((( لمبة لدات ))) لمبة لباب الدار مضادة للصدمات و

(((*** لمبة لدات ***)))
.
لمبة لباب الدار.
مضادة للصدمات و الانكسار.
مضادة للعواصف و الأمطار.
مضادة للسرقة من قبل الجار.
.
سنحاول معاً صنع لمبة بسيطة تنفع نواصة (إضاءة ضعيفة) للممرات أو تنفع لتكون لمبة على باب المنزل أو في الحمام أو على الاسطوح أو غيره، و سنستفيد من الفكرة لفهم كيفيه استخدام المكثف في التغذية من الشبكة العمومية مباشرة.
.
*** تحذير ***
تعتمد فكرة اللمبة على تشغيل اللدات من الكهرباء مباشرة بدون محوّل ، لذلك فإن كل التوصيلات الكهربائية الموجودة في الدارة خطيرة و يجب عدم لمسها و يجب إبعادها عن لمس الإنسان.
.
** مقدمة **
إن للمكثف معاوقة لمرور التيار المتناوب مثل المقاومة الأومية ، و لذلك يمكن استخدامه بدلاً من المقاومة لأنه لا يبدد حرارة في حين تبدد المقاومة حرارة كبيرة و تحتاج لحجم كبير نسبة للمكثف.
تُعطى معاوقة المكثف Zc بالعلاقة الموجودة في الشكل (١) و التي هي :
Zc=1/2πfC
حيث f: تردد التيار المتناوب و يساوي ٥٠ هرتز ، π رقم جبري يساوي تقريباً 3.14 ، C سعة المكثفة بالفاراد.
إذا أخذنا مكثف قيمته 470 نانو فاراد و التي تكتب عليه 474 و أردنا حساب قيمته :
Zc = 1/2*3.14*50*470*10^-9
و تساوي 6772 أوم.
و تقريباً 6.8 كيلو أوم.
التيار الأعظمي الذي يمرره هذا المكثف عبر الدارة هو عندما تكون مقاومة الحمل صفر ، أي أن يكون طرفاه متصلان بالجهد 220 فولت فيكون:
Imax = 220/6772 = 0.032 A = 32mA.
.
لا يستخدم المكثف للحصول على تيارات تزيد عن 200 ميلي أمبير لأنه يصبح غير مجدي اقتصادياً و يصبح حجمه أكبر من حجم دارات المحولات بالإضافة لخطورة استخدامه.
.
** الدارة **
يوضح الشكل(٢) مخطط الدارة النظري الذي سنستعمله لصنع اللمبة.
و يوضح الشكل(٣) طريقة تجميع العناصر بشكلها الحقيقي.
من المخطط : نستخدم مكثف بقيمة 330 نانوفاراد و يتحمل 400 فولت تيار مستمر و الذي يساوي 280 فولت تيار متناوب . هذا المكثف معاوقته 9.6 كيلو أوم و يمرر تيار أعظمي 23 ميلي أمبير.
نضع على أطراف المكثف مقاومة أومية ذات قيمة كبيرة( 1 ميجا أوم) مهمتها تفريغ المكثف عند فصل الكهرباء كي لا تسبب شحنته الأذى للمستخدم.
إن اللدات تعمل على التيار المستمر ، لذلك لا بد من تقويم موجة التيار المتناوب بواسطة جسر تقويم مكون من أربع ديودات أو كتلة واحدة .
نستخدم مكثف لتنعيم الجهد المقوم، و قيمة الفولت لهذا المكثف تتراوح بين 50 حتى 400 فولت حسب ما تراه مناسباً ، حيث الأفضل أن يكون جهده كبيراً.
إن قيمة الفولت بدون وصل اللدات هو 310 فولت ، و لكن مع وصل اللدات و مرور التيار سينزل الفولت و يصبح مساوٍ لجهد اللدات ، لذلك يمكن اختيار فولت مكثف التنعيم أقل من 310 فولت.
تم وصل عدة لدات بيضاء على التسلسل(التوالي) بحيث يمر فيها كلها نفس التيار لليد الواحد حسب قانون الدارات الكهربائية.
إن المكثف هنا يعمل كمنبع تيار ثابت لذلك يمكن تركيب من ليد واحد حتى ١٥ ليد دون أن يختلف التيار كثيراً .
حيث أن جهد ١٥ ليد هو ٤٨ فولت و هو يشكل ٢٠% فقط من الجهد ٢٢٠ فولت.
