر نيز کمتر از 20سانتی متر نباشد. شعاع خمش کابل : در کابل کشی ما نمی توانيم کابل را به هر شعاعی خمش دهيم زیرا شعاع خمش کم سبب صدمه دیدن به کابل خواهد شد لذا در کابل کشی شعاع خمش کابل به قطر کابل بستگی دارد و حداقل شعاع خمش کابل 15برابر قطر کابل است که با توجه به چند رشته بودن یا تک رشته بودن و همچنين نوع روپوش کابل این ضریب تغيير می کند. تابلوهای الکتریکی : تابلوهای توزیع جهت تقسيم و تنظيم و کنترل انرژی الکتریکی به کار می روند که به دو دسته فشار قوی و فشار ضعيف تقسيم می شوند که در اینجا به تابلوهای فشار ضعيف می پردازیم. تابلوهای فشار ضعيف : پس از تبدیل ولتاژ فشار قوی به ولتاژ فشار ضعيف در پست های ترانس جهت تقسيم انرژی الکتریکی از تابلوهای فشار ضعيف استفاده می شود تنوع مصرف کننده ها احتياجات مختلف در مورد طرح و اندازه تابلوهای فشار ضعيف را ایجاب می کند این تابلوها از جنس :عایق ،چدن ،ورقه های آهنی و به شکلهای مختلف ،دیواری ،توکار و روکار ساخته ميشوند بر روی آنها و داخل تابلوها بسته به نياز از المپهای سيگنال – وسایل اندازه گيری – دکمه های فشاری – دسته کليد ها نصب می شوند. طراحی تابلوهای فشار ضعيف :برای طراحی یک تابلو فشار ضعيف به کار گرفتن مطالب زیر الزامی است. -1مشخص شدن ولتاژ وردی و نوع جریان و فرکانس آن -2با توجه به نوع و تعداد مصرف کننده ها بایستی قدرت مصرفی قسمتی که تابلو را برای آن طرح می نمایيم مشخص گردد. -3نوع کليدها و دستگاههای حفاظتی با توجه به کاتالوگ ها و جداول تهيه شود. -4کابلهای ورودی و خروجی و همچنين شين ها تحمل بار مورد نظر را داشته باشند. -5فضای داخل تابلو بيشتر از اندازه خالص وسایل در نظر گرفته شود. -6در نظر گرفتن حفاظت های الزم طبق استاندارد -7نصب دستگاه های اندازه گيری در محلهایی که به راحتی قابل رویت باشند و مقایسه آنها راحت باشد. -8حرارت داخل تابلو از حد معينی نباید بيشتر شود و هوا داخل تابلو امکان جابجایی داشته باشد. -9درب تابلو حتماً دارای قفل یا کليد مخصوص باشد تا در دسترس همگان به راحتی قرار نگيرد. -10سيم ها یا شين ها با رنگهای مخصوص مشخص شوند که جهت تشخيص آنها سيم زمين به رنگ «سبز و زرد» سيم نول آبی و فازها به ترتيب Rزرد – Sسبز – Tبنفش استفاده می شود. -11محل کابلهای ورودی و خروجی مشخص شود. -12کشيدن نقشه تک خطی تابلو محاسبه سطح مقطع کابلها : با توجه به تعداد مصرف کننده ها و نوع آنها می توان از تابلو اصلی چندین انشعاب یا مسير مجزا در نظر گرفت که سر راه هر یک فيوز مناسبی قرار دهيم لذا برای هر مسير با توجه به توان مصرفی آن مسير می توان سطح مقطع کابل مورد نظر را محاسبه نمود الزم به ذکر است که در انتخاب سطح مقطع استاندارد هميشه باید مقطعی را انتخاب کنيم که از مقدار محاسبه شده بيشتر باشد تابه راحتی قادر به تحمل جریان عبوری باشد. شبکه هوایی انرژی الکتریکی توليد شده در نيروگاه توسط سيم های هوایی و یا کابلهای زمينی فشار قوی به محلهای مصرف هدایت می شوند. هادیهای بکار رفته در شبکه هوایی: بين فلزاتی که به عنوان هادی انتخاب می شوند مس از همه آنها بيشتر مورد استفاده قرار می گيرد زیرا 1 :ـ بعد از نقره ( که به ندرت یافت می شود و گران قيمت است ) مس بهترین هادی جریان الکتریکی می باشد ( مقاومت مخصوص آن کم است). 2ـ فراوان است و استحکام مکانيکی خوبی دارد. 3ـ به راحتی انعطاف پذیر است لذا با خم و راست شدن زود نمی شکند. 4ـ در برابر تأثيرات جوی ( مثل رطوبت) پایدار است و اکسيده نمی شود. بعد از مس آلومينيوم به عنوان هادی الکتریکی درشبکه ها به کار می رود اگر چه هدایت مخصوص آن کمتر از مس است ليکن وزن آن نيز کمتر است و اگر بخواهيم هادی آلومينيومی از نظر هدایت الکتریکی معادل هادی مس گردد باید مقطع آن 6/1برابر مقطع هادی مسی انتخاب نمائيم .استحکام مکانيکی هادی آلومينيومی به مراتب کمتر از هادی مسی است برای افزایش استحکام مکانيکی عموماً آنرا به صورت آلياژ به کار می برند مانند آلدری که 7/98درصد آلومينيوم خالص 5/0درصد منيزیم 5/0درصد سيلسيم و 3/0درصد آن آهن است ،که به این ترتيب استحکام و دوام آن را باال می برند و یا راه دیگر افزایش استحکام مکانيکی هادی آلومينيومی استفاده آن به صورت آلومينيوم فوالد می باشد که در وسط آن یک یا چند رشته سيم فوالدی قرار می دهند ( مغزی فوالدی) برای باال بردن قابليت انعطاف پذیری هادیها آنها را به صورت چند رشته ای می سازند. جهت چرخش هر الیه در هادیهای چند رشته ای بر خالف الیه ای مجاور می باشد تا از باز شدن رشته ها جلوگيری شود. ازطرفی تأثير رطوبت بر هادی آلومينيومی به مراتب بيشتر از هادی مسی است. به طوری که در هوای مرطوب به سرعت اکسيده می شود لذا اتصاالت الکتریکی با هادی آلومينيومی باید با دقت فراوان همراه باشد .مخصوصاً چنانچه اتصال آلومينيوم با مس باشد در این صورت در اثر تأثير رطوبت یک پيل با مدار بسته ای بوجود خواهد آمد که قطب مثبت آن را مس وقطب منفی آن را آلومينيوم می سازد .دراین وضعيت پس از مدتی در نتيجه عبور جریان ،هادی آلومينيومی خورده می شود .ليکن بهتر است در اینگونه موارد از کلمپ های مخصوصی که برای اتصال قسمت آلومينيومی به قسمت مسی درست شده اند استفاده شود ( کلمپ های بی مثالی). حداقل سطح مقطع: حداقل سطح مقطع برای سيم های هوایی از جنس مسی 6ميلی متر مربع می باشد به شرط اینکه فاصله تيرها از 45متر بيشتر نشود .چنانچه فاصله تيرها بشتر از 45متر شود از سيم مسی با مقطع 10ميليمتر مربع استفاده می شود .اگر بخواهيم از سيم آلومينيومی بجای سيم مسی استفاده کنيم بجای سيم مسی 6ميلی متر مربع از سيم 16ميليمتر مربع آلومينيومی و بجای مسيم مسی 10ميليمتر مربع از سيم آلومينيومی 25ميليمتر مربع استفاده نمود. فاصله بين سيم ها: مجموع تأثيرات الکتریکی و مکانيکی سبب تعيين فاصله بين سيم ها خواهد شد .از نقطه نظر الکتریکی هر چه فاصله بين سيم ها زیادتر باشد .افت ولتاژ در شبکه نيز زیادتر خواهد شد .از طرف دیگر فاصله بين سيم ها را نمی توان از حد معينی کمتر انتخاب نمود زیرا ممکن است سيم ها به یکدیگر برخورد کنند و در شبکه اتصال کوتاه رخ دهد .از نقطه نظر مکانيکی این فاصله باید طوری باشد که در اثر وزش باد ،و نيز قرار گرفتن برف و یخ روی سيم مقدار فاصله از حد معينی کمتر نشود .البته هر فاصله بين پایه ها زیادتر باشد امکان جابجایی سيم ها نيز زیادتر می شود .لذا متناسب با افزایش فاصله بين پایه ها باید فاصله بين سيم ها را نيز افزایش داد .بنابراین فاصله بين سيم ها تابعی از ولتاژ شبکه و فاصله بين دو پایه می باشد. فاصله بین پایه ها ( اسپان یا اسپن): فاصله بين دو پایه متوالی را اسپان می نامند .هر چه این فاصله زیادتر باشد تعداد پایه ها و متعلقات آن کمتر شده در نتيجه هزینه شبکه کاهش خواهد یافت .البته این فاصله نباید از حد معين خود بيشتر شود که معموال ً بين 40تا 70 متر می باشد .