تلعب الشبكة الكهربائية المنزلية دورًا أساسيًا في حياتنا اليومية، حيث توفر الكهرباء اللازمة لتشغيل جميع الأجهزة التي تجعل الحياة مريحة وملائمة وآمنة. تخيل للحظة أنك تعيش بدون كهرباء: لا إضاءة ولا ثلاجة ولا أدوات مطبخ ولا تكييف هواء ولا تلفزيون ولا كمبيوتر! في هذه المقالة، سوف نستكشف المكونات والدوائر المختلفة التي تشكل هذه الشبكة الكهربائية، بالإضافة إلى دورها المحدد في منشآتنا السكنية.

تعريف لشبكة الأسلاك الكهربائية المنزلية

تشمل الشