Welcome [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
كل مبنى سبق لك أن دخلته كان قد تم توصيله كهربائياً بواسطة كهربائي. الأضواء، المآخذ، الأجهزة: كل ذلك läuft على نظام من الموصلات النحاسية، والأجهزة الواقية، والتخطيط الدقيق الذي لا يفكر فيه معظم الناس. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
العمل الكهربائي السكني هو أحد أكثر المهن طلباً في البلد. يدفع جيداً، ولا يمكن الاستعانة بمصادر خارجية له، ويتطلب معرفة حقيقية: ليس فقط العضلات. خطأ في السباكة يسبب فوضى. خطأ في الكهرباء قد يقتل شخصاً. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
تغطي هذه الدرس أساسيات أنظمة الكهرباء السكنية: كيف يصل الطاقة إلى المنزل، وكيف يتم التقسيم من خلال الدوائر، وما تقوم به السلكات والأجهزة فعلاً، & كيف تعمل بbezug auf Sicherheit حول الكهرباء. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
بحلول النهاية، ستفهم das System hinter jedem Lichtschalter & Steckdose in Ihrem Zuhause.
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
الإحماء [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
قبل أن نبدأ
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]فكّر في آخر مرة قمت فيها بتشغيل مفتاح الإضاءة أو توصيل شيء ما. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
الجهد والتيار والمقاومة
اللبنات الثلاث
كل نظام كهربائي يعتمد على ثلاث كميات قابلة للقياس:
الجهد (V) هو الضغط الكهربائي: القوة التي تدفع الإلكترونات عبر موصل. فكّر فيه كضغط الماء في الأنبوب. في الولايات المتحدة، توفر المقابس السكنية 120 فولت. أما الأجهزة الكبيرة مثل المجففات والمواقد فتستخدم 240 فولت.
التيار (I) هو تدفق الإلكترونات، ويُقاس بالأمبير (أمبير). فكّر فيه كحجم الماء المتدفق عبر الأنبوب. يحمل الدائرة المنزلية النموذجية 15 أو 20 أمبير.
المقاومة (R) هي معارضة تدفق التيار، وتُقاس بالأوم. كل سلك، وكل جهاز، وكل اتصال له بعض المقاومة. المقاومة تحول الطاقة الكهربائية الى حرارة: وهذا كيف يعمل المحمصة، وكذلك كيف تبدأ الحرائق الكهربائية.
قانون أوم: V = I x R. الجهد يساوي التيار مضروباً في المقاومة. إذا كنت تعرف أي اثنين، يمكنك حساب الثالث. هذه الجمعية هو أساس كل حساب كهربائي ستقوم به.
التيار المتردد مقابل التيار المستمر والكهرباء المنزلية
التيار المتردد
الكهرباء المنزلية في الولايات المتحدة هي تيار متردد (AC) بتردد 60 هرتز: حيث ينعكس اتجاه التيار 60 مرة في الثانية الواحدة. فاز التيار المتردد في الحرب ضد التيار المستمر (DC) منذ أكثر من قرن لأنه يمكن رفعه إلى جهد عالٍ لنقله بكفاءة عبر مسافات طويلة، ثم خفضه مرة أخرى للاستخدام الآمن في المنازل.
تقوم شركة الكهرباء بتوصيل 240 فولت إلى منزلك عبر سلكين حارين، كل منهما يحمل 120 فولت بالنسبة للسلك المحايد. يستخدم المقبس القياسي سلكاً حاراً واحداً والسلك المحايد لتوفير 120 فولت. أما مقبس 240 فولت فيستخدم كلا السلكين الحارين.
الواط (W) = فولت × أمبير. يسحب سخان مساحة بقدرة 1,500 واط على دائرة 120 فولت تياراً قدره 12.5 أمبير. وهذا مهم لأن الدائرة القياسية بقدرة 15 أمبير لا تستطيع أن تسلم سوى 80% من سعتها المقدّرة للأحمال المستمرة: أي 12 أمبير. يقترب سخان واحد من الحد الأقصى للدائرة.
لوحة القاطع الرئيسي
دماغ النظام
لوحة الخدمة (صندوق القواطع) هي النقطة التي تدخل منها الكهرباء من المرفق إلى منزلك وتُقسم إلى دوائر فرعية فردية. كل سلك في المنزل يعود إلى هذه اللوحة.