و با ( ) lنمایش می دهند. فلش یا شکم سیم: فاصله بين رأس تير تا پائين ترین نقطه سيم را فلش یا شکم سيم می گویند و به عبارت دیگر اگر رأس دو تير مجاور را به یکدیگر متصل کنيم بيشترین فاصله بين سيم و خط و اصل دو تير را شکم سيم می گویند. فاصله آزاد: فاصله بين پائين ترین نقطه سيم تا زمين را فاصله آزاد می گویند. پایه ها: برای حمل و نگهداری سيم در شبکه های هوایی از پایه استفاده می شود پایه ها انواع مختلفی دارند از قبيل پایه های چوبی، فوالدی ،بتونی ،برج یا دکل و ... پایه های چوبی: دالیل استفاده از پایه های چوبی در شبکه های هوایی: 1ـ پایه های چوبی عایق طبيعی هستند. 2ـ در مناطقی که چوب فراوان باشد ارزانتر است. 3ـ به علت وزن کم حمل و نقل آنها آسانتر است. 4ـ سهولت در نصب به علت وزن کم انواع پایه های چوبی: 1ـ سرو آزاد :این نوع پایه ها از بادوامترین نوع پایه های چوبی است و پر از گرده های کوچک است .همچنين سبک و محکم و نسبتاً راست است و به طور منظم به ترتيب از پائين به باال باریک می شود. 2ـ شاه بلوط :چوبی است محکم و با دوام و دارای گرده هایی کمتر از سرو ولی نسبتاً کج و معوج است و نسبت به تيرهای چوبی دیگر دیرتر می پوسد. 3ـ کاج :این نوع پایه نيز از پائين به باال باریک شده و ظاهر خوب و استحکام قابل قبولی دارد. پایه های بتونی: این پایه ها به علت آرماتورهایی که در داخل آنها قرار دارد دارای استحکام زیادی است .وزن این پایه ها زیاد بوده و به همين جهت هزینه حمل ونقل و نصب آنها نسبتاً زیاد است و برای نصب آنها نياز به جرثقيل می باشد .بنابراین معموال ً در نقاطی که تعداد زیادی از آن الزم باشد. سعی می کنند که حتی االمکان پایه ها را در همان نقاط بسازند .پایه های بتونی برای نقاط مرطوب به مراتب مناسبتر از پایه های چوبی می باشد و دارای عمر بيشتری نيز می باشند .رایج ترین طول پایه های بتونی در ایران به ارتفاعهای ( 7و 8و 9و 10و 12و ) 14متر و برای قدرت های کششی ( 200و 400و 600و 800و 1000و ) 1200 کيلوگرم ساخته می شوند. پایه های فلزی ( فوالدی): مزیت این پایه ها نسبت به پایه های چوبی این است که در معرض حمله حشرات مثل موریانه و نيز تحت تاثير عوامل جوی مثل رطوبت قرار نمی گيرند و استحکام بيشتری دارند. مزیت پایه های فوالدی نسبت به پایه های بتونی این است که ارتفاعش را به هر ميزانی که مورد نياز باشد می توان ساخت همچنين قابليت انعطاف پذیری پایه های فوالدی بيشتر از پایه های چوبی و بتونی است .الزم به ذکر است که جهت باال بردن عمر پایه های فوالدی فلز مصرف شده بصورت گالوانيزه باشد و سپس رنگ آميزی شود. طول پایه ها: دو عامل مهم در انتخاب پایه ها مهم بوده و نقش اساسی داردند 1 .ـ طول پایه ها 2ـ استحکام نسبت به طول و قطر آنها استحکام مورد نياز پایه ها بستگی به وزن بازوهای افقی ،محل نصب مقره ها و بازوهای نگاه دارنده ،کراس آرم ،مقره ها ،اتریه ها ،سيم ها و سایر تجهيزات شبکه دارد. عمق گودال جهت نصب پایه ها: در تعيين عمق گودال یک پایه بایستی به مطالب زیر توجه کرد: 1ـ طول پایه 2ـ شرایط خاک 3ـ وزن و عوامل کشش اما طبق یک محاسبه تجربی عمق چاله ها را به اندازه طول پایه به عالوه 60 سانتی متر حفر می کنند. مثال ً اگر طول پایه 9متر باشد عمق گودال جهت نصب این پایه 150سانتی متر است. مقره ها: برای جدا کردن سيم حامل جریان از پایه ها و تجهيزات نگهدارنده ( کنسولها و اتریه ها) از مقره استفاده می شود .عيبی که مقره ها دارند این است که چون جنس آنها از چينی یا شيشه است در اثر بی احتياطی و ضربه می شکند و یا ترک می خورد مقره ها برای ولتاژهای معينی ساخته می شوند. انواع مقره : 1ـ مقره چرخی یا قرقره ای: از این نوع مقره در شبکه فشار ضعيف بيشتر از انواع دیگر استفاده می کنند و علت آن عمودی بودن شبکه های فشار ضعيف می باشد .در گذشته که شبکه بيشتر به صورت افقی بود از مقره های سوزنی استفاده می شد وسط مقره دارای سوراخی است که در تمام طول مقره وجود دارد از داخل این سوراخ ميله ای عبور می کند که مقره را از دو طرف یعنی از باال و پائين به اتریه می بندد و اتریه توسط پيچ و مهره هایی به پایه محکم می شود .در شکل ( ) 5-3پنج سيم هوایی که به پنج مقره چرخی محکم شده نشان داده می شود .همچنين ممکن است این مقره ها دارای 2شيار باشند. 2ـ مقره مهاری: در شبکه های فشار ضعيف برای نصب مهارهایی الزم در خطوط از مقره مخصوص مهار برای جداسازی یا عایق کردن سيم مهار از شبکه استفاده ميشود. 3ـ مقره سوزنی ( ثابت یا ميخی) : عموماً در پایه های ميانی شبکه های هوایی بکار می رود و ابعاد آن متناسب با ولتاژ شبکه می باشد .در داخل هر یک از مقره ها ميله ایی بنام پایه به مقره عبور می کند و آنها را روی کنسول مربوطه محکم می سازد. 4ـ مقره آویز یا بشقابی: این مقره ها را طوری می سازند که می توان تعداد آن را کم ویا زیاد کرد .هر چه ولتاژ شبکه قوی تر باشد تعداد مقره ها نيز بيشتر است. کنسولها ( کراس آرم ها): برای نگهدای سيم های هوایی روی پایه ها ،همچنين جهت دور نگه داشتن سيم های هر فاز از فازهای دیگر و باالخره جهت رعایت فواصل استاندارد مقره ها ( در نتيجه هادیهای هر فاز) از کنسول ( کراس آرم) استفاده می شود .کراس آرمها بر حسب موارد استعمالشان می توانند چوبی یا آهنی ( نبشی یا ناودانی ) ساخته می شوند .از لحاظ نحوه نصب روی پایه ها به صورتهای افقی ـ جانبی ( پرچمی ) ـ جناقی (کانادائی ) تقسيم می شوند. ترتيب قرار گرفتن سيم های فاز و نول روی شبکه: در شبکه هوایی در اثر صاعقه و سایر عوامل جوی و همچنين قطع و وصل مصرف کننده های پر قدرت ولتاژی بيشتر از ولتاژ مجاز ایجاد می شود .برای حفاظت شبکه در مقابل ضربات صاعقه از سيم نول و زمين کردن آن استفاده می شود .بدین ترتيب که در خطوط هوایی اولين سيم از باال سيم نول می باشد سپس سيم نول را در نقاط مختلف زمين می کنند و در صورت برخورد صاعقه با خطوط هوایی انرژی آن در سيم نول تخليه شده و از آنجا به زمين هدایت می شود .دومين سيم شبکه از باال مربوط به فاز شب یا معابر است که جهت تأمين انرژی الکتریکی روشنایی معابر استفاده می شد .سومين و چهارمين و پنجمين سيم مربوط به سه فاز است که به ترتيب فاز Rو Sو Tنام گذاری می شوند. اصلی کردن سيم ها به مقره ( اتصال سيم ها روی مقره): هادیها توسط سيم هایی به گردن مقره بسته می شوند .در مسيرهای مستقيم سيم حامل جریان در قسمت داخلی مقره قرار می گيرد تا در صورت پاره شدن بند نگهدارنده ،سيم آزاد شده روی زمين نيفتد بلکه بر روی پایه مقره یا کنسول آویزان بماند .الزم به ذکر است چنانچه هادی مسی است باید سيم اتصال نيز مسی می باشد و اگر هادی آلومينيومی باشد سيم اتصال نيز آلومينيومی باید باشد. برای بستن سيم ها بر روی مقره های انتهایی از بستهای پيچی، پرسی و کلمپ استفاده می شود .امروزه در ایران برای اصلی کردن هادیها به مقره های ابتدا و انتها و ميان خط مطابق استاندارد از گره ها و کلمپ استفاده می شود. اتصاالت و انشعابات: 1ـ اتصاالت سيم های مسی :در گذشته برای بستن سيم ها به یکدیگر آنها را کنار هم قرار داده و به هم می تاباندند امروزه از اتصاالت مخصوصی استفاده می شود که می توانند در مقابل نيروی کششی زیاد به خوبی مقاومت کنند .