עבור רוב החובבים, בחירת חוטים היא היבט לא נחשב בתכנון הפרויקט. שימוש בחוט דק מדי עלול לגרום להשפעות הרות אסון, החל מנפילות מתח הגורמות לביצועים גרועים ועד לשריפות חשמליות.
למרות חשיבותו, חוט עבה יותר הוא יקר יותר. אז, חובבים לעתים קרובות יחסכו בחומר זה.
המטרה שלנו היא למצוא את החוט הדק ביותר שאנו יכולים להשתמש בו, תוך שמירה על ירידת המתח שלנו בטווח סביר והימנעות מכל סיכון של שריפה חשמלית.
אם ניקח את הזמן לעבור את המתמטיקה, נחסוך לעצמנו כמות עצומה של עבודה בהמשך הדרך. בואו לצלול פנימה!
פירוק חשמל, עם אינסטלציה
חשמל יכול להיות קשה לדמיין, אז בואו נסתכל על מטפורה קלאסית להבנת חשמל. במקום אלקטרונים בחוט, דמיינו מים בצינור:
- נוֹכְחִי יהיו המים בצינור.
- מתח יהיה הלחץ שדוחף את המים דרך הצינור.
- הִתנַגְדוּת יהיה קוטר הצינור עצמו.
במובנים רבים, המטאפורה הזו מושלמת לחשיבה על מדי חוטים. בדומה לקוטר של צינור, קוטר החוט עומד ביחס ישר להתנגדות הפנימית שלו. ככל שיהיה פחות מקום לחשמל (או מים) לזרום, כך תהיה התנגדות גדולה יותר לזרימתו.
כשחושבים על הצינור המלא במים, מה היה קורה אם ננסה להכניס בכוח 100 ליטר מים לתוך צינור שיכול להכיל רק ליטר אחד? כפי שאתם יכולים לדמיין, היינו מוצאים את עצמנו מהר מאוד בטלפון לאינסטלטור, כי הצינור הזה היה מתפוצץ!
תופעה דומה מתרחשת כאשר אנו מנסים לשלוח יותר מדי זרם במורד חוט דק מדי; רק במקום מים יזרום החוצה, החוט מתחמם יתר על המידה ונמס. עם מתח גדול מספיק שדוחף את הזרם הזה, החוט המומס הזה יכול להוביל במהירות רבה לשריפה חשמלית.
אל תדאג אם כבר קנית את החוטים שלך והם לא מתאימים לצרכים שלך; אתה יכול השתמש בהם לכמה פרויקטי עשה זאת בעצמך מהנים.
נפילת מתח, ומדוע יותר מדי יכול להרוס מעגל
בכל מעגל חשמלי DC, נחווה נפילות מתח; זהו כלל בסיסי של מעגלים. הבעיה מתעוררת, עם זאת, כאשר יותר מדי מתח אבד, במיוחד בגלל ההתנגדות של החוט עצמו.
אם נחשוב שוב על הצינורות שלנו, דמיינו צינור גדול מאוד צוואר בקבוק לצינור קטן בהרבה. לפתע, נחל המים שלנו מואט, והלחץ מאחורי המים יורד. למים המואטים הללו אין את הלחץ לסובב גלגל מים, ומכאן ירדנו בביצועים.
לכן, בהיעדר שימוש בגלגל מים קטן בהרבה, נראה שאנחנו צריכים להשתמש בצינורות גדולים יותר. זה יאפשר למים לזרום ללא עכבות יחסית, תוך שמירה על הלחץ גבוה מספיק כדי לסובב את הגלגל שלנו.
עוברים לחוטים ואלקטרונים, הרעיון הוא כמעט זהה! במונחים חשמליים, אנו יכולים בקלות רבה להסביר זאת באמצעות אחד מחוקי היסוד של הפיזיקה, חוק אוהם:
חוק אוהם מכתיב את היחסים בין זרם, מתח והתנגדות. במעגל DC, הזרם שלנו קבוע לכל אורכו, אבל המתח וההתנגדות שלנו קשורים זה לזה באופן הפוך.
במילים פשוטות יותר, ככל שההתנגדות עולה, המתח יורד.
כדי להביא את זה ליישום שלנו בעולם האמיתי: ככל שהחוטים הולכים וקטנים, ההתנגדות שלהם עולה. לכן, ככל שהחוטים הולכים וקטנים, המתח על פניהם יורד, בדיוק כמו איך צינורות דקים יותר מקטינים את זרימת המים!
לפיכך, שימוש בחוטים עבים יותר במעגל שלך מאפשר להפעיל את המתח היכן שהוא נחוץ - ולא לבזבז על התנגדות חוטים.
