کاربرد برق صنعتی در دستگاه‌ها و وسایل مختلف بسیار متنوع و گسترده است. این موارد در مباحث تخصصی‌تر به تفصیل مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین، پس از گذراندن آموزش‌های دقیق برق صنعتی، میتوان به درک کاملی از چهارچوب کلی کاربردهای آن دست یافت.
با ما همراه باشید:
در بخش ابتدایی مقاله قصد داریم تا به یک سوال اصلی که تمام توان الکتریکی را دربرمیگیرد اشاره کنیم و آن را پاسخ دهیم. در یک تعریف ساده و کلیشه‌ای، توان الکتریکی به معنای آهنگ انتقال انرژی الکتریکی در یک مدار است که واحد آن در سیستم بین‌المللی، وات یا ژول بر ثانیه میباشد.
اما ما قصد داریم تا این مفهوم را به‌طور گسترده‌تر و با توضیحات بیشتر برای شما شرح دهیم. توان الکتریکی در یک مدار زمانی تولید میشود که بار و انرژی پتانسیل از یک پایانه مدار به پایانه دیگر منتقل شود. این توان الکتریکی مشابه توان مکانیکی است که به معنای آهنگ انجام کار است و از حرکت بار در مدار در واحد زمان (ثانیه) تولید میشود.
در این بخش قصد داریم تا انواع مدارها و سیستم هایی که توات الکتریکی در آنها تولید و جاری میشود را مورد بررسی قرار داده و معرفی کنیم. همانگونه که در بالا ذکر کردیم توان الکتریکی به سبب حرکت نیروی پتانسیل یا همان بار از یک پایانه مدار به پایانه دیگر بوجود می‌آید.
در ادامه همین مطلب باید گفت که در هنگام شکل گیری توان الکتریکی در مدار بار به دلیل اختلاف پتانسیل الکتریکی بوجود آمده در سیستم از یک سر به سر دیگر حرکت میکند و در این بین اشکال دیگر انرژی شکل میگیرند و همین موضوع به معنای ایجاد توان الکتریکی در مدار آن سیستم یا دستگاه میباشد.
اما از نظر همین بوجود آمدن اختلاف پتانسیل و شکل گیری توان الکتریکی،مدار ها و سیستم ها به دو دسته مختلف تقسیم میشوند که عبارتند از؛
- دستگاه با توان الکتریکی منفعل یا همان بارها
- دستگاه با توان الکتریکی فعال یا همان منابع انرژی
در ادامه به تشریح و تعریف دو نوع سیستم تولید کننده توان الکتریکی میپردازیم. اگر در مدار یک دستگاه با سیستم بار مثبت از سمت پایانه مثبت به دلیل اختلاف پتانسیل به سمت پایانه منفی حرکت کند و از طرف دیگر هم بار منفی از سمت پایانه منفی در خلاف جهت بار مثبت حرکت کند بر روی بار های جاری در مدار کار انجام شده است.در یک مدار بار ها ممکن است تا با همین حرکت و تبادل بارها بین پایانه ها به دلیل اختلاف پتانسیل،کار در سیستم و دستگاه انجام شود و با تبدیل انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی،توان الکتریکی در دستگاه شکل بگیرد.
به این دستگاه که توان الکتریکی از طریق حرکت و جابجایی بارها شکل گرفته است،سیستم منفعل گفته میشود.
این مدل از دستگاه ها با توان الکتریکی منفعل همیشه جریان الکتریکی را از منبع دریافت کرده و به انواع دیگر انرژی مانند؛انرژی گرمایی،مکانیکی،جنبشی و… تبدیل میکند.
از انواع این سیستم ها میتوان به: لامپ،بخاری برقی و موتور های الکتریکی اشاره کرد.سیستم های با توان الکتریکی منفعل عمدتا از جریان برق متناوب(AC) استفاده میکنند و جهت ولتاژ در این مدار همیشه در حال تغییر جهت است اما جهت جریان ثابت است.
در این نوع مدار و سیستم توان الکتریکی دقیقا برخلاف دستگاه های منفعل تبدیل میشود.در این دستگاه بار در خلاف جهت اختلاف پتانسیل به وسیله یک نیروی بیرونی که همان جریان برق است،به سمت دیگر حرکت میکند؛(بار مثبت با نیروی الکتریکی از قطب منفی به مثبت میرود.)در این حالت توان الکتریکی کار بر روی بار ها انجام میدهد اما بر خلاف سیستم منفعل،یعنی؛انرژی مکانیکی و شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل میشود،و این امر به معنای ایجاد توان الکتریکی است.
به همین جهت یک جز در مدار میتواند هم نقش سیستم منفعل و هم سیستم فعال را در تولید توان الکتریکی داشته باشد.برای مثال یک باتری قابل شارژ در هنگام شارژ شدن به دلیل دریافت انرژی برای شارژ شدن نقش منبع در الکتریکی را دارد و در عین حال در هنگام استفاده از آن و تامین برق دیگر دستگاه ها نقش منفعل را در تولید توان الکتریکی ایفا میکند.