كما قلت في منشور معلومات عن اللدات أنه يجب وصل مقاومة أومية مع اللدات لتقوم بتنظيم بسيط للتيار المار فيها لذلك يتم وضع مقاومة أومية مع اللدات على التسلسل (التوالي) بقيمة تترواح بين 100…560 أوم، و ليس الهدف من هذه المقاومة تخفيض الجهد إنما فقط تنظيم التيار.
تحتاج هذه الدارة إلى فيوز حماية في حال انعطبت مكثفة التخفيض C1 لذلك يتم وضع فيوز بقيمة 1/2 أمبير أو وضع مقاومة بقيمة 220 أوم استطاعة 1/4 واط لتعمل كفيوز .
.
في حال استخدمنا مكثفة 470 نانو فاراد مع الدارة فسيكون التيار المار في الدارة بحدود 30 ميلي أمبير و هو تيار مقبول للدات الجيدة و ستضيء بشكل أفضل من 20 ميلي أمبير.
.
*** التطبيق العملي ***
نحضر مسطرة ليدات كما في الشكل(٥)، إن هذه المسطرة مكونة من مجموعات من اللدات موصولة على التوازي ، كل مجموعة مكونة من ٣ لدات و مقاومة.
و يمكننا قص كل مجموعة لوحدها كما في الشكل(٥).
نأخذ مجموعة و نوصلها بدارة مكثف 330n أو470n و جسر توحيد و مقاومات كما هو موضح في الشكل(٦).
هذه المجموعة تنفع لعمل نواصة (لمبة خافتة) pilot .
إذا أردنا زيادة الضوء قليلاً نضع مجموعتين على التسلسل كما هو موضح في الشكل (٧). حيث نأخذ موجب الجسر إلى موجب المجموعة الأولى ، ثم من سالب المجموعة الأولى إلى موجب المجموعة الثانية ، ثم من سالب المجموعة الثانية إلى سالب الجسر، وقد وضعت مكثف التنعيم بقيمة 4.7u و 100V على أطراف الجسر.
يمكننا وصل حتى ٥ مجموعات ليصبح مجموع اللدات ١٥ ليد.
.
الآن إذا أردنا زيادة الإضاءة أكثر. ..يمكننا استخدام الوصل على التوازي.
نقص كل مجموعتين معاً فيكونا موصولتان على التوازي ، و نوصل المجموعتان على التوالي( التسلسل) كما في الشكل (٧).
و في حال أردنا الإضاءة من جهتين فنطويهما كما في الشكل(٨).
و يمكننا عند استعمال التوازي أن نستخدم مكثفات إما 470n للحصول على15 ميلي أمبير لكل طرف ، أو 680n للحصول على 23 ميلي أمبير لكل طرف.
و إذا أردنا وضع ٣ مجموعات على التوازي فنستخدم مكثفة 1ميكروفاراد ذات الرقم 105 .
.
الآن نأتي للغلاف. .. نستعمل زجاجة بلاستيكية للكولا كما في الشكل(٩) حيث نثقب الغطاء لتمرير أسلاك التوصيل.
إن تجميع الدارة تم مع مراعاة أن تدخل الدارة ضمن فتحة الزجاجة ، حيث ندخلها و نربط الأسلاك ربطة كي تحمل اللمبة من غطائها دون أن تؤثر على الدارة كما في الشكل(١٠).
و أخيراً ….أصبح لدينا اللمبة الظاهرة في الشكل(١١)، و مضيئة في الشكل(١٢).
.
يمكننا استخدام لدات عادية كما في الشكل(١٣) حيث يمكن فكها من شواحن ليد معطلة بطارياتها.
.
((** كيفية الحسابات لأي عدد من اللدات **))
– نعتبر جهد الليد 3.2V .
– نضرب عدد اللدات التسلسلية (المتوالية) بجهد الليد فيصبح لدينا جهد اللدات هو Vled.
أي إذا كان لدينا ٢٤ ليد فيكون
Vled =24*3.2=76.8V
نطرح هذا الجهد من جهد الشبكة 220V . فيكون لدينا الجهد على أطراف المكثف Vc.
Vc=220- Vled=220-76.8=143.2V
تيار المكثف هو تيار المجموعات المتوازية ، و لنفترض لدينا مجموعة واحدة تيارها 20 ميلي أمبير .
معاوقة المكثف تساوي
Zc= Vc÷0.02= 143.2÷0.02=7160 Ohm
الآن نرجع لقانون معاوقة المكثف و نعمل حساب لسعة المكثف .
C= 1/2πf. Zc
C=1/2*3.14*50*7160=440nf
نستخدم 470 نانوفاراد لأنها القيمة المعيارية الأقرب.
.
م.منذر سالم