Η ηλεκτρολογική βιομηχανία χρησιμοποιεί πολλούς διαφορετικούς όρους για να περιγράψει τις ονομαστικές τιμές και τις απαιτήσεις των ηλεκτρονικών συσκευών. Για παράδειγμα, μπορεί να έχετε δει μια ετικέτα τροφοδοτικού με ονομαστική ένταση «20 A», τάση εξόδου «12 VDC» και περιγραφή που αναφέρει «240 W» σε βατ. Η κατανόηση του τι σημαίνουν αυτού του είδους οι ονομασίες είναι ιδιαίτερα κρίσιμη, ώστε να διασφαλίζεται η σωστή λειτουργία και να καλύπτονται οι απαιτήσεις ηλεκτρικής ασφάλειας όταν ενσωματώνουμε ενεργοποιητές μαζί με άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Σε αυτό το άρθρο θα καλύψουμε τη διαφορά μεταξύ αμπέρ, βολτ και βατ κατά την εργασία με ηλεκτρικούς γραμμικούς ενεργοποιητές.
Κατανόηση των Αμπέρ: Μέτρηση ροής ρεύματος
Στην ηλεκτρολογική βιομηχανία, το ρεύμα αντιπροσωπεύει τον ογκομετρικό ρυθμό ροής ηλεκτρονίων και χρησιμοποιεί αμπέρ (A) ή "amps" εν συντομία ως μονάδα μέτρησης. Το ηλεκτρικό ρεύμα, εκφρασμένο σε αμπέρ, αναφέρεται στο πόσα κουλόμπ ηλεκτρονίων ρέουν ανά δευτερόλεπτο κατά μήκος της διαδρομής ενός κυκλώματος.
1 coulomb ≈ 6,241,509,074,460,762,607 ηλεκτρόνια
1 coulomb ≈ 6.24 × 10^18 ηλεκτρόνια
1 A ≈ 1 coulomb/ second
Άρα:
1 A ≈ 6.24 × 10^18 ηλεκτρόνια/ sec
Μια άλλη αναλογία για να οπτικοποιήσουμε τη ροή της ηλεκτρικής ενέργειας μέσα από τα καλώδια είναι να φανταστούμε νερό που ρέει μέσα από σωλήνες. Αντί για τα ηλεκτρόνια ανά δευτερόλεπτο που μετρώνται στα αμπέρ (A), το νερό που ρέει στους σωλήνες μπορεί να μετρηθεί σε λίτρα ανά δευτερόλεπτο (l/s).
Ορισμός των Βολτ: Διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού
Τα Βολτ (V) είναι η μονάδα μέτρησης της τάσης, η οποία εκφράζει τη διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε ένα κύκλωμα. Αυτή η διαφορά δυναμικού είναι που επιτρέπει να γίνεται έργο, όπως το να ανάβει μια λάμπα ή να κινείται ένας γραμμικός ενεργοποιητής εμπρός-πίσω. Ανάλογα με το αν ένας ενεργοποιητής είναι AC ή DC, μπορεί να δείτε την τάση του ως "VAC" ή "VDC".
J = Η μονάδα ενέργειας, γνωστή ως "τζάουλ"
Τάση = Δυναμική ενέργεια/ ηλεκτρόνια
Επομένως:
1 V = 1 J/ 1 coulomb
Μια άλλη αναλογία για να οπτικοποιήσουμε τη διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ του (+) θετικού και του (-) αρνητικού πόλου μιας μπαταρίας είναι να φανταστούμε μια αντλία νερού που προκαλεί διαφορά στην πίεση. Αντί οι χημικές διεργασίες μέσα σε μια μπαταρία να δημιουργούν το δυναμικό ώστε τα ηλεκτρόνια να ρέουν από τον έναν πόλο στον άλλο, οι αντλίες έχουν τη δυνατότητα να αναρροφούν νερό από τη μία πλευρά και να το ωθούν μέσα από τον σωλήνα εξόδου.
Η σημασία των Ωμ: Ηλεκτρική αντίσταση
Στην ηλεκτρολογική βιομηχανία, ένα ωμ (Ω) είναι μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αντίστασης ενός φορτίου μέσα σε ένα συγκεκριμένο κύκλωμα. Κάθε εξάρτημα που αντιστέκεται ή επιβραδύνει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κύκλωμα μπορεί να θεωρηθεί φορτίο και θα προκαλέσει κάποια ηλεκτρική αντίσταση.