این نوع اتصاالت عبارتند از :اتصاالت پرچی ـ پيچی و پرسی و همچنين می توان با بافتن سيم به یکدیگر اتصال محکم و خوبی بدست آورد. 2ـ اتصاالت سيم های آلومينيومی :جهت اتصال سيم های آلومينيومی از اتصاالت پرچی ،پيچی ،پرسی استفاده می شود. فاصله آزاد از ساختمانها و درختان: سيم های فشار ضعيف از ساختمانها به اندازه ای باید فاصله داشته باشند که افراد به آنها دسترسی نداشته باشند .بدین منظور بایستی فاصله افقی سيم ها از خارج ترین نقطه ساختمان حداقل 3/1متر و فاصله عمودی آن از باالترین نقطه ساختمان 3متر باشد .حداقل فاصله سيم های هوایی تا ولتاژ 20کيلو ولت از درختان بایستی 3متر باشد که در منحنی های صفحه بعد آمده است. فاصله آزاد سيم ها از زمين: حداقل فاصله سيم های هوایی فشار ضعيف از زمين در قطع خيابانها ـ کوچه ها و جاده های مناطق شهری یا روستایی یا موازات خيابانها و کوچه ها در مناطق شهری 5/5متر و در جاده های اصلی 5/6متر و در عبور از روی ریلهای قطار 2/8 متر می باشد. فاصله آزاد سيم ها از هادیهای شبکه های دیگر: حداقل فاصله سيم های فشار ضعيف از شبکه های تا 3/6کيلو ولت یک متر و از شبکه های 11تا 20کيلو ولت 5/1متر و از سيم های مخابرات 2/1متر و از سيم های مهار و سرویس 6/0متر می باشد. سيستم های اعالم کننده حریق اطالع از وقوع آتش در کمترین زمان ممکن پس از شروع آن بسيار حياتی است چرا که شدت رشد حریق به صورت نمایی افزایش می یابد .بنابراین روشن است که هر چه فعاليت های مقابله با آن سریعتر آغاز شود امکان موفقيت نيز بيشتر است .شبکه های اعالم حریق که جزئی از شبکه های اطالع رسانی به شمار می روند .عموماً خود بر حسب هدف اصلی به چند نوع کلی تقسيم می شوند. حفاظت از اموال حفاظت از جان تشخيص حریق: شبکه های تشخيص ،محصوالت حریق را تشخيص می دهند .انسان حریق را از طریق دیدن آن شنيدن صدا و بوی دود تشخيص می دهد .در صورتيکه برای یک سيستم خودکار ،این از طریق حساسيت به گرما ـ دود ـ نور ( طول موجهای ماورای بنفش و زیر قرمز) و حرکات متالطم هوا انجام می گيرد. انواع سيستم های اعالم کننده حریق: 1ـ سيستم های دستی: شاید بهترین تشخيص دهندگان دود و حریق در یک محل یا ساختمان انسانها باشند زیرا انسان قادر به تشخيص حریق از طریق صدا ـ بو و نور آن است و پس از تشخيص می تواند در سریعترین ،زمان ممکن یک تصميم منطقی اتخاذ نماید. می توان از آژیرهایی که توسط دست به صدا در می آیند مانند زنگهای دستی ـ صفحه فلزی که توسط ميله فلزی یا چکش به آن ضربه زد. ( مانند زنگ مدارس قدیمی ) ـ زنگهایی شبيه ناقوس نام برد. مزایای این سيستم: 1ـ هزینه اندک 2ـ سهولت تهيه و دسترسی 3ـ استفاده آسان معایب: 1ـ صدای این وسایل در محدوده کوچک و مشخص قابل شنيدن است 2ـ تمام یاقسمتی از وسيله اعالم کننده ممکن است مفقود گردد 3 .ـ تا زمانی صدا (آژیر) خواهد بود که فردی آنرا به کار اندازد 4 .ـ ترک محل به هنگام حریق و اعالم نکردن به موقع آن توسط مسئول آن. 2ـ سيستم های دستی ـ برقی : این گونه دستگاهها برای شروع به کار به طور دستی راه اندازی می شوند ولی نيروی الزم برای ادامه کار را از منابع اصلی یا منبع ذخيره دریافت می کنند .که جهت شروع به کار سيستم معموال ً از شستی هایی که با شکستن پوشش شيشه ای دکمه آن آزاد می شود( شستی بشکن) استفاده می شود که در چندین محل نصب می گردند. مزایای این سيستم: 1ـ دستگاه بعد از به کار افتادن باید توسط انسان قطع شود در غير این صورت آژیر به صورت مستمر ادامه می یابد 2 .ـ به طور واضح در داخل ساختمانها قابل شنيدن است 3 .ـ شخص مسئول راه اندازی آژیر پس از راه اندازی می تواند محل را ترک کند زیرا دستگاه به کار خود ادامه می دهد. معایب: 1ـ هزینه نصب آن نسبتاً زیاد است 2ـ نياز به تعمير و نگهداری مداوم دارد. 3ـ سيستم های اتوماتيک: برای کشف و اعالم حریق یا وقوع آتش سوزی اتکاء بر روی افراد است ولی به دالیلی افراد هميشه در محل وقوع حریق ممکن است نباشد تا آنرا به موقع توسط سيستم های فوق بتوانند اعالم کنند. مثال ً در قسمتهایی از ساختمان که فقط بعضی مواقع مورد بازدید قرار می گيرند مثل انبار و ...یا محلهایی که هنگام شب خالی از خدمه یا نگهبان است .پس برای چنين محلهایی یک سيستم اعالم کننده اتوماتيک حریق ارزش زیادی خواهد داشت. کاشفهای حریق ( نوع اتوماتيک) طوری طرح ریزی شده اند که یک یا چند ویژگی آتش سوزی را تشخيص بدهند بنابراین می توان کاشفهای حریق را به سه نوع دسته بندی می کرد: 1ـ کاشفهای حرارتی 2ـ کاشفهای دودی 3ـ کاشفهای شعله ای (نور) 1 ـ کاشفهای حرارتی: تشخيص دهنده های حرارت کاربرد عمومی داشته و نسبت به یک مقدار معينی دما و یا سرعت افزایش دما واکنش نشان می دهند .در بسياری از تشخيص دهنده های حرارتی از یک مقاومت کوچک الکترونيکی به عنوان حسگر دما استفاده می شود .دمای عملکرد این تشخيص دهنده ها بطور معمول حدود 65 درجه سانتيگراد است و عکس العمل این نوع سيستم خيلی سریع نيست. 2 ـ کاشفهای دودی: بيشتر سيستم های خودکار کشف حریق از طریق تشخيص ذرات دود عمل می کنند .اینها در مقایسه با تشخيص دهنده های حرارتی معموال ً سریعتر و در مراحل ابتدایی تری از حریق فعال می شوند .کاشفهای دودی معموال ً به دو صورت یونيزاسيون و اپتيکال ( نوری) موجود می باشند .البته نوعی نيز موجود است که به هر دو صورت مجهز است .اساساً تشخيص دهنده های یونيزاسيون دود با اندازه گيری مداوم مقدار جریان الکتریسيته که به علت وجود یک منبع رادیو اکتيو کوچک در فضای خالی بين دو صفحه مثبت و منفی جاری است کار می کند .منبع رادیو اکتيو باعث یونيزه شدن مولکولهای موجود در هوا می شود در نتيجه یک جریان الکتریکی کوچک جاری است .حضور ذرات دود باعث کاهش ميزان جریان الکتریسته ميگردد که این افت جریان سبب فرمان دادن خواهد شد. در نوع اپتيکال یا نوری وجود دود باعث شکسته شدن نور شده که وقتی به سمت یک سلول فتوالکتریک منحرف می شود سلول فتوالکتریک باعث فعال کردن سيستم های اعالم حریق ( خطر) خواهد کرد. 3 ـ کاشفهای شعله ای ( نور): حسگرهای اشعه ماورای بنفش و زیر قرمز را ميتوان برای تشخيص شعله استفاده کرد که البته از این نوع کاشف برای موارد تخصصی تر استفاده می شود .در این تشخيص دهنده ها انرژی تابشی آتش در طيف ماورای بنفش یا زیر قرمز باعث تحریک یک لوله گازی حساس و یا یک سلول فتوالکتریک می شود. این نوع تشخيص دهنده ها معموال ً در اماکنی که دارای حجم زیاد می باشند بيشتر مورد استفاده قرار می گيرند. عالئم دستگاههای مختلف اعالم حریق: 1ـ دکمه فشار آتش سوزی 2ـ دارای لحيم ذوب شونده 3ـ نوع بيمثالی 4ـ دستگاه اعالم آتش سوزی یا سيستم کوک 5ـ دستگاه اعالم آتش سوزی کوکی با استارت الکتریکی روشنایی فنی نور ـ منابع روشنایی ـ روشنایی فنی برای تفهيم هدف روشنایی از نقطه نظر مهندسی ـ جمعيت مهندسان روشنایی واژۀ نور را به عنوان انرژی تشعشعی ارزیابی شده توسط چشم تعریف کرده اند. از نقطه نظر فيزیکی ،نور به عنوان قسمتی از طيف الکترومغناطيسی تلقی می شود که بين طول موجهای 380تا 780نانومتر قرار دارد .