يقع القاطع الرئيسي في الأعلى. وعادةً ما يكون مصنفًا بـ 100 أو 150 أو 200 أمبير، ويمكنه فصل كل الكهرباء عن المنزل دفعة واحدة. المنازل الحديثة تكون خدمة الكهرباء فيها 200 أمبير تقريبًا دائمًا.
تحت القاطع الرئيسي توجد صفوف من قواطع الدوائر الفرعية. كل واحد منها يحمي دائرة واحدة: مجموعة من المآخذ أو الإضاءة أو جهاز مخصص. التصنيفات الشائعة هي 15 أمبير (للإضاءة والمآخذ العامة) و20 أمبير (لمآخذ المطبخ والحمام والجراج).
القواطع الأكبر: 30 و40 و50 أمبير: تخدم دوائر 240 فولت مخصصة للمجففات (30 أمبير)، والأفران (40-50 أمبير)，والوحدات التكييف.
التأريض والمحايد
المفهوم الأكثر سوء فهم
يخلط الناس بين المحايد والأرضي باستمرار. يرتبطان عند نقطة واحدة: لوحة الخدمة: لكنهما يؤديان أغراضًا مختلفة.
السلك المحايد (الأبيض) هو المسار الطبيعي لعودة التيار. يتدفق التيار خارجًا عبر السلك الحي، ويمر عبر الحمل، ويعود عبر السلك المحايد. ويحمل التيار أثناء التشغيل الطبيعي.
السلك الأرضي (العاري أو الأخضر) هو المسار الطارئ. يحمل صفر تيار أثناء التشغيل الطبيعي. ويوجد فقط لتوفير مسار آمن إلى الأرض إذا حدث خطأ ما: مثل ملامسة سلك حي لهيكل معدني لجهاز كهربائي.
بدون سلك أرضي، قد يؤدي عطل ما إلى تنشيط الهيكل المعدني لغسالتك. عندما تلمسه، يتدفق التيار عبر جسمك إلى الأرض، فتصاب بصدمة كهربائية: أو أسوأ. يوفر السلك الأرضي لذلك التيار الخاطئ مسارًا سهلاً للعودة إلى اللوحة، مما يؤدي إلى فصل القاطع.
يتم ربط السلك المحايد والسلك الأرضي معًا فقط في اللوحة الرئيسية. ربطهما في أي مكان آخر يخلق مسارات عودة موازية ويمكن أن يضع تيارًا على أسلاك الأرض: وهو انتهاك للكود وخطر أمان.
مقاس السلك وسعة التيار
اختيار السلك المناسب
يُقاس مقاس السلك باستخدام AWG (مقياس الأسلاك الأمريكي). الترقيم غير بديهي: الأرقام الأصغر تعني سلكًا أكبر. سلك 14 AWG أرفع من سلك 12 AWG، والذي هو أرفع من سلك 10 AWG.
لكل مقاس سلك سعة تيار آمنة قصوى تُسمى سعة التيار (ampacity):
- 14 AWG: 15 أمبير (دوائر الإضاءة)
- 12 AWG: 20 أمبير (مآخذ المطبخ والحمام والجراج)
- 10 AWG: 30 أمبير (المجففات وسخانات المياه)
- 8 AWG: 40 أمبير (المواقد وأسطح الطهي)
- 6 AWG: 55 أمبير (وحدات التكييف الكبيرة واللوحات الفرعية)
استخدام سلك بحجم أصغر يشكل خطر حريق. سلك 14 AWG على قاطع 20 أمبير سوف يسخن قبل أن يفصل القاطع. يتطلب كود NEC أن يتطابق مقاس السلك أو يتجاوز تصنيف القاطع.
كابل NM-B وترميز الألوان
ما داخل الجدران
تستخدم معظم الأسلاك السكنية كابل NM-B (يُشار إليه عادةً باسم Romex، وهو اسم علامة تجارية). يجمع هذا الكابل بين عدة موصلات معزولة وسلك أرضي عاري داخل غلاف بلاستيكي.
