الأخبار

انخفاض الجهد هو النقص في الجهد الكهربائي الناتج عن مرور التيار عبر المقاوم أو السلك أو الحمل الكهربائي. لكل موصل مقاومة، لذا يُفقد جزء من الجهد المزوّد قبل وصول التيار إلى الجهاز المتصل.

في الدوائر الإلكترونية الصغيرة، يساعد انخفاض الجهد على تحديد كيفية توزيع الجهد بين المقاومات والمكونات. أما في المنشآت الكهربائية الأكبر حجماً، فقد يؤدي انخفاض الجهد المفرط إلى إضاءة خافتة، وارتفاع درجة الحرارة، ومشاكل في أداء المحركات، وانخفاض كفاءة التشغيل.

إن فهم كيفية حساب انخفاض الجهد يجعل تصميم الدوائر واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحديد حجم الكابلات أسهل بكثير.

ما هو انخفاض الجهد؟

يحدث انخفاض الجهد كلما مر التيار عبر مقاومة.

وفقًا لقانون أوم:

أين:

كلما زادت المقاومة أو التيار، زاد انخفاض الجهد.

فمثلا:

كل هذه العوامل تزيد من انخفاض الجهد في الدائرة الكهربائية.

انخفاض الجهد عبر المقاوم

في مجال الإلكترونيات، يتم حساب انخفاض الجهد عبر المقاوم بشكل مباشر باستخدام قانون أوم.

الصيغة هي:

وهذا يعني أن الجهد عبر المقاومة يساوي التيار المتدفق عبرها مضروبًا في قيمة المقاومة.

مثال 1: انخفاض الجهد عبر مقاوم واحد

لنفترض أن الدائرة الكهربائية تحتوي على:

باستخدام الصيغة: V_قطرة=2×4 / فولت_قطرة= 8 فولت

يخفض المقاوم الجهد بمقدار 8 فولت.

إذا كان جهد التغذية 12 فولت، فإن الجهد المتبقي في الدائرة هو: 12 فولت - 8 فولت = 4 فولت

وهذا يتبع قانون كيرشوف للجهد، حيث تساوي انخفاضات الجهد الكلية جهد المصدر.

انخفاض الجهد في الدوائر المتصلة على التوالي

في دائرة كهربائية متسلسلة:

يعتمد انخفاض الجهد عبر كل مقاوم على قيمة مقاومته.

معادلة المقاومة الكاملة

مثال 2: انخفاض الجهد في دائرة كهربائية متصلة على التوالي

قيم الدائرة:

انخفاض الجهد في الأسلاك الكهربائية

يحدث انخفاض الجهد أيضًا في الكابلات والموصلات لأن الأسلاك لها مقاومة.

يمكن أن تتسبب الكابلات الطويلة والأحمال ذات التيار العالي في فقدان ملحوظ للجهد بين مصدر الطاقة والمعدات.

بالنسبة للدوائر أحادية الطور، فإن الصيغة الشائعة هي:

V_قطرة=2×I×R×L

أين:

مثال 3: انخفاض الجهد في الكابل

افترض:

باستخدام الصيغة:

V_قطرة=2×20×0.0015×30
V_قطرة= 1.8 فولت

إذا كان جهد الإمداد 230 فولت:

 

يبلغ انخفاض الجهد حوالي 0.78%.

صيغة حساب نسبة انخفاض الجهد

غالباً ما يتم التعبير عن انخفاض الجهد كنسبة مئوية من جهد الإمداد.

الصيغة هي:

 

توصي معايير الكهرباء الشائعة بما يلي:

يمكن أن يؤدي انخفاض الجهد المفرط إلى تقليل كفاءة المعدات وزيادة التسخين في الموصلات.

انخفاض الجهد في دوائر التيار المستمر والتيار المتردد

المبدأ الأساسي متشابه لكل من أنظمة التيار المتردد والتيار المستمر، ولكن دوائر التيار المتردد قد تشمل أيضًا تأثيرات المفاعلة وعامل القدرة.

بالنسبة لدوائر التيار المستمر البسيطة:

V = IR

بالنسبة لدوائر الطاقة المترددة، قد تحل المعاوقة محل المقاومة البحتة:

V=IZ

أين:

في العديد من حسابات الجهد المنخفض، توفر المقاومة وحدها تقريبًا عمليًا.

الأسباب الشائعة لانخفاض الجهد المفرط

قد ينتج انخفاض الجهد المفرط عن عدة عوامل في التركيبات الكهربائية. تشمل الأسباب الشائعة طول الكابلات، وصغر حجم الموصلات، وارتفاع أحمال التيار، والوصلات غير المحكمة أو التالفة، وتآكل الأطراف، وسوء جودة الأسلاك.

تؤدي هذه الظروف إلى زيادة المقاومة الكهربائية داخل الدائرة، مما ينتج عنه فقد أكبر في الجهد بين مصدر الطاقة والمعدات المتصلة. ويمكن تقليل انخفاض الجهد وتحسين أداء النظام عن طريق خفض مقاومة الدائرة أو خفض تيار الحمل.

كيفية تقليل انخفاض الجهد

يمكن استخدام عدة طرق لتقليل انخفاض الجهد في التركيبات الكهربائية. تشمل الطرق الشائعة استخدام كابلات ذات أحجام أكبر، وتقصير مسارات الكابلات، وتقليل تيار الحمل، واستخدام جهد تغذية أعلى عند الاقتضاء، وتحسين جودة التوصيلات الكهربائية.

ومن بين هذه الأساليب، يعد تحديد حجم الموصل المناسب أحد أكثر الطرق فعالية للتحكم في انخفاض الجهد والحفاظ على أداء النظام بكفاءة.

خاتمة

تعتمد حسابات انخفاض الجهد على العلاقة الأساسية بين الجهد والتيار والمقاومة. وسواءً أكان الأمر يتعلق بتحليل مقاومة صغيرة في دائرة إلكترونية أو تقييم فقد الطاقة في الكابلات في تركيبات كهربائية، فإن المبادئ الكهربائية نفسها تنطبق.

باستخدام قانون أوم وصيغ انخفاض الجهد القياسية، يمكن للمهندسين وفنيي الكهرباء تحديد الجهد عبر المقاومات، واختيار أحجام الموصلات الصحيحة، وتحسين كفاءة الدائرة، ومنع مشاكل أداء المعدات، واستكشاف أعطال الأنظمة الكهربائية وإصلاحها بشكل أكثر فعالية.

إكتشف المزيد كريبال للحصول على حلول كهربائية موثوقة وإرشادات عملية حول انخفاض الجهد من أجل تركيبات أكثر أمانًا وكفاءة.

إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار المنتجات المناسبة، فلا تتردد في تواصل معنا.