این حدود در اشخاص مختلف ممکن است تغييرات جزئی داشته باشد. ماهيت نور: از ماهيت نور تا کنون تغييرات زیادی به عمل آمده است که بطور اختصار به آنها می پردازیم. 1ـ تئوری ذره ایی: این تئوری بوسيله نيوتن بيان شده و بر اصول زیر متکی است. الف ـ جسم نورانی انرژی تشعشعی را بصورت ذره از خود ساطع می کند. ب ـ این ذرات بدنبال هم به خط مستقيم پرتاب می شوند. ج ـ این ذرات بر شبکيه چشم اثر کرده و اعصاب نوری ( بينایی) را تحریک و ایجاد احساس نور می نماید. * پس بطور اختصار در این نظریه منبع نور انرژی نورانی را بصورت ذرات ریزی بنام فوتون در خط مستقيم از خود پرتاب می کند. 2ـ تئوری الکترومغناطيسی: این تئوری توسط ماکسول بيان شده و متکی بر اصول زیر است. الف ـ اجسام نورانی از خود نور را بصورت انرژی تشعشعی ساطع می کنند. ب ـ این انرژی تشعشعی به شکل امواج الکترومغناطيسی انتشار می یابد. ج ـ امواج الکترومغناطيسی بر روی شبکيه چشم عمل کرده و با تحریک اعصاب بينایی ایجاد احساس نور می نماید که امواج الکترومغناطيسی با سرعت 300هزار کيلومتر بر ثانيه از منبع نور منتشر می شود. تئوری های دیگری نيز دربارۀ ماهيت نور بيان شده و چون از حوصله این مقوله خارج است در اینجا فقط به نام آن ها اشاره کرده و از توضيح آن خودداری می شود. 3ـ تئوری موجی هویگنس 4ـ تئوری کوانتا 5ـ تئوری تلفيقی که در مهندسی روشنایی تئوری کوانتا و تئوری الکترومغناطيس بيشترین کاربرد را دارند و در اینجا تئوری الکترومغناطيس مبنای کار ما می باشد. منحنی حساسيت چشم: قدرت بينایی در افراد متفاوت بوده و بستگی به زمان ـ سن و حالت چشم از نظر سالمتی دارد .حساسيت چشم افراد بطور کلی در برابر طيف نورانی قابل رویت به طول موج نور بستگی دارد و ماکزیمم حساسيت چشم در ناحيه طيف سبز ـ زرد یا طول موج 555نانومتر می باشد. امواج غير قابل رویت که طول موج آن ها بين 100تا 380نانومتر می باشد تشعشعات ماوراء بنفش ( ) UVو امواج با طول موج 780نانومتر تا یک ميليمتر تشعشعات مادون قرمز ( ) IRناميده می شوند .اگر چه این امواج بوسيله چشم قابل رویت نمی باشند ولی اگر به اندازه کافی متراکم شود بصورت گرما روی پوست بدن محسوس هستند. کميتهای اصلی نور و روشنائی: 1ـ جریان نوری ـ شار نوری ـ توان نوری : مقدار کل انواری را که در تمام جهات از یک منبع نور در هر ثانيه در فضا پخش می شود جریان نوری ناميده می شود از آنجائيکه انرژی بر واحد زمان را توان می نامند بنابراین جریان نوری را می توان توان نوری یک منبع نور نيز دانست .جریان نوری را با نشان می دهند و واحد آن لومن می باشد و با ( ) Lmنشان می دهند. تعریف یک لومن: عبارت است از جریان نوری که از یک جسم کامال ً تيره به سطح 5805/0 ميليمتر مربع در درجه حرارت 2042درجه کلوین ساطع می گردد و یا اینکه یک لومن عبارت است از وات در طول موج 5550انگسترم. 2ـ ضریب بهره نوری: عبارت است از نسبت توان نوری منبع نور ( ) به توان الکتریکی (P ) آن و واحد آن لومن بر وات است. در منابع نور الکتریکی فقط قسمتی از توان الکتریکی آن به نور تبدیل و ما بقی آن به حرارت تبدیل می شود توان الکتریکی داده شده به المپ بر حسب وات و توان نوری گرفته شده از المپ بر حسب لومن می باشد. 3ـ شدت نور: عبارت است از تراکم شار نوری در فضا و واحد آن شمع یا کاندال می باشد که آنرا با حرف ( )cdنشان می دهند. تعریف یک شمع: عبارت است از توان نوری که از یک سانتيمتر مربع جسم کامال ً تيره در درجه حرارت 2042درجه کلوین ساطع می گردد. 4ـ درخشندگی (تراکم نور) : نسبت شدت نور به سطحی که نور از آن ناميده می شود را تراکم نور می نامند و با حرف ( )Lنمایش می دهند .واحد آن ( ) است. واحد دیگری که برای درخشندگی نور مورد استفاده قرار می گيرد استليب می باشد که با حرف ( ) sbنمایش می دهد. تعریف یک استليب: عبارت است از تراکم نوری است که منبعی با شدت نور یک ( ) cdبا سطح مقطعی برابر 1cm2بطور عمود می تاباند. آپواستليب نيز واحد دیگری است که برای درخشندگی سطوح بکار می رود .1sb=31400asb 5 ـ شدت روشنایی: شدت روشنایی یک سطح نشان می دهد که این سطح تا چه اندازه تحت تشعشع نورانی قرار گرفته و طبق تعریف عبارت است از نسبت مقدار جریان نوری که بطور عمودی بر سطح مورد نظر می تابد .شدت روشنایی را با حرف ( ) Eنمایش می دهند و مقدار آن در صورتيکه شار نوری بطور یکنواخت در سطح بخش شود برابر است با و واحد آن لوکس می باشدA .سطحی است که نور به آن تابيده شده است. تعریف یک لوکس: عبارت است از شدت روشنایی که جریان نوری یک لومن در روی سطح یک متر مربع ایجاد می کند. منحنی پخش نور: منحنی پخش نور یکی از مشخصه های مهم منابع روشنایی می باشد که به پارامترهایی از قبيل نوع المپ مشخصات و ساختمان چراغ از قبيل نور حباب ،رفلکتور و غيره بستگی دارد و بطور کلی منابع نوری را به پنج گروه تقسيم کرده اند. 1ـ پخش نور مستقيم: در این نوع پخش نور تقریبا تمامی نور ( حدود 90تا 100درصد ) به سمت پایين ( سطح کار) با جهت مشخص تابيده و قسمت اندکی از آن ( حدود 0تا 10درصد) به سمت باال تابيده می شود. مورد استفاده این نوع پخش جایی است که به نور متمرکز شده نياز داشته باشيم مانند سوراخکاری با مته و یا در ماشينهای تراشکاری و نظایر آن ها که نور باید مستقيماً به قطعه کار بتابد. 2ـ پخش نور نيمه مستقيم: در این نوع پخش قسمت کمتری از نور ( حدود 10تا 40درصد) به باال و قسمت بيشتری از آن ( حدود 60تا 90درصد) به سمت پایين تابانيده می شود مانند بعضی از المپهای فلورسنت که در محفظه شيشه ای قرار دارند. مورد استعمال این نوع پخش در اطاقهای کار ،کالسها ،دفاتر و بانکها و نظایر آنها می باشد. 3ـ پخش نور یکنواخت: در این روش توزیع نور از منبع بطور یکنواخت در تماممی جهات پخش می شود ( حدود 40 تا 60درصد) باال و ( جدود 60تا 40درصد) بسمت پائين تابيده می شود. مورد استعمال این نوع توزیع برای کارهای معمولی و یا محوطه بکار می رود. 4ـ پخش نور نيمه نور مستقيم: در این روش پخش قسمت بيشتری از نور به سمت باال ( حدود 90تا 60درصد) و قسمت کمتری به سمت پایين ( حدود 10تا 40درصد) از منبع نور تابيده می شود. مورد استعمال این نوع تابش در مهمانخانه ها و هتل ها و نظائر اینها می باشد. 5ـ پخش نور غير مستقيم: در این نور پخش قسمت اعظم نور به سمت باال ( حدود 100تا 90درصد) و قسمت کمی از آن به سمت پایين ( حدود 0تا 10درصد) تابيده می شود. مورد استعمال این نوع توزیع در دکوراسيون ـ سينماها ـ ویترینها و اینگونه کارها می باشد. المپها المپها را به سه دسته ميتوان تقسيم کرد: 1ـ المپهای ملتهب: عبور جریان از یک فلز باعث گرم شدن و بحالت التهاب درآمدن فلز شده و در نتيجه ازفلز گداخته شده نور متصاعد می شود .طيف نورانی آنها پيوسته و تابع درجه حرارت و جنس رشته المپ می باشد. که اولين المپ الکتریکی ملتهب در سال 1879توسط ادیسون ساخته شد. منظور از طيف نور رنگهایی که در نور طبيعی وجود دارند و قابل رویت هستند. 2ـ المپهای تخلیه در کار: عبور جریان برق در فضای تخليه باعث ارتعاش مولکولهای گاز می شود که نتيجه اش تشعشع نور است .طيف نور آنها از یک عده خطوط تشکيل شده و تابع نور گاز یا بخار فلز ـ فشار گاز و درجه حرارت است .