يُوسم الكابل بمحتوياته. 14/2 NM-B يعني موصلين معزولين بمقاس 14 AWG (حار ومحايد) بالإضافة إلى سلك أرضي عاري. 12/3 NM-B يعني ثلاثة موصلات معزولة بمقاس 12 AWG (سلكان حاران ومحايد) بالإضافة إلى سلك أرضي: يُستخدم في دوائر المفاتيح ثلاثية الاتجاهات والمآخذ المقسمة.
ترميز ألوان الأسلاك
- أسود: حار (ينقل التيار إلى الحمل)
- أبيض: محايد (مسار العودة للتيار)
- نحاس عاري أو أخضر: أرضي (مسار السلامة/الطوارئ)
- أحمر: حار ثانٍ (يُستخدم في دوائر 240 فولت والمفاتيح ثلاثية الاتجاهات)
- أزرق وأصفر: أسلاك حارة إضافية (تُستخدم عادةً في الأنابيب التجارية، ونادرًا ما تُستخدم في NM-B السكني)
هذه الألوان ليست اقتراحات. إنها اصطلاحات يعتمد عليها كل كهربائي. توصيل السلك المحايد كسلك حار يمكن أن يُنشّط أجزاءً من الدائرة يجب أن تكون آمنة للمس.
الدوائر المتسلسلة مقابل الدوائر المتوازية
كيفية توصيل الأجهزة
في دائرة متسلسلة، تُربط الأجهزة على شكل سلسلة: يتدفق التيار عبر جهاز واحد ثم الجهاز التالي. إذا تعطل أحد الأجهزة، تتوقف الدائرة بأكملها عن العمل. كانت أضواء عيد الميلاد القديمة تعمل بهذه الطريقة: إذا احترق أحد المصابيح، يظلم الشريط بأكمله.
في دائرة متوازية، يتصل كل جهاز بشكل مستقل بين قضيب الطور (hot) وقضيب الحياد (neutral). إذا تعطل أحد الأجهزة، يستمر الباقون بالعمل. هذا هو الطريقة التي تعمل بها المقابس السكنية: كل مقبس على الدائرة يُربط على التوازي.
هذا يوضح سبب إمكانية فصل مصباح من مقبس واحد & استمرار عمل المقابس الأخرى على نفس الدائرة. كل مقبس يوفر جهد 120 فولت كاملاً بغض النظر عن ما تقوم به المقابس الأخرى.
ومع ذلك، تشترك جميع الأجهزة على الدائرة في التيار المتاح. إذا قمت بتوصيل عدد كبير من الأجهزة ذات الاستهلاك العالي إلى المقابس على نفس الدائرة 15 أمبير، فسيفصل القاطع: ليس لأن أي جهاز واحد أ<|eos|>
المخارج والمفاتيح وأجهزة الحماية
أجهزة الحماية
GFCI (قاطع دائرة الخطأ الأرضي) المخارج تراقب التوازن بين التيار الساخن والمحايد. إذا تسرب حتى 5 مللي أمبير إلى الأرض: عبر جسمك على سبيل المثال: يفصل GFCI في 1/40 من الثانية. يتطلب كود NEC حماية GFCI في الحمامات، المطابخ، المرائب، الأماكن الخارجية، وأي مكان قريب من الماء.
AFCI (قاطع دائرة خطأ القوس) القواطع تكتشف التقوس الخطر: الشرر الذي يحدث عندما يتضرر سلك، أو يكون الاتصال فضفاضًا، أو يخترق مسمار كابلًا في الحائط. التقوس يُعد سببًا رئيسيًا للحرائق الكهربائية. منذ عام 2014، يتطلب كود NEC حماية AFCI على معظم دوائر الفروع السكنية.
المفاتيح
مفتاح أحادي القطب يتحكم في الإضاءة من موقع واحد. يحتوي على طرفين نحاسيين وأرضي. يفتح ويغلق السلك الساخن ببساطة.
مفتاح ثلاثي الاتجاه يتحكم في الإضاءة من موقعين: مثل أعلى وأسفل الدرج. يستخدم مفتاحين ثلاثي الاتجاه متصلين بواسطة أسلاك المسافر (الأحمر والأسود في كابل 14/3 أو 12/3). تقلّب آلية التبديل أي مسافر يحمل التيار، مما يسمح لأي مفتاح بتشغيل الإضاءة أو إطفائها.