علامت قراردادی توان الکتریکی مصرفی و تولیدی
در سیستم برق بین‌المللی، برای این که یک دستگاه هم میتواند مصرف‌کننده و هم تولیدکننده توان الکتریکی باشد، بار مثبت به‌طور قراردادی نشان‌دهنده توان الکتریکی است که از مدار خارج شده و وارد یک جزء میشود. به همین ترتیب، بار منفی نشان‌دهنده توان الکتریکی است که از یک جزء خارج شده و وارد مدار میشود.
توان الکتریکی راکتیو
توان راکتیو نوعی دیگر از توان الکتریکی است که در مدارهایی که با جریان برق متناوب تأمین میشوند، ایجاد میشود.
در این مدارها، برخی عناصر ذخیره انرژی ممکن است باعث تغییر جهت جریان به‌طور متناوب شوند. این تغییرات باعث میشود که بخشی از انرژی هنگام حرکت جریان در مدار، به‌طور میانگین در یک چرخه کامل، منتقل شده و به آن توان الکتریکی واقعی گفته میشود.
با این حال، بخشی از این انرژی در هر چرخه ممکن است در مدار باقی بماند و به منبع بازگردد که به این انرژی توان الکتریکی راکتیو گفته میشود.
پیشنهاد میکنیم مطالب آموزشی زیر را هم مطالعه کنید.
- برق صنعتی چیست؟
- انواع استاندارد برق
- دیود چیست؟انواع دیود کدامند؟
- استاندارد EMC چیست؟
- انواع شکل موج الکتریکی
در این بخش قصد داریم تا انواع دستگاه هایی که برق و توان الکتریکی را تولید میکنند بررسی و معرفی کنیم. توان الکتریکی و نیروی برق غالبا توسط ژنراتور های الکتریکی تولید میشود اما گاهی هم این برق توسط باتری های الکتریکی تولید و تامین میشود.شرکت های صنعت برق با تولید نیروی الکتریکی و توان الکتریکی از طریق شبکه های توزیع این نیرو را به خانه ها و شرکت ها و کارخانه ها عرضه میدارند.
در ابتدای این شبکه های توزیع برق یک دستگاه به اسم کنتور قرار دارد که تمام برق مصرفی یک واحد را در خود جای میدهد.یکی دیگر از ویژگی هایی که مفهوم توان الکتریکی دارد این است که یکی از شکل های انرژی را با آنتروپی پایین فراهم میکند و همین امر باعث میشود تا بتوان انرژی برق را به فاصله های بسیار دور از منبع اصلی شبکه ها انتقال داد.
در رابطه با تاریخچه تولید نیروی برق و الکتریسیته می توان گفت که اولین بار نیرو و توان الکتریکی توسط مایکل فارادی کشف شد و شیوه اولیه او که امروزه هم بنیان تولید نیروی برق میباشد,تولید انرژی با استفاده از حرکت یک حلقه سیم یا صفحه مسی بین دو آهنربا بوده است. امروزه، با پیشرفت فناوری و علم، سیستم‌های تولید برق و توان الکتریکی در مقیاس‌های بزرگ‌تر و گسترده‌تر طراحی و تولید شده‌اند تا بتوانند نیاز روزافزون مردم به انرژی را برآورده کنند.
در ابتدا، در تولید نیروی برق، ژنراتورهای الکترومکانیکی در نیروگاه‌ها به کار می‌روند که با استفاده از انرژی گرمایی زمین، شکافت هسته‌ای یا احتراق، و تحت کنترل موتورهای حرارتی فعالیت میکنند. همچنین نوع دیگری از ژنراتورها وجود دارند که به ژنراتورهای آبی یا بادی شناخته میشوند و در نیروگاه‌های برق وظیفه تولید برق و توان الکتریکی را بر عهده دارند.
روش دیگری که امروزه برای تولید نیروی برق و توان الکتریکی استفاده میشود، بهره‌گیری از پنل‌های خورشیدی فتولتائیک است.
مرحله بعدی در تولید نیروی الکتریسیته و توان الکتریکی، شامل انتقال و توزیع آن به شبکه‌های مختلف و همچنین ذخیره و بازیابی انرژی میباشد. این فرآیندها معمولاً توسط نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای انجام میشود. در ادامه قصد داریم تا توضیح کوتاه و مختصری در رابطه با تحول صنعت برق و بهینه تر شدن تولید توان الکتریکی بدهیم.
با گذشت زمان و پیشرفت روز افزون فناوری و علم و صنعت امروزه دستگاه ها با بازدهی و راندمان بالا در نیروگاه ها طراحی و تولید شده اند که با هدف تولید برق و توان الکتریکی به صورت بهینه تر و کم هزینه تر در حال فعالیت میباشند.