المپهای سدیم ـ جيوه ای ـ متال هاليد ـ المپهای مخلوط ( جيوه ای ـ رشته ای ) و غيره از این نوع هستند. 3ـ المپهای فلورسنت: تخليه در گاز مانند المپهای فوق ( تخليه در گاز) بوده ولی به علت اینکه درجه حرارت و فشار داخل گاز کم می باشد بيشتر تشعشعات ماوراء بنفش است .اشعه ماوراء بنفش به مواد فلورسانس که به بدنه داخلی حباب المپ اندود شده برخورد کرده و باعث ایجاد نور مرئی می شوند .طيف نور آن ها مخلوطی از طيف پيوسته و خطی است المپهای با قوس کوتاه نيز ساخته می شدند که مصرف آنها کم بوده و در موارد خاص مورد استفاده قرار می گيرند مانند المپهای با بخار جيوه ،جيوه ـ گزنون وگزنون می باشد. المپهای رشته ای: المپهای رشته ای حدود یک قرن است که ساخته شده و در این مدت تغييرات و پيشرفتهای قابل توجهی کرده اند .مورد استعمال این المپها خيلی زیاد بوده و در منازل مسکونی ،کارخانجات ،و ادارات و ساختمانهای عمومی ،مغازه ها ،وسائل نقليه ،معابر ،تابلوها و غيره از آنها استفاده می شود. در داخل حباب شيشه ای المپ ،یک رشته فلزی که معموال ً از نوع تنگستن و یا ولفرام با درجه ذوب حدود c 3400می باشد قرار گرفته است .در اثر عبور جریان برق ،رشته سرخ شده و تشعشع ميکند .طيف نورانی المپ رشته ای تابع درجه حرارت و جنس رشته المپ می باشد. گاز داخل المپ در صورتيکه رشته فلزی در هوا قرار گيرد در اثر حرارت با اکسيژن ترکيب شده و ميسوزد ،لذا الزم است آن را در حباب شيشه ای و دور از اکسيژن قرار دهند .اگر در حباب خال ایجاد کنيم چون مانعی در برابر اتم های فلز وجود ندارد و فشار بر روی سطح فلز ملتهب نيست در موقع گرم شدن ،این اتمها به تدریج از سطح خارجی فلز جدا شده ( تبخير سطحی) و پس از زمانی رشته نازک شده و می سوزد .در عوض به علت نبودن گاز در داخل حباب انتقال حرارت از طریق کنوکسيون ( جابجائی) وجود نداشته و تلفات انرژی کمتر خواهد بود .اغلب حباب المپ را پس از تخليه از یک گاز خنثی پر می کنند .در نتيجه تبخير سطحی را بمقدار قابل مالحظه ای کاهش داده ولی انتقال انرژی حرارتی از طریق کنوکسيون بوسيله گاز انجام گرفته و تلفات انرژی بيشتر خواهد شد. گازی که در داخل حباب قرارمی دهيم بایستی امکان تهيه آن آسان بوده ضمناً هر چه جرم اتمی آن بيشتر باشد بهتر مانع تبخير سطحی رشته فلز شده و ميتوان المپ را در حجم کوچکتر ساخت. همانطوریکه ميدانيم گاز ازت به مقدار زیاد در هوا وجود دارد ( 78درصد) و تهيه آن آسان و ارزان است ولی جرم ملکولی آن کم می باشد در صورتيکه گازهای آرگن (یک درصد) و کریپتون ( 1/1درصد در ده هزار) و گزنون ( 9در ميليون) به ترتيب درصد کمتری از هوا را تشکيل می دهند در عوض جرم اتمی آنها زیادتر می باشد. گاز موجود در المپهای معمولی مخلوطی از ازت و آرگن می باشد .المپ هائی که از ازت و آرگن پر ميشوند به نوع Dمعروف هستند .از نيتروژن نيز برای جلوگيری از تمایل جرقه زدن بين سيم های ورودی در المپ ها استفاده می شود نسبت مخلوط آرگن و نيتروژن بستگی به ولتاژ ساختمان فيالمان ،درجه حرارت و نوع سر پيچ دارد. درصد آرگن که معموال ً به کار می رود بشرح زیر است: 6/99درصد 6ولتی برای المپ های 95درصد ( المپ های نوع D 120ولتی برای المپ های ) 90درصد 230ولتی برای المپ های اگر حباب المپ از مخلوط کریپتن و ازت ( 85درصد کریپتن و 15درصد ازت) پر شود المپ را نوع Kمی نامند. به علت سنگينی ملکول های کریپتن تبخير سطحی رشته تنگستنی کندتر شده بهره نوری المپ نسبت به المپ نوع Dحدود ده درصد افزایش یافته و حجم آن نيز کاهش می یابد .استعمال گاز گزنون بعلت نادر بودنش خيلی کم است و فقط در المپ های مخصوص از آن استفاده می شود .فشار گاز داخل حباب معموال ً 50 تا 65ميلی متر جيوه می باشد .که تعادل فشار را با فشار جو ( خارج المپ) موقعی که المپ مشغول کار است بوجود می آورد و تقليل تبخير سطحی امکان باال بردن درجه حرارت رشته المپ را می دهد. رشته المپ: تا سال 1913تقریبا تمام المپ های رشته ای دارای فيالمان ساده (پيچيده نشده) در حباب خالء بودند سپس از فيالمان ها با رشته مارپيچ مضاعف به شکل مختلف استفاده کردند .معموال ً رشته سيم المپ را بشکل مارپيچ در می آوردند و سيم های حاصله را مجددا مارپيچ ميکنند ( با سطح بزرگتر ) در این صورت این رشته مارپيچ مضاعف تشعشع حرارت را محدود نموده و هر چه حلقه های مارپيچ بيکدیگر نزدیکتر باشند بعلت تاثير حرارت حلقه ها بر روی یکدیگر درجه حرارت سيم باال رفته و جریان نوری المپ زیادتر ميشود و افت کنوکسيون کمتر خواهد شد .ضمناً تبخير سطحی نيز کاهش خواهد یافت. فيالمان المپها را بخاطر مزایای فلز تنگستن که ذیال ً شرح داده می شود معموال ً از این فلز می سازند. 1ـ فشار خيلی کم برای تبخير سطحی الزم دارد. 2ـ درجه ذوب باال ( حدود ) 3400 cبه ما اجازه می دهد که درجه حرارت رشته را باال برده و در نتيجه بهره نوری المپ افزایش یابد. 3ـ قدرت کشش فلز تنگستن زیاد بوده در نتيجه ميتواند بطور یکنواخت در مفتولهای نازک تهيه گردد. 4ـ در اثر افزایش درجه حرارت مقاومت آن زیاد شده بطوریکه در درجه حرارت حدود 2100 تا 2700درجه سانتی گراد مقاومت آن 12-16برابر حالت سرد ميشود. حباب المپ: حباب المپ با توجه به قدرت المپ توان ،توان الکتریکی و ولتاژ آن نوع گاز داخل المپ و کاربرد آن به اندازه های مختلف و شکلهای متنوع ساخته می شود. شيشه حباب بایستی طوری باشد که بتواند درجه حرارت المپ و فشار گاز را تحمل کند. حبابهای مختلف المپهای ملتهب: 1ـ حباب از شیشه شفاف: این شيشه از ذوب شدن شن ـ سود ـ پتاسيم و اکسيد سرب بدست می آید از معایب این نوع المپ دیده شدن رشته المپ ودرخشندگی زیاد آن و ایجاد خيرگی است. 2ـ حباب مات: برای از بين بردن معایب فوق شيشه مات را ساخته اند که نور را پراکنده پخش ميکند. 3ـ حباب شیری: چون این نوع شيشه خيلی شکننده است با اندود کردن شيشه سفيد رنگ با الیه ای از شيشه معمولی استقامت شيشه را زیادتر ميکند. 4ـ شیشه رنگی: با داشتن بعضی از ترکيبات فلزی ميتوان شيشه رنگی بدست آورد. به عنوان مثال اکسيد آهن رنگ سبز ـ زرد مایل به آبی ایجاد ميکند ـ اکسيد کروم رنگ سبز ـ اکسيد کوبالت رنگ آبی می دهد ـ اکسيد مس رنگ قرمز ایجاد ميکند. 5ـ شیشه رنگ شده: رنگ را روی شيشه می کشند این نوع المپها را با توان زیاد نمی سازند زیرا در اثر درجه حرارت زیاد رنگ پوسته ،پوسته شده و می ریزد از این نوع المپ با شيشه رنگ شده بيشتر در تزئينات استفاده می شود. اثر تغييرات ولتاژ بر کار المپ: عمر مفيد متوسط المپ های رشته ایی ملتهب تحت ولتاژ نامی یک هزار ساعت می باشد هر چه فشار الکتریکی المپ زیادتر شود .جریان بيشتری گذشته و توان نوری آن افزایش مييابد ولی این جریان زیاد باعث کوتاه شدن عمر المپ نيز می گردد. بطوریکه وقتی جریان از حد معينی تجاوز کرد ،المپ در زمان خيلی کوتاهی ميسوزد .