المقاومات التجزئية - Bleeder Resistors

ما هي المقاومة التجزئية – Bleeder Resistor؟

المقاومة التجزئية: هي مقاومة قياسية متصلة بالتوازي مع خرج دائرة إمداد طاقة عالية الجهد لغرض تفريغ الشحنة الكهربائية المخزنة في مكثفات مرشح مزود الطاقة عند إيقاف تشغيل الجهاز، يتم ذلك لأسباب تتعلق بالسلامة، إذا لمس شخص ما عن طريق الخطأ أثناء خدمة الجهاز في حالة إيقاف التشغيل، فقد تكون هناك فرصة للتعرض للصدمة حتى لو كان الجهاز في حالة إيقاف التشغيل، وبالتالي، من الضروري تفريغ المكثف لأغراض السلامة، وبالتالي يتم استخدام المقاومة التجزئية للمساعدة في منع التفريغ الكهربائي غير المرغوب فيه.

أهمية المقاومة التجزئية في الدائرة الكهربائية:

لمعرفة أهمية المقاومة التجزئية، نحتاج إلى دائرة تستخدم مرشحًا (filter)، على سبيل المثال، نختار دائرة مقوم كامل الموجة، خرج المعدل ليس إشارة (DC) نقية، إنّها إشارة تيار مستمر نابضة ولا يمكن لهذا العرض أن يعطي الحمل مباشرة، لذلك، نستخدم دائرة مرشح لجعل خرج المعدل إشارة (DC) نقية، ويتكون المرشح من المكثفات والمحاثات، خرج المقوم يتم إعطاؤه للحمل عبر دائرة المرشح والمقاومة التجزئية.

يتم توصيل المقاومة التجزئية بالتوازي مع المكثف، يتم شحن المكثف بقيمة الذروة أثناء تشغيل الجهاز، وإذا قمنا بإيقاف تشغيل الجهاز، فسيظل هذا المكثف يوفر قدرًا من الشحن، الآن إذا لم يتم توصيل المقاومة التجزئية وقام شخص ما بلمس الأطراف، فإنّ المكثف سوف يفرغ من خلال هذا الشخص، وسيصاب ذلك الشخص بالصدمة، ولكن إذا وصلنا مقاومًا قياسيًا بالتوازي مع هذا المكثف، فإنّ المكثف سوف يفرغ من خلال المقاومة.

كيفية اختيار المقاومة التجزئية:

إذا اخترت مقاومًا صغيرًا ذا قيمة، فسيوفر مقاوم عالي السرعة، لكنّها تستهلك المزيد من الطاقة، وإذا اخترت مقاومًا ذا قيمة عالية، فسيؤدي ذلك إلى فقد أقل للطاقة ولكن المقاومة أقل، لذلك، يتعين على المصمم اختيار مقاومة ذي قيمة مناسبة يكون مرتفعًا بما يكفي لعدم التداخل مع مصدر الطاقة ومنخفض بدرجة كافية لتفريغ المكثف في وقت قصير، لحساب القيمة المناسبة للمقاومة التجزئية، ضع في اعتبارك العلاقة بين الجهد اللحظي عبر مكثف (Vt)، والمقاومة التجزئية (R)، والقيمة الأولية (Vu)، السعة الكلية (C) والدورة اللحظية هي (t)، ثمّ يمكنك حساب قيمة المقاومة التجزئية من المعادلة أدناه:

V_t = V_ue^-t/RC

V_t/V_u = e^-t/RC

ln (Vt/Vu) = -t/RC

R = -t/(C × ln(V_t/V_u))

في المعادلة أعلاه، حافظ على قيمة الجهد اللحظي منخفضة لأغراض السلامة، ولكن إذا جعلته صفرًا، فعندئذ الوقت اللازم للمقاومة التجزئية لتفريغ المكثف يكون لانهائيًا، ومن ثمّ يتعين على المصمم أن يضع القيمة المناسبة للجهد الآمن والوقت اللازمين لتفريغ المكثف:

P = (V₀)²/R

الآن إذا حددت قيمة المقاومة التجزئية لتفريغ سريع، فستكون المقاومة منخفضة جدًا، وسوف يزيد من فقدان الطاقة، في المعادلة أعلاه، (V₀) هو الجهد الابتدائي، و(P) هي القدرة التي تستهلكها المقاومة التجزئية، ومن ثمّ، يتعين على المصمم تحديد القيمة المرغوبة لفقدان الطاقة وسرعة نزف المقاومة.

تطبيقات المقاومات التجزئية:

يتم استخدام المقاومة التجزئية في الدائرة لأغراض السلامة، ولكنّها مفيدة أيضًا في تحسين تنظيم الجهد وكمقاومة مرنة تستخدم كمقسم للجهد.

تنظيم الجهد – Voltage Regulation:

يتم تعريف تنظيم الجهد على أنّه نسبة الفرق بين جهد عدم التحميل والجهد الكامل للحمل إلى جهد عدم التحميل، معادلة تنظيم الجهد كما هو موضح في المعادلة أدناه:

V_r = (V₀ – V_f)/V_f

حيث: (V₀) هو جهد بدون حمل، و(V) هو جهد تحميل كامل، لتنظيم الجهد بشكل جيد، يتم الاحتفاظ بقيمة (V_r) عند أدنى مستوى ممكن.

الآن إذا تمّ توصيل المقاومة التجزئية بالتوازي مع مكثف مرشح ومقاومة تحميل، لذلك، يحدث انخفاض الجهد في مقاومة الحمل وكذلك في المقاومة التجزئية، لذلك، سيقلل من قيمة الفرق بين جهد عدم التحميل والجهد الكامل الذي يحسن تنظيم الجهد في الدائرة.

مقسم الجهد – Voltage Division:

إذا كنت تريد ترتيبات متعددة للجهد في الدائرة الكهربائية، فسيتم استخدام المقاومة التي تمّ إعدادها كمقاومة تجزئية، تحتوي المقاومة التجزئية على ثلاثة أشرطة، باستخدام النقر المناسب، يمكننا الحصول على ثلاثة أنواع من الجهد مختلفة عبر الحمل، لذلك، توفر هذه المقاومة وظيفة مقسم الجهد.

أغراض السلامة – Safety Purposes:

الوظيفة الرئيسية للمقاومة التجزئية هي الأمان، يتم استخدامها لتفريغ المكثف بعد إيقاف تشغيل الجهاز، يتكون المرشح من محاثّات ومكثفات، يتم استخدام المقاومات التجزئية لتوصيله بالتوازي مع مكثف المرشح، بمجرد إيقاف تشغيل الجهاز، يتم تخزين قدر من الشحن داخل المكثف، قد يتم تفريغ هذا المكثف المشحون من خلال الشخص، وقد يصاب هذا الشخص بالصدمة، ومن ثمّ، يتم استخدام المقاومة التجزئية للاتصال بالتوازي مع المكثف لتفريغه بعد إيقاف تشغيل الجهاز.