اقرأ في هذا المقال
ما هو انخفاض الجهد؟
انخفاض الجهد يعني هبوط الجهد أو فقدان الجهد بسبب وجود الممانعة أو العناصر السلبية “الخاملة”، سيكون هناك بعض الخسارة في الجهد حيث يتحرك التيار عبر الدائرة. أي أنّ الطاقة الموردة من مصدر الجهد ستنخفض مع تدفق التيار عبر الدائرة. قد يؤدي الانخفاض المفرط في الجهد إلى حدوث تلف ووظيفة غير صحيحة للجهاز الكهربائي والإلكتروني. في الأساس، يتم حساب انخفاض الجهد بواسطة “قانون أوم“.
انخفاض الجهد في دوائر التيار المستمر:
في دوائر التيار المستمر، سبب انخفاض الجهد هو المقاومة، لفهم انخفاض الجهد في دائرة التيار المستمر، يمكننا أن نأخذ مثالاً. افترض دائرة تتكون من مصدر تيار مستمر، ومقاومتان متصلتان على التوالي وحمل. هنا، سيكون لكل عنصر من عناصر الدائرة مقاومة معينة، حيث يتلقون ويفقدون الطاقة إلى حد ما. لكن العامل الحاسم لقيمة الطاقة هو السمات الفيزيائية للعناصر. عندما نقيس الجهد عبر مصدر التيار المستمر والمقاومة الأولى، يمكننا أن نرى أنّه سيكون أقل من جهد الإمداد.
يمكننا حساب الطاقة التي تستهلكها كل مقاومة عن طريق قياس الجهد عبر المقاومات الفردية. بينما يتدفق التيار عبر السلك بدءًا من إمداد التيار المستمر إلى المقاومة الأولى، فإنّ بعض الطاقة التي يمنحها المصدر تتبدد بسبب مقاومة الموصل. للتحقق من انخفاض الجهد، يتم استخدام “قانون أوم” و”قانون دائرة كيرشوف“. يتم تمثيل “قانون أوم” كالتالي:
V = R × I
حيث:
V – انخفاض الجهد يقاس بالفولت (V).
R – المقاومة الكهربائية وتقاس بالأوم (Ω).
I – التيار الكهربائي ويقاس بالأمبير (A).
بالنسبة لدوائر التيار المستمر المغلقة، نستخدم أيضًا “قانون دائرة كيرشوف” لحساب انخفاض الجهد. وهي كالاتي:
جهد الإمداد = مجموع انخفاض الجهد عبر كل مكون من مكونات الدائرة.
حساب انخفاض الجهد لخط طاقة التيار المستمر:
هنا، لنأخذ مثالاً على خط كهرباء (100) قدم. وبالتالي، لخطين سوف تكون (2 × 100) قدم.لكن المقاومة الكهربائية (1.02/ 1000) قدم والتيار (10) أمبير:
Electrical resistance = 1.02/1000 ×2× 100 = 0.204 Ω
Therefore, Voltage Drop, Vd = R × I = 0.204Ω × 10A = 2.04V
انخفاض الجهد في دوائر التيار المتردد:
في دوائر التيار المتردد بالإضافة إلى المقاومة (R)، سيكون هناك معارضة ثانية لتدفق التيار، وهي المفاعلة (X) والتي تتكون من (XC) و(XL). سيعارض كل من (X و R) تدفق التيار أيضًا يُطلق على مجموع الاثنين المعاوقة (Z):
حيث:
XC – المفاعلة السّعوية.
XL – المفاعلة الحثّية.
Z = R + jX
تعتمد كمية (Z) على عوامل مثل النفاذية المغناطيسية وعناصر العزل الكهربائي وتكرار التيار المتردد. على غرار “قانون أوم” في دوائر التيار المستمر، يتم تقديمه كالتالي:
E = Z × I
حيث:
E – انخفاض الجهد ويقاس بالفولت (V).
Z – المعاوقة الكهربائية وتقاس بالأوم (Ω).
I – التيار الكهربائي ويقاس بالأمبير (A).