معايير الأسلاك في المملكة المتحدة
مقارنة بين التيار الكهربائي في المملكة المتحدة والولايات المتحدة
تستخدم المملكة المتحدة 230 فولت أحادي الطور بتردد 50 هرتز: مقابل 120/240 فولت ثنائي الطور في الولايات المتحدة بتردد 60 هرتز. يؤدي الجهد الأعلى إلى تيار أقل لنفس القدرة الكهربائية، مما bee
ألوان الأسلاك (بعد 2004، متوافقة مع الاتحاد الأوروبي)
- بني: الطور (مكافئ للأسود/الساخن في الولايات المتحدة)
- أزرق: المحايد (مكافئ للأبيض في الولايات المتحدة)
- أخضر/أصفر مخطط: الأرضي (مكافئ للنحاس العاري في الولايات المتحدة)
ألوان المملكة المتحدة القديمة (قبل 2004)
لا يزال موجودًا في المنازل القديمة: أحمر = حي، أسود = محايد، أخضر = أرضي. يجب على الكهربائي الذي يعمل على عقار بريطاني قديم تحديد نظام الألوان المطبق قبل لمس أي شيء.
مقبس مصهر BS 1363
تستخدم المقابس البريطانية معيار BS 1363 ذو الثلاثة أسنان المستطيلة. الميزة الرئيسية: يحتوي كل مقبس على مصهره الخاص (3A للمصابيح والإلكترونيات، 13A للأجهزة عالية القدرة). وهذا يعني أن كل جهاز يحمل حمايته الخاصة من التيار الزائد عند نقطة الاتصال: قبل المقبس. لا تحتوي المقابس البريطانية على مصهر؛ فالحماية تنتقل مع المقبس.
لوحة التوزيع
المكافئ البريطاني للوحة القواطع. تحتوي على MCBs (قواطع الدائرة المصغرة) وRCDs (أجهزة التيار المتبقي): المكافئ لـ GFCI في الولايات المتحدة. تستخدم التركيبات البريطانية الحديثة RCBOs (قاطع التيار المتبقي مع الحماية من التيار الزائد)، والتي تجمع بين MCB وRCD في جهاز واحد، مما gibt كل دائرة حماية من التيار الزائد والتيار المتبقي.
دوائر الحلقة النهائية
الفرق الأساسي: الدائرة الشعاعية vs الدائرة الحلقية
تستخدم الأسلاك في الولايات المتحدة الدوائر الشعاعية (المنزلية): يمتد الكابل من اللوحة إلى المخرج الأول، ثم يتسلسل إلى التالي، ويُنهى عند الآخر. مسار واحد للدخول، ولا مسار للخروج.
تستخدم الأسلاك البريطانية دوائر الحلقة النهائية: يخرج الكابل من لوحة التوزيع، ويمر عبر كل مخرج كهربائي في الطابق، ثم يعود إلى نفس قاطع الدائرة المصغر (MCB)، مما يشكل حلقة مغلقة. يقع كل مخرج عند نقطة على هذه الحلقة مع وجود تغذيتين للكابل قادمتين من اتجاهين متعاكسين. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
لماذا تعمل الحلقة
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]لكل مخرج تغذيتان للكابل: واحدة من كل اتجاه حول الحلقة. تحت الحمل، ينقسم التيار ويتدفق في كلا الاتجاهين في وقت واحد. النتيجة: مقاومة أقل لكل مسار، وقدرة أفضل على تحمل تيار العطل، وسلك أصغر. 2.5mm² (حوالي 13 AWG) يمكنه تغذية ما يصل إلى 13A لكل مخرج بأمان على دائرة الحلقة: وهو سلك كان سيكون غير مناسب الحجم بشكل خطير على دائرة شعاعية أمريكية. [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
مواصفات دائرة الحلقة (BS 7671)
[BLOCK_TYPE SECTION/STEP]- تصنيف قاطع الدائرة المصغر (MCB): دائمًا 32A لدائرة الحلقة النهائية القياسية [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
- الكابل: 2.5mm² مزدوج وأرضي (مكافئ لـ NM-B الأمريكي، يحتوي على الطور والمحايد والأرضي العاري) [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
- حد مساحة الطابق: 100م² لكل حلقة (لا يوجد حد لعدد المخارج في BS 7671) [BLOCK_TYPE SECTION/STEP]
- الفروع (Spurs): مسموح بها: يمكن لمخرج واحد أن يتفرع من الحلقة (فرع)، لكن لا يُسمح بفرع من فرع
مآخذ التيار
تتبع مآخذ التيار في المملكة المتحدة المعيار BS 1363: مغلقة بمصاريع (مقاومة للعبث بطبيعتها، مدمجة في جسم المأخذ: لا حاجة لإدخال أمان منفصل للأطفال). الارتفاع القياسي للتركيب: 450 مم من مستوى الأرضية النهائي.