اگر ولتاژ المپ به اندازه 5/0افزایش یابد ضریب بهره نوری آن نيز حدود %20افزایش خواهد یافت اما عمر المپ تقریبا نصف می شود. اثر زمان کارکرد بر بهره نوری المپ: چنانچه قبال مالحظه شد در موقعيکه المپ روشن است تبخير سطحی در رشته تنگستن انجام می شود. البته این تبخير در المپ ها با حباب خالء بيشتر و در المپهای با حباب پر شده از گاز خنثی خيلی کمتر است که در نتيجه این تبخير ،سطح ،داخلی المپ کدر شده و از توان نوری المپ ميکاهد و بهره نوری آن کاهش می یابد .ضمناً مقدار زمانی که المپ بازاء هر بار روشن کردن کار می کند .بر روی عمر المپها تاثير می گذارد و چنانچه المپ را با فواصل زمانی کوتاه خاموش و روشن کنيم عمر آن کم می شود. برای جلوگيری از تبخير در داخل شيشه المپ با شرایط معينی گاز وارد حباب المپ می کنند این عمل باعث می شود که ذرات حاصل از تبخير به ذرات گاز داخل حباب برخورد کرده و به جهات مختلف که اغلب منتهی به جهت اوليه ( بطرف رشته المپ ) می شود بر می گردد و امکان کدر کردن حباب را خيلی کم می کند. انواع المپها: 1ـ المپ رشته ای معمولی با رشته مارپيچ مضاعف و با رشته مارپيچ ساده ساخته می شود .المپهای با مخلوط گاز آرگن و ازت را نوع Dو المپهای با مخلوط گاز کریپتون و ازت را نوع Kناميده و اندازه این المپها از المپهای نوع Dکوچکتر و ضریب بهره نوری آنها حدود 10درصد بيشتر می باشد. عمر متوسط این المپها حدود 1000ساعت است و ضریب بهره نوری حدود 15لومن بر وات است. 2ـ المپهای حرارتی: برای استفاده حرارتی المپهای ساخته شده که بيشتر تشعشع آنها در قسمت مادون قرمز است و رشته آن ها مثل المپ های معمولی از فلز تنگستن می باشد .عمر متوسط این المپها 5000ساعت بوده و مورد استفاده آنها در کشاورزی جهت خشک کردن ميوه جات ،در جوجه کشی برای رشد سریع جوجه ها ،در زمستان برای گرم کردن لوله های یخ زده ،و در صحافی و ...بکار می رود. 3ـ المپهای هالوژنی: در المپهای رشته ای معمولی با اینکه با گاز خنثی پر شده بودند ولی در اثر تبخير سطحی به تدریج رشته تنگستن نازک شده ،حباب داخل المپ کدر گردید .عمر المپ کوتاه شده و بهره نوری المپ نيز در اثر کار کردن به سرعت کاهش می یابد در المپهای هالوژنی گاز داخل المپ از ید یا برم استفاده می شود فيالمان در این المپ که از رشته تنگستن درست شده نه تنها درجه حرارت زیاد را تحمل می کند بلکه خيلی نزدیک به هم پيچيده شده تا مقدار توان نوری زیادتر در طول کمتری را بدهد. مزایای المپ های هالوژنی: 1ـ ضریب بهره نوری باال: ضریب بهره نوری این المپها حدود %20بيشتر از المپهای رشته ای معمولی است و در حدود 17تا 25لومن بر وات می باشد. 2ـ عمر زیاد: به علت اینکه تبخير سطحی رشته به مراتب کمتر است عمر المپ بيشتر می باشد و عمر این المپها حدود 2000ساعت می باشد. 3ـ توان نوری تقریبا ثابت در طول عمر المپ: چون هالوژن از کدر شدن حباب المپ جلوگيری می کند توان نوری المپ در سر تا سر عمر المپ تقریبا ثابت می ماند. 4ـ حجم کم و بسته بندی آسان: حجم المپهای هالوژنی به مراتب کمتر از المپهای رشته ایی است بطوریکه المپ 500وات هالوژنی حدود یک صدم المپ رشته ایی 500وات می باشد. 5ـ فشار داخلی المپ: فشار داخلی المپ 5/1تا 10اتمسفر بوده و این فشار باعث کندی تبخير سطحی می گردد. موارد استعمال :المپهای مدادی ـ المپهای پرژکتور و عکاسی ـ المپهای دستگاه های چاپ ـ نور افکن ها و المپهای اتومبيل نيز از موارد استعمال آن می باشد. 4ـ المپهای بخار سدیم: المپهای سدیم را ميتوان بطور کلی به دو دسته تقسيم کرد: ب ـ المپ سدیم با فشار زیاد الف ـ المپ سدیم با فشار کم الف ـ المپ سدیم با فشار کم: شامل یک لوله داخلی با دو الکترود اصلی می باشد .که در آن قوس الکتریکی ایجاد می شود و برای اینکه این لوله جای زیادی نگيرد آنرا بشکل Uمی سازند با این عمل عالوه برکوچک کردن حجم کلی المپ از اتالف انرژی حرارتی نيز تا حدی جلوگيری می شود .ضریب بهره نوری آن بين 130تا 180لومن بر وات و عمر متوسط آن ها حدود 3000ساعت می باشد. گاز داخل المپ: ذرات سدیم که در درجه حرارت کمتر از 98درجه سانتيگراد بصورت جامد می باشد .در داخل لوله تخليه قرار دارند و نظر به اینکه فشار تبخير سدیم خيلی کم می باشد .لذا الزم است مقداری گاز خنثی جهت شروع یونيزاسيون و گرم کردن سدیم در داخل لوله قرار دهند .به همين منظور از گاز نئون استفاده می شود و مقداری آرگن حدود یک درصد جهت پائين آوردن فشار استارت به گاز نئون اضافه می کنند .الکترودها از رشته مارپيچ تنگستن درست شده که مقداری اکسيد فلز که دارای قدرت صدور الکترون است قرار داده اند .در المپ سدیم با فشار کم حدود 5/99درصد از تشعشعات مرئی در ناحيه رنگ زرد با طول موج 589تا 6/589نانومتر می باشد .در شروع کار ( زمان استارت) نور قرمز توليد شده ناشی از تخليه در گاز نئون بوده که کم کم به نور زرد ناشی از بخار سدیم تبدیل می شد. اتصال المپ به شبکه: بطور کلی در المپها تخليه پس از روشن شدن مقاومت گاز المپ کاهش یافته و در نتيجه جریان المپ افزایش می یابد .جهت کنترل و جلوگيری از افزایش جریان می توان از چوک یاترانسفورماتور با پراکندگی زیاد استفاده کرد. مزایا و مورد استعمال المپ سدیم با فشار کم: 1ـ نور توليدی زرد رنگ بوده و برای چشم انسان ماکزیمم حساسيت را دارا می باشد. 2ـ حشرات بيشتر به نور آبی تمایل داشته و کمتر به نور زرد نزدیک می شوند لذا در تابستان حشرات در اطراف المپ جمع نمی شوند. 3ـ درخشندگی المپ حدود 10استليب بوده لذا باعث ناراحتی چشم نمی گردد. 4ـ در صورت خاموش کردن المپ در مدت کمتر از یک دقيقه دو مرتبه ميتوان آنرا روشن کرد. 5ـ ضریب بهره نوری آن خيلی باال و توان نوری آن در سرتاسر عمر المپ تقریبا ثابت می ماند. موارد استعمال: در جاهائيکه رنگ نور مطرح نبوده و بطور کلی در جاده های اصلی ـ بندرگاهها ـ کارخانجات و ...استفاده می شود. ب ـ المپ سدیم با فشار زیاد: المپ سدیم با فشار زیاد نيز دارای دو حباب می باشد حباب داخلی استوانه ای شکل با طول کمتر نسبت به المپ سدیم با فشار کم ،درجه ذوب باال و مقاوم دربرابر ضربات .حباب خارجی از نوع شيشه مخصوص ساخته شده و داخل آن خالء می باشد و از اتالف انرژی حرارتی جلوگيری کرده و مانع خروج تشعشعات ناخواسته از المپ می گردد. رنگ نور المپ سدیم با فشار زیاد سفيد طالیی است هر چه فشار گاز زیادتر می شود ضریب بهره نوری کاهش می یابد. گاز داخل پالمپ: در المپ سدیم با فشار زیاد مقداری سدیم به اضافه مقداری جيوه قرارداده شده وزن جيوه حدود 4برابر وزن سدیم می باشد گاز کمکی داخل المپ معموال ً گاز گزنون است. در المپ سدیم با فشار زیاد الکترود کمکی وجود ندارد لذا برای شروع کار المپ ولتاژی حدود 2000ولت یا بيشتر برای چند ميلی ثانيه با فرکانس باال روی محل الکترودها قرار می دهند این ولتاژ باعث یونيزاسيون گاز گزنون و روشن شدن المپ می گردد و به تدریج سدیم و جيوه بخار می شوند .در المپ جيوه به عنوان یک گازضربه خور یا سپر عمل می کند که باعث افزایش امپدانس گاز شده و در نتيجه افت ولتاژ ایجاد می نماید .