صنعت برق امروزه وظیفه تولید,انتقال,عرضه و نیز ذخیره و بازیابی نیرو الکتریسیته و توان الکتریکی را به سراسر جهان بر عهده دارد.این موضوع در دنیای امروز که تمام امور و فعالیت ها در سراسر جهان وابسته به جریان برق می باشد امری بسیار پر اهمیت است.
توزیع این جریان بین این همه خانه و شرکت و کارخانه در شهرها مختلف با مسافت ها گوناگونی نیازمند دقت فراوانی می باشد تا توان الکتریکی در سریعترین حالت و با بیشترین بازدهی و کمترین اتلاف به دست مشتریان برسید.
در این قسمت قصد داریم تا کاربرد برق و استفاده از توان الکتریکی را از گذشته تا به امروز مورد بررسی قرار دهیم. اولین و ساده ترین استفاده ای که پس از تولید توان الکتریکی از آن شد,طراحی و تولید باتری بود.اولین بار,باتری توسط آلساندرو ولتا در سال 1800 طراحی شد.نسخه اولیه باتری همانند نسخه های حال حاضر,از تعدادی سلول الکتروشیمیایی تشکیل شده است که انرژی شیمیایی را ذخیره کرده و به انرژی و توان الکتریکی تبدیل میکند.از زمان طراحی و تولید این دستگاه تا به امروز,باتری ها یکی از موارد پر استفاده هم در کارخانه و محیط های صنعتی و هم در خانه ها و محیط های مسکونی بوده اند.
باتری ها برای تولید توان الکتریکی به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم میشوند.
باتری های اولیه، نوع یک بار مصرف باتری در تولید توان الکتریکی می باشد و باتری ها ثانویه از نوع باتری قابل شارژ میباشند که قابلیت استفاده چندین بار و در طولانی مدت را دارند.
باتری همچنین در ابعاد گوناگون و متعددی ساخته میشوند که از آنها میتوان به,باتری ها مینیاتوری برای تامین توان الکتریکی سمعک و ساعت مچی و یا باتری هایی در ابعاد یک اتاق که برای تامین برق مورد نیاز شبکه های داده کامپیوتری و یا تلفن خانه ها مورد استفاده قرار میگیرند.
به طور کلی می توان گفت که زندگی در دنیای امروز در همه محیط و مشاغل وابسته به نیروی الکتریسیته و توان الکتریکی میباشد.از خانه ها و واحد های مسکونی,که برای امور مختلفی مانند;روشنایی و آشپزی و گرمایش به برق احتیاج دارند,گرفته,تا کارخانه ها و محیط های صنعتی گوناگون که برای انجام راه اندازی دستگاه های مختلف به توان الکتریکی و نیروی برق احتیاج دارند همگی وابسته به این موضوع مهم هستند و به دلیل همین اهمیت,این موضوع یکی از بخش های حائز اهمیت در خدمات عمومی میباشد.
در بخش بعدی به بررسی توان الکتریکی در یکی از دستگاه هایی که امروزه هم در صنعت و هم در مصارف خانگی مورد استفاده قرار میگیرد میپردازیم.
اینورتر یکی از دستگاه هایی است که با هدف بهینه سازی استفاده از برق و کاهش اتلاف انرژی طراحی و تولید شده است.این دستگاه ها به دلیل اینکه با جریان برق مورد نیاز دستگاه در ارتباط مستقیم هستند باید توان الکتریکی متناسب با برق مورد نیاز دستگاه را هم داشته باشد.به همین دلیل تنوع در توان الکتریکی این دستگاه بسیار مورد اهمیت میباشد.
کمپانی پنتاکس یکی از برترین و مطرح ترین تولید کننده ها در زمینه انواع اینورتر در دو مدل سه فاز و دو فاز میباشد که همه نیاز های مشتریان و کاربران را هم در مصارف خانگی مانند: پمپ آب و کولر گازی هم در مصارف صنعتی مانند;نوار نقاله و کمپرسور و ….. تامین میکند.
برای آشنایی بیشتر با انواع اینورتر پنتاکس پیشنهاد می کنیم “این مقاله” را مطالعه کنید.
در پایان مطلب و به عنوان جمع بندی می توان گفت که نیروی برق و توان الکتریکی,یکی از مهمترین و حیاتی ترین امور در دنیای امروز میباشد که ادامه زندگی و کار ها را به خود وابسته کرده است.
امیدواریم که مطلب فوق در رابطه با توضیح مفهوم توان الکتریکی برای شما مفید بوده باشد.در صورت مفید بودن مطلب آن را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.نظرات,انتقادات و پیشنهادات خود را هم در بخش دیدگاه ها,با ما و دیگر کاربران در میان بگذارید.