دوائر الإضاءة
تُشغَّل دوائر الإضاءة في المملكة المتحدة شعاعياً (وليس حلقياً). التصنيف النموذجي: قاطع MCB بقدرة 6 أمبير أو 10 أمبير. طريقتان للتوصيل: طريقة صندوق التوصيل (طوبولوجيا نجمية من صندوق مركزي) أو طريقة الدخول المتسلسل (يمر الكابل عبر كل وردة سقفية بالتسلسل). كلتا الطريقتان متوافقة مع الكود؛ وطريقة الدخول المتسلسل أكثر شيوعاً في البناء الحديث.
العمل بأمان مع الكهرباء
الكهرباء قد تقتلك
هذا ليس مبالغة. 120 فولت يكفي لإيقاف قلبك. تحدث وفيات كهربائية كل عام لكل من المحترفين وأصحاب المنازل.
إجراء القفل والتعليم (LOTO) هو أهم إجراء أمان. قبل العمل على أي دائرة، أوقف القاطع، واقفل اللوحة حتى لا يتمكن أحد من تشغيلها، ثم ضع علامة باسمك. ثم تحقق من أن الدائرة ميتة باستخدام مختبر جهد بدون تلامس أو مقياس متعدد. لا تثق أبدًا بأن القاطع متوقف لمجرد أنك قلبته.
استخدام المقياس هو مهارة أساسية. يقوم مقياس متعدد بقياس الجهد والتيار والمقاومة。 مختبر جهد بدون تلامس (الجهاز الذي يشبه القلم والذي pieps بالقرب من الأسلاك الحية) هو فحص سري
More Safety Rules
- Never work on a live circuit unless you are specifically trained & authorized for live work.
- تعامل مع كل سلك كأنه حي حتى تثبت العكس.
- استخدم أدوات معزولة مصنفة للعمل الكهربائي.
- ارتدِ نظارات السلامة: أطراف الأسلاك حادة وقابلة للارتداد.
- لا تقف في الماء أو على سطح رطب أثناء العمل بالكهرباء.
مسار مهنة الكهربائي
من المتدرب إلى المعلم
يتبع التحول إلى كهربائي مسارًا منظمًا:
متدرب (4-5 سنوات): تعمل تحت إشراف فني ماهر، وتكسب أثناء التعلم. تتطلب معظم برامج التدريب المهني 8,000 ساعة من التدريب العملي بالإضافة إلى التعليم الصفي. ستتعلم كود NEC، وقراءة المخططات، وأنظمة التحكم في المحركات، وكل أنواع التركيبات. تبدأ أجور المتدربين بحوالي 15-20 دولار/ساعة وتزداد كل سنة.
فني كهرباء ماهر: بعد إكمال فترة التدريب المهني واجتياز امتحان الفني الماهر، يمكنك العمل بشكل مستقل. يكسب فنيو الكهرباء المهرة 25-45 دولار/ساعة حسب الموقع، وغالباً ما يكسب الفنيون النقابيون أكثر. يمكنك العمل في المجال السكني أو التجاري أو الصناعي.
فني كهرباء رئيسي: يتطلب خبرة إضافية (عادةً 2-4 سنوات إضافية كفني ماهر) واجتياز امتحان الرئيس. يستطيع فنيو الكهرباء الرئيسيون استخراج التصاريح، وإدارة ورشهم الخاصة، والإشراف على الفنيين الآخرين.
لا تختفي هذه المهنة. كل منزل جديد، كل تجديد، كل تركيب ألواح شمسية، كل شاحن سيارة كهربائية يحتاج إلى فني كهرباء. تتوقع مكتب إحصاءات العمل 6-11% نمواً في الوظائف خلال الثلاثينيات.
