لماذا سلك النيوترال اصغر من بقية الاسلاك

7 مارس 2024
Fahad Rafai
لماذا سلك النيوترال اصغر من بقية الاسلاك

في نظام الجهد الكهربائي ثلاثي الأوجه 380/220 فولت، الكابل الذي يمتد من العداد إلى لوحة الكهرباء (الطبلون) ويحوي على 4 أسلاك له توزيع معين للأدوار والجهود:


1. الأسلاك ذات الألوان الأزرق والأصفر والأحمر: هذه الأسلاك تمثل الأطوار الثلاثة في النظام ثلاثي الأوجه. كل سلك يحمل طورًا/فاز كهربائيًا مختلفًا، وهذه الفازات متساوية في الحجم والتيار الذي يمكنها حمله.


2. السلك الأسود: هذا عادة ما يكون سلك النيوترال (المحايد) في النظام، وهو أقل سمكًا لأنه يحمل فقط التيار الناتج عن عدم التوازن بين احمال الفازات الثلاثة، وليس التيار الكامل كما في الأسلاك الأخرى.


بالنسبة لقيم الجهد بين كل سلك وآخر:


- بين أي فاز والنيوترال (مثلاً بين الأزرق والأسود، الأصفر والأسود، أو الأحمر والأسود): الجهد سيكون 220 فولت، وهذا ما يُعرف بالجهد الأحادي الوجه.


- بين الأطوار (مثلاً بين الأزرق والأحمر، الأزرق والأصفر، أو الأصفر والأحمر): الجهد سيكون 380 فولت، وهذا يُعرف بالجهد ثلاثي الأوجه.


هذا التوزيع يسمح بتوفير كل من الجهد الأحادي الوجه وثلاثي الأوجه لتلبية مختلف الاحتياجات الكهربائية داخل المنزل، من الأجهزة المنزلية البسيطة إلى تلك التي تحتاج إلى قدرة كهربائية أكبر مثل بعض المكيفات الكبيرة.


سلك النيوترال يكون أقل سمكًا (غالباً نصف السمك) من الأسلاك الأخرى لعدة أسباب، أهمها طبيعة الدور الذي يؤديه في النظام الكهربائي:


1. التوزيع الأمثل للتيار: في نظام ثلاثي الأوجه المتزن، حيث تكون فيه الأحمال موزعة بالتساوي على الأطوار الثلاثة، يكون التيار العائد عبر النيوترال صغيرًا جدًا أو يكاد يكون معدومًا. هذا لأن التيارات في الأطوار الثلاثة تلغي بعضها بعضًا بسبب الفرق في زاوية الطور بينها (120 درجة فرق بين كل طور وآخر).


2. في حال عدم توازن الاحمال : في حالة وجود عدم توازن في الأحمال على الأطوار الثلاثة، يمكن أن يحمل النيوترال التيار الناتج عن هذا التوزيع الغير جيد للاحمال على الفازات.

ونظرًا لأن هذه الحالة ليست الحالة العامة المصممة لها الأنظمة الكهربائية، فإن السلك المخصص للنيوترال يكون أقل سمكًا، مع الأخذ في الاعتبار أنه يجب أن يكون قادرًا على حمل التيار في حالة وجود عدم توازن.


باختصار : بالنسبة لوجود التيار في سلك النيوترال، فهو لا يحمل تيارًا في حالة التوازن التام بين الأطوار الثلاثة المثالية، لكن في الأنظمة العملية، حيث يكون هناك عادة بعض عدم التوازن بين الأحمال، يمكن أن يحمل سلك النيوترال تيارًا بسيطاً او متوسطاً احياناً.


في نظام ثلاثي الأوجه متزن، الأحمال على الأطوار الثلاثة متساوية والفروق الزمنية بين الأطوار تكون دائمًا 120 درجة. هذا يعني أنه إذا قمنا بتمثيل التيارات في الأطوار الثلاثة باستخدام الأعداد المركبة أو الرياضيات الدائرية، سنرى أن مجموع هذه التيارات يساوي صفرًا.