زمان استارت تا زمانی که المپ به نور نهایی خود می رسد برای المپ سدیم با فشار زیاد حدود 4تا 6دقيقه می باشد و برای دوباره روشن کردن المپ 1تا 2دقيقه وقت الزم است. مزایا و مورد استعمال المپ سدیم با فشار زیاد: 1ـ ضریب بهره نوری باال حدود 100لومن بروات 2ـ نور سفید طالیی زیبا 3ـ قابلیت تعویض با المپهای جیوه ای و متال هالید با قدرتهای مشابه 4ـ زمان دوباره روشن شدن کوتاه ( 1تا 2دقیقه ) 5ـ طول عمر آن بیش از 10هزار ساعت می باشد. موارد استعمال: این المپها بيشتر در خيابانها ،ميدانها ،مراکز خرید ،زمينهای ورزش ،در نور افکنها جهت نمایش نمای ساختمان و آثار تاریخی و غيره بکار می رود. 5ـ المپ های جيوه ای : المپهای جيوه ای بطور کلی مصرف زیاد داشته و مانند دیگر المپهای تخليه دارای حباب داخلی استوانه ایی شکل ( حباب تخليه) و حباب خارجی استوانه ایی یا بيضوی ( با اندود فسفر یا شفاف ) می باشد .الکترودها معموال ً از رشته تنگستن که روی ميله ای از تنگستن یا مولبيدن پيچيده شده درست شده است .الکترود فرعی با فاصله یک تا 3ميلی متر در مجاورت الکترود اصلی قرار می دهند و جنس آنها نيز از تنگستن می باشد .المپهایی که با فشار زیاد روشن می شود احتياج به الکترود کمکی نيست. گاز داخل حباب تخليه: در داخل حباب تخليه مقداری جيوه قرار می دهند که پس از روشن شدن المپ تمام جيوه بخار می شود مقداری گاز کمکی جهت شروع تخليه الزم است که بدین منظور از گاز آرگون استفاده می شود .المپهای جيوه ایی نيز مانند دیگر المپهای تخليه در گاز وسيله محدود کننده جریان داشته لذا از چوک جهت محدود کردن جریان المپ استفاده می شود و جهت تصحيح ضریب قدرت نيز خازنی بطور موازی در مدار المپ قرار می دهند. مقاومت سر راه الکترود فرعی زیاد بوده ( بين 10000تا 30000اهم ) و تقریبا جریانی از مسير الکترود فرعی عبور نکرده و تمام جریان از طریق گاز جيوه بين دو الکترود اصلی برقرار می شود .المپهای جيوه ای معموال ً به دو صورت فشار متوسط و فشار زیاد ساخته می شود که فشار بخار حالت عادی آن بين 2تا 10 اتمسفر می باشد .زمان الزم برای استارت بين 3تا 6دقيقه می باشد. رنگ نور و ضریب بهره نوری المپ: بيشتر تشعشعات جيوه در طول موج ماوراء بنفش و همچنين آبی و سبز و زرد می باشد که نور توليد شده توسط المپ سفيد مایل به آبی بوده و ضریب بهره نوری آن با توجه به نوع آن می تواند بين 35تا 65لومن بر وات داشته باشد و طول عمر آن در حدود 7500ساعت می باشد. 6ـ المپ فلورسنت: در بين المپهای تخليه در گاز در حال حاضر المپهای فلورسنت بيشتر از همه مورد استفاده دارند .توليد آنها بصورت سری سازی خيلی آسان و ارزان می باشد .نور آنها متناسب و دارای رنگهای مختلف بوده و به فرمها و اندازه های متفاوت موجود است .طرز کار این المپها مانند المپهای تخليه در گاز است .در یک لوله شيشه ای که از داخل بوسيله مواد فسفر سانس اندود شده است پس از تخليه مقداری جيوه و گاز آرگن با فشار کم قرار می دهند .گاز آرگن برای شروع تخليه الزم است در دو سر لوله الکترودها قرار دارند .هر گاه بين کاتدهای المپ جریان الکتریکی برقرار شود الکترونها با سرعت زیاد در فضای تخليه حرکت کرده و در برخورد با بخار جيوه توليد اموج الکترومغناطيسی می نمایند .این المپها بعلت فشار کم بخار جيوه ( حدود 01/0ميليمتر جيوه) از نظر توليد نور مرئی خيلی ضعيف بوده و بيشتر تشعشعات آنها در ناحيه ماوراء بنفش با طول موج 7/253 نانومتر ميباشد. در اثر برخورد این اشعه با ماده فلورسنت داخل المپ ،باعث تحریک آن شده و در نتيجه نور مرئی توليد ميشود. ماده فلورسنت که اشعه ماوراء بنفش را به نور مرئی تبدیل می کند دارای خواص زیر می باشد: 1ـ رنگ نور المپ فلورسنت بستگی به ماده فلورسنت دارد که سطح داخلی لوله را پوشانيده و با تغيير ترکيبات شيميایی آن می توان رنگهای مختلف را بدست آورد. 2ـ در برابر حرارت ثابت بو ه و دیر فرسوده ميشود. 3ـ بهره تبدیل اشعه ماوراء بنفش به نور مرئی در آنها زیاد است. لوله المپ فلورسنت به اشکال استوانه ای ،دایره ای و Uشکل با توان الکتریکی 4تا 125وات ساخته شده است .المپهای گرد 220وات باقطر 210سانتيمتر 32وات با قطر 305ميليمتر و 40وات با قطر 406ميليمتر ساخته می شود که ميتواند در داخل یکدیگر قرار گيرند. قيمت این المپها زیادتر و ساختن آنها مشکل تر می باشد. المپهای Uشکل از 10وات تا 65وات ساخته می شوند که المپهای 40وات از همه معمولتر می باشد. المپهای فلورسنت معمولی از نوع کاتد گرم بوده که کاتدها در دو سر لوله نصب ميشوند .کاتد از یک صفحه فلز تنگستن آغشته به ماده با قدرت تشعشع الکترون زیاد (اکسيد باریم ) ساخته شده که به وسيله یک فيالمان جداگانه با مقاومت زیاد که در مجاورت آن قرار دارد گرم می شود. مقدار مقاومت فيالمان در حالت خاموش و سردی بين 5/1تا 10اهم و در هنگام روشن شدن المپ بين 3تا 7برابر این مقدار می باشد. پس از روشن شدن المپ فيالمان از مدار خارج می گردد. در داخل حباب المپ از گاز آرگن به عنوان گاز کمکی با فشار 1تا 3ميليمتر جيوه استفاده ميشود .برای ایجاد امواج الکترومغناطيس نيز از بخار جيوه که فشار کار آن در درجه حرارت 40درجه سانتيگراد حدود 008/0تا 01/0ميليمتر جيوه است استفاده ميشود. رنگ نور المپ بستگی به ترکيبات شيميایی ماده فلورسنت دارد که با آن سطح داخلی حباب المپ اندود شده است .مثال ً برای رنگ سبز از سيليکات روی و برای رنگ قرمز از برات کادميوم و برای رنگ صورتی از سيليکات کلسيم استفاده می شود. المپهای رنگی معموال ً برای دکوراسيون مورد استفاده قرار می گيرند .المپهای سبز و آبی خيلی ساده و با استفاده از نوع مخصوص فسفرساخته ميشوند. رنگهایی که با ماده فسفر امکان توليد شان وجود ندارد از ماده رنگی بصورت اندود در قسمت داخلی حباب بين فسفر و شيشه استفاده می شود مانند المپهای قرمز و طالیی ،وقتی عمر المپ فلورسنت به پایان می رسد که ماده تشعشع کننده الکترون یکی از کاتدها و یا هر دو کاتد ها خارج شده و تقریباً تمام شده باشد. در المپهای با الکترود گرم عمر المپ بستگی به سرعت تشعشعات الکترون از سطح کاتد دارد با اینکه فيالمان ها طوری طراحی شده اند که کندگی ذرات از سطح کاتدها کم باشد .ولی بهر حال در موقع استارت و همچنين در موقع عمل المپ مقداری الکترون از سطح فيالمان جدا ميشود. فرکانس برق نيز بر روی عمر المپ اثر ميگذارد .چون در هر فرکانس مقداری الکترون کنده ميشود. خاموش و روشن کردن پشت سر هم عمر المپ را کاهش می دهد. سلف ( چوک ) و استارتر نيز بر روی عمر المپ اثر دارند .عامل دیگر ولتاژ خط می باشد که تغييرات آن بر زمان استارت اثر گذاشته و باعث تغيير در عمر المپ ميشود. عمر المپ فلورسنت در اثر تکامل از 2000به 3000و 5000ساعت افزایش یافته است .حتی در حال حاضر المپهایی با عمر 7500ساعت با قدرتهای 80 – 65-40و 125وات ساخته ميشود .المپهایی که پس از اتصال برق مرتباً خاموش و روشن شده و بحالت کار عادی خود نميرسند علت آن کهنگی المپ و کاهش مقدار ماده تشعشع کننده الکترون در الکترودهای آن می باشد. تيرگی ایجاد شده در دو سر المپ بعلت تشعشعات اتمهای کند شده از سطح کاتدها بوده و باعث کاهش توان نوری المپ ميگردد .