Αντίσταση (Ω) = ρ ℓ/ A
Όπου:
ρ = η ειδική αντίσταση του υλικού σε ωμ-μέτρα (Ω·m)
ℓ = μήκος καλωδίου σε μέτρα (m)
A = επιφάνεια διατομής του καλωδίου (m^2)
Μια άλλη αναλογία για να οπτικοποιήσουμε την ηλεκτρική αντίσταση είναι να φανταστούμε νερό που ρέει μέσα από σωλήνες διαφορετικών διαμέτρων. Η αντικατάσταση λεπτών καλωδίων με πιο χοντρά για μείωση της ηλεκτρικής αντίστασης είναι σαν να αντικαθιστούμε στενούς σωλήνες με φαρδύτερους, ώστε να ρέει το νερό με λιγότερους περιορισμούς. Επίσης, τα μακρύτερα καλώδια προκαλούν μεγαλύτερη ηλεκτρική αντίσταση, όπως και οι μακρύτεροι σωλήνες περιορίζουν περισσότερο τη ροή του νερού, λόγω μεγαλύτερων απωλειών μεταφοράς ενέργειας.
Ανακαλύπτοντας τα Βατ: Υπολογισμός ισχύος
Τα Βατ (W) είναι μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής ισχύος, η οποία μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας την τάση (V) με το ηλεκτρικό ρεύμα (I). Η ταυτόχρονη μέτρηση τάσης και ρεύματος με δύο όργανα επιτρέπει στον χρήστη να αποκτήσει τις απαραίτητες παραμέτρους για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ισχύος σε βατ που αντλεί ένας ενεργοποιητής σε μια δεδομένη στιγμή. Αυτό χρησιμεύει για τον προσδιορισμό του έργου που γίνεται ανά μονάδα χρόνου (τζάουλ ανά δευτερόλεπτο). Οι σχέσεις μεταξύ ισχύος, ρεύματος και τάσης περιγράφονται από τον Νόμο του Watt, όπως φαίνεται παρακάτω:
P = V × I
Ισχύς = Τάση × Ρεύμα
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/ 1 coulomb) × (1 coulomb/ second)
1 W = 1 J/ second
Μια άλλη αναλογία για να οπτικοποιήσουμε την ηλεκτρική ισχύ είναι να φανταστούμε το νερό που πέφτει από ένα ύψος και κινεί έναν υδροτροχό παράγοντας έργο. Αντί η ροή της ηλεκτρικής ενέργειας να κάνει έργο μέσω ενός κινητήρα DC, η ροή του νερού προκαλεί περιστροφική κίνηση στον τροχό, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για άλεση σιτηρών σε αλεύρι.
Υπολογισμός και μέτρηση ηλεκτρικών παραμέτρων
Οι σχέσεις μεταξύ τάσης, ρεύματος και αντίστασης περιγράφονται από τον Νόμο του Ohm, όπου:
Τάση = Ρεύμα × Αντίσταση
V = I × R
I = V/ R
R = V/ I
Υπό ορισμένες συνθήκες, αυτοί οι τύποι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με εκείνους του Νόμου του Watt για την ανάλυση ενός κυκλώματος και γίνονται ιδιαίτερα χρήσιμοι για τον υπολογισμό μιας άγνωστης μεταβλητής ή παραμέτρου. Αυτό μερικές φορές οφείλεται στους περιορισμούς σχετικά με το ποιες μεταβλητές μπορούν να μετρηθούν με ασφάλεια ή ευκολία. Οι τύποι είναι επίσης χρήσιμοι όταν ένα όργανο μέτρησης μπορεί να μετρά κάποιες μεταβλητές με μεγαλύτερη ακρίβεια από άλλες.
Τα πολύμετρα είναι ίσως το πιο συνηθισμένο όργανο μέτρησης στον ηλεκτρικό τομέα, λόγω της ευελιξίας τους και της ικανότητάς τους να μετρούν τους περισσότερους ηλεκτρικούς παραμέτρους που χρειαζόμαστε. Δεδομένου ότι τα πολύμετρα μπορεί να διαθέτουν διαφορετικές λειτουργίες, ρυθμίσεις εύρους και απαιτήσεις διάταξης θυρών, είναι σημαντικό να τα ρυθμίζετε σωστά σύμφωνα με το εγχειρίδιο χρήσης και τις συστάσεις του κατασκευαστή πριν από κάθε μέτρηση.