חישוב מד חוט אופטימלי
ללא ספק, הדרך הטובה ביותר להבין את מד החוט שלך היא להשתמש במחשבון מקוון; יישומים אלה מאפשרים למשתמשים להזין את המתח, האמפראז' (הזרם), את אורך החוטים שלהם ואת ירידת המתח המותרת שלהם. לאחר מחיקת המספרים, המחשבון מוציא את מד החוט האופטימלי עבור אותה רצף של חוט.
עבור רוב היישומים, מותרת ירידת מתח של כשלושה אחוזים - כל דבר יותר מזה, וציוד אלקטרוני רגיש יותר עלול להתחיל לתפקד באופן לא תקין.
אנחנו גם תמיד רוצים להשתמש בכמות הזרם המקסימלית האפשרית של המכשיר שלנו - בדרך כלל זה ייכתב במכשיר. למרות שסביר להניח שלא תהיה לו משיכה מתמשכת של הערך הזה, אנחנו צריכים לוודא שאנחנו מוגנים מפני עליות זרם.
הנה דוגמה אחת של מחשבון מד חוט מקוון, שנמצא ב wiresizecalculator.net:
כפי שאתה יכול לראות, מחשבון זה מאפשר גם קלט משתנה נוסף, כגון דירוג החום של בידוד, מאיזה סוג מוליך עשויים החוטים, וסוג ההתקנה שהחוט מותקן לְתוֹך.
בדוגמה זו, קיבלנו מד חוט בטוח מינימלי של 3 מד חוט אמריקאי (AWG).
למען הבטיחות, עדיף תמיד לאמוד את החוטים שלך באחד או שניים, כך שבסופו של דבר נקבל חוט של 2/0 AWG. שימו לב, התקן של מד החוט הוא אחורה לחלוטין; ככל שהחוט עבה יותר, כך מד החוט קטן יותר! אז, 2/0 AWG הוא למעשה חוט עבה יותר מ-3 AWG.
קָשׁוּר: חשב את עלויות החשמל שלך עם הכלים השימושיים האלה
באיזה חוט כדאי לי לבחור?
מחוץ למד חוט, המשתנים האחרים שיש לקחת בחשבון הם ספירת גדילים - כלומר. כמה גדילי תיל מורכבים מהכבל - וחומר החוט.
ככלל אצבע, יותר גדילי תיל מניבים גמישות רבה יותר. אם אתה מפעיל חוט במקומות צרים, ספירת גדילים גדולה יותר תהיה משהו ששווה להשקיע בו.
לגבי החומר האמיתי של החוט, נחושת היא הסטנדרט עבור רוב היישומים, אם כי ניתן להשתמש גם באלומיניום.
הדבר העיקרי שיש לזכור הוא עקביות. אם אתה משתמש במחברי נחושת ובחוט נחושת במקומות אחרים במעגל, השתמש בחוט נחושת. ערבוב והתאמת חומרים עלולים להוביל לקורוזיה ולמחברים שבורים, שכן החומרים יתרחבו ויתכווצו בקצבים שונים.
קָשׁוּר: לא רק הלחמה: שיטות שונות לחיבור חוטים, הסבר
לחסוך כסף ולהישאר בטוח
ישנם לא מעט משתנים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת החוט המתאים למבנה שלך. הכלל מספר אחד בחשמל, לעומת זאת, הוא להביא איש מקצוע אם אתה מרגיש לא בנוח.
אחרת, חשב את מד החוט שלך בהתבסס על הזרם המקסימלי שאתה מתכוון להעביר בו, קנה חוט בגודל אחד יותר מזה, והתחל לבנות! שמור תמיד על עקביות החומר בין החוטים והמחברים ועשה את החישוב!
עם קצת מחשבה מוקדמת, אתה יכול לכבות כל סכנת שריפה ולחסוך לעצמך כמה דולרים.
למד עוד על סוגים שונים של מעגלים אלקטרוניים עם המדריך המסביר שלנו.
קרא הבא
- עשה זאת בעצמך
- בטיחות אישית
- הדרכות לפרויקט עשה זאת בעצמך
- מכשירי חשמל
חובב עשה זאת בעצמך וכותב, סם אוהב פרויקט. בא מרקע מוזיקלי, הוא מביא ניסיון עם מעגלים אנלוגיים, הקלטה ודחיפת אודיו עד לקצה גבול היכולת. בזמנו הפנוי, ניתן למצוא אותו כשהוא בלע בענן של הלחמה, חופר לתוך חתיכת ציוד וינטג'.
הירשם לניוזלטר שלנו
הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים טכניים, ביקורות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!
לחץ כאן כדי להירשם