علت دیگر وجود ماده فسفر سانس است که پس از مدتی کار کردن راندمان اوليه را نداشته و باعث کم شدن توان نوری المپ می گردد. طرز کار المپهای فلوئورسنت: برای المپهای فلوئورسنت مدارهای متنوعی درست شده که یکی از مهمترین آنها که در مدار المپهای فلوئورسنت معمولی استفاده ميشود بشرح زیر است. این مدار برای المپهای فلورسنت کاتد گرم بکار برده ميشود .در این جا استارتر عمل یک کليد اتوماتيک را انجام می دهد و قبل از اینکه المپ روشن شود ،مدار را بسته و جریان برق باعث گرم شدن کاتدها می گردد ميتوان بجای آن از کليد دستی نيز استفاده کرد. این استارتر از یک بی مثال تشکيل شده که در داخل یک محفظه بسته محتوی گاز نئون قرار دارد و در حالت عادی کنتاکت آن باز بوده و پس از وصل مدار بين کنتاکتهای استارتر تخليه الکتریکی ( جرقه) ایجادو باعث گرم شدن بی مثال ميگردد و در نتيجه کنتاکت بسته می شود در مدت زمانی که کنتاکت بسته است جریان برق از کاتدهای المپ عبور کرده و آنها را گرم می کند .ضمناً در این فاصله زمانی ،بی مثال استارتر نيز سرد شده و به حالت عادی خود برگشته و مدار باز ميشود. در اثر قطع مدار و وجود سلف ( چوک) ولتاژ لحظه ای حدود 1000ولت برای مدت چند ميلی ثانيه در دو سر المپ قرار می گيرند و باعث یونيزاسيون گاز و بخار جيوه موجود بين کاتدها شده و المپ روشن می شود. در صورتيکه المپ روشن نشود دو مرتبه استارتر عمل می کند .در المپهای کهنه که کاتد قدرت صدور الکترون به اندازه کافی ندارد این عمل مرتبا ادامه یافته و المپ دائماً چشمک می زند و بحالت کار عادی خود نمی رسد و این عمل آن اندازه ادامه می یابد تا استارتر خراب شود. همانطور که گفتيم قوس جيوه در المپ فلوئورسنت توليد امواج الکترومغناطيس می کند که این امواج بر روی گيرنده های مجاور اثر ميگذارد مخصوصاً برروی موج FMموثر بوده ،اما بر روی موج AMو تلویزیونی کمتر تاثير دارد برای رفع این عيب و برطرف کردن پارازیت ،استارتر مجهز به یک خازن بظرفيت حدود 006/0 ميکروفاراد ميباشد. انواع المپ های فلوئورسنت: انواع المپ های فلوئورسنت بترتيب زیر معرفی می شوند. 1ـ لوله راست () L از نظر شکل: 2ـ لوله گرد () C 3ـ Uشکل از نظر نوع رنگ و جریان نور: 1ـ سفيد با بهره نور زیاد () White 2ـ سفيد سرد با بهره نور زیاد () Cool- White 3ـ سفيد گرم ،رنگ کمی شبيه المپهای رشته با بهره نور خوب ( – Warm ) White 4ـ سفيد گرم دولوکس ،رنگ گرمتر از نوع باال () Warm – White- deluxe 5ـ سفيد سرد دولوکس ،رنگ نسبتاً مطبوع که جایگزین همه نوع المپ می گرددCool- White - deluxe . 6ـ رنگ روز ( ) Daylight 7ـ سفيد طبيعی Natural – White ضمناً المپهای فوق با عالئم اختصاری زیر نشان داده میشود. 1 ـW 2 ـ C- W 3 ـW–W 4 ـ W- W- X 5 ـ C- W- X 6 ـ Day 7 ـ N- W 7 ـ المپ نئون: در المپهای نئون لوله های شيشه ای ،محتوی گاز نئون هستند که این گاز فشاری در حدود یک هزارم فشار جو دارد. لوله های المپ با قطر 18ميليمتر در طولهای مختلف حداکثر تا 16متر ساخته می شوند و برای هر متر طول لوله تقریباً 500ولت الزم است و تقریبا 300ولت هم برای شروع جرقه درلحظه اوليه به آن اضافه می شود .چون مصرف این المپها خيلی کم است کمتر گرم ) 50عمر المپهای نئون در حدود 1000ساعت cميشود ( الکترودها تا 150درجه و گاز تا است ولی نور رنگين و ضریب بهره کم (ده لومن بر وات) دارند و بعلت نياز به ولتاژهای زیاد برای روشنایی بکار نميروند .ولی در حجم وسيعی برای تابلوهای نورانی و تزئينات و چراغانی متداول هستندو با استفاده از گازهایی مانند هليوم و جيوه رنگهایی از قبيل قرمز ،نارنجی ،زرد ،بنفش ،آبی ،سبز و غيره ایجاد می کنند .برای روشن کردن این المپها از ترانسهای خاصی استفاده ميشود تا در ابتدا ولتاژ زیاد تأمين کنند و پس از روشن شدن المپ اختالف سطح آنها پائين آید ( .چون مقاومت گازهای در اثر گرم شدن کم ميشود) همچنين برای اصالح ضریب توان این المپها که در حدود 5/0است از خازن استفاده ميشود .استفاده از مقره و عایق بندی بعلت ولتاژهای زیاد در تأسيسات چنين المپهایی ضروری است. محاسبه روشنایی داخلی: مسائلی که در طرح روشنائی در نظر گرفته می شوند عالوه براجرای هدف خواسته شده از جانب سفارش کننده عبارتند از: الف ـ اصول اقتصادی ب ـ اصول بهداشتی ج ـ اصول زیبائی الف ـ اصول اقتصادی در بررسی اصول اقتصادی طرح روشنایی نوع المپ و نوع روشنایی مورد نظر است .در سيستم هائيکه بيشتر بطرف سيستم مستقيم روشنایی تمایل دارند جنبه اقتصادی بيشتر در نظر گرفته ميشود و تعداد المپهای کمتری در اینگونه موارد الزم است .بدین جهت اگر مسئله را فقط از جنبه اقتصادی بررسی نمائيم سيستم مستقيم اقتصادی ترین نوع روشنائی است. در رابطه با انتخاب نوع المپ از نظر اقتصادی دو نوع هزینه مورد توجه است: 1ـ هزینه اولیه 2ـ هزینه نگهداری و تعمیر بعنوان مثال هزینه اوليه المپهای فلوئورسنت از المپهای رشته ای بيشتر است در صورتی که عمر این المپها بيشتر از رشته ای است و نگهداری آنها هزینه کمتری دارد. عالوه بر آن بهره نوری المپ فلوئورسنت در مقایسه با المپ رشته ای خيلی بيشتر است. ب ـ اصول بهداشتی یک طرح روشنایی هنگامی مورد قبول است که اصول بهداشتی در مورد آن رعایت شده باشد .در مرحله اول بایستی نور توليد شده یکنواخت باشد تا خيرگی برای چشم ایجاد نشود و از ایجاد سایه های مزاحم جلوگيری شود. در مرحله بعدی باید روشنایی کافی بوده و تا حد امکان به نور روز نزدیک باشد .در طراحی و محاسبه روشنایی بایستی دو عامل اقتصادی و بهداشتی تواماً در نظر گرفته شود. ج ـ اصول زیبائی در رعایت اصول زیبائی بایستی شکل المپ و محل المپها و چگونگی قرار دادن آنها و فواصل المپها از یکدیگر و نيز معماری محل ،مورد نظر قرار گيرد و هماهنگی الزم بين آنها وجود داشته باشد. این جنبه نيز با در نظر گرفتن اصول اقتصادی و بهداشتی بایستی بررسی شود. انواع طراحی روشنایی: برای طرح روشنایی با توجه به محل و هدف یکی از دو نوع روشنایی زیر را باید انتخاب نمود. 1ـ روشنایی عمومی 2ـ روشنایی عمومی ـ موضعی در روشنایی عمومی محيط کار بطور یکنواخت روشن شده و در آن سایه کمتر بوده، بهداشتی تر است .مانند روشنایی کالس درس ـ اطاق نشيمن در حاليکه در روشنایی عمومی ـ موضعی ،سطح کار نسبت به بقيه محيط از روشنایی بيشتری برخوردار است. این روشنایی گر چه باعث خستگی چشم می شود ،اقتصادی تر ميباشد .مانند روشنایی کالس رسم ،کارگاه تراشکاری ،کارگاه خياطی و نظایر اینها. عوامل مؤثر در محاسبه روشنایی داخلی: 1ـ تعیین شدت روشنایی مناسب 2ـ انتخاب نوع روشنایی ( عمومی یا عمومی موضعی) 3ـ انتخاب سیستم روشنایی 4ـ انتخاب نوع المپها و نوع حباب آن 5ـ انتخاب ضریب آلودگی 6ـ تعیین و محاسبه ضریب فضا 7ـ مشخص نمودن وضع و رنگ سقف و دیوارها 8ـ تعیین ضریب بهره روشنایی 9ـ محاسبه جریان نوری کل 10ـ تعیین فاصله حباب یا المپ و تعداد المپها 11ـ تعیین و محاسبه روشنایی موضعی در صورت نیاز ضریب آلودگی: بطور کلی درضریب آلودگی سه عامل را باید در نظر گرفت: 1ـ آلودگی المپ و فرسودگی آن 2ـ آلودگی حباب 3ـ آلودگی محیط ( تمیز ـ متوسط ـ کثیف) ضریب آلودگی را با MFنشان می دهند و این ضریب برای المپها و حبابهای مختلف عددی متفاوت است.