Η σύνδεση ενός DMM (Digital Multi-Meter) σε σειρά με το κύκλωμα επιτρέπει πιο άμεση επαφή, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ακρίβεια και ακριβείς ενδείξεις έλξης ρεύματος. Οι αμπεροτσιμπίδες δεν είναι ιδανικές για απότομες αυξομειώσεις ρεύματος και γενικά είναι λιγότερο ακριβείς σε σύγκριση με ένα ψηφιακό πολύμετρο· ωστόσο γίνονται χρήσιμα όργανα μέτρησης σε ορισμένες συνθήκες. Είναι πιο βολικές, καθώς «αγκαλιάζουν» εύκολα τα καλώδια, ενώ ένα DMM απαιτεί να «σπάσετε» το κύκλωμα για να το τοποθετήσετε σε σειρά ώστε να μετρήσετε ρεύμα. Αν η ροή ρεύματος είναι συνεχής, οι αμπεροτσιμπίδες μπορούν επίσης να βοηθήσουν στο να διαπιστώσετε αν ένας ηλεκτρικός ενεργοποιητής μπλοκάρει ή παρουσιάζει βλάβη.
Χρήση Αμπέρ, Βολτ και Βατ σε πρακτικές εφαρμογές
Αφού καλύψαμε τα βασικά, μπορούμε να εφαρμόσουμε αυτή τη γνώση στην επιλογή των εξαρτημάτων που θα χρησιμοποιήσουμε με τους ενεργοποιητές. Όταν επιλέγουμε ένα τροφοδοτικό και/ή μονάδα ελέγχου, πρέπει να βεβαιωθούμε ότι οι συσκευές αυτές θα αποδίδουν την ίδια τιμή τάσης με την τάση λειτουργίας του επιλεγμένου ενεργοποιητή. Πρέπει επίσης να επιβεβαιώσουμε ότι ο ενεργοποιητής που θα χρησιμοποιήσουμε έχει έλξη ρεύματος μικρότερη ή ίση από αυτήν που είναι ονομασμένο να διαχειρίζεται το τροφοδοτικό και/ή η μονάδα ελέγχου.
Αν θέλετε να αντικαταστήσετε τροφοδοτικό ή ελεγκτή για έναν DC ενεργοποιητή που δεν έχει ετικέτα (ή πληροφορίες), μετρήστε την πτώση τάσης μεταξύ των δύο ακροδεκτών του με ένα πολύμετρο. Έπειτα, ελέγξτε πόσα αμπέρ τραβά ο κινητήρας σε πλήρες φορτίο. Αυτό θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε καλύτερα την ηλεκτρική κατανάλωση ισχύος του ενεργοποιητή και ποιες ονομαστικές τιμές να αναζητήσετε αν χρειαστεί να αντικαταστήσετε άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα που θα συνδεθούν με τον ενεργοποιητή.
ΣΥΝΟΨΗ
Η γνώση των διαφορετικών ηλεκτρικών όρων που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία είναι κρίσιμη για να κατανοήσετε ποια πηγή ισχύος, ποιος ελεγκτής και/ή ποιος ενεργοποιητής έχουν τις κατάλληλες ονομαστικές τιμές ώστε να ταιριάζουν με τις απαιτήσεις ηλεκτρικής ασφάλειας μεταξύ τους. Είναι επίσης χρήσιμη για να προσδιορίσετε τις γενικές ονομαστικές τιμές, τους περιορισμούς και τη συμβατότητα άλλων εξαρτημάτων που βρίσκονται σε ηλεκτρικά συστήματα και συσκευές.
Ελπίζουμε να το βρήκατε τόσο ενημερωτικό και ενδιαφέρον όσο κι εμείς, ειδικά αν ήσασταν περίεργοι να μάθετε περισσότερα για τη διαφορά μεταξύ αμπέρ, βολτ και βατ κατά τη χρήση ενεργοποιητών! Αν έχετε απορίες ή επιθυμείτε να συζητήσουμε περαιτέρω τα προϊόντα μας, μην διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας! Είμαστε ειδικοί σε αυτό που κάνουμε και θα χαρούμε να βοηθήσουμε με κάθε δυνατό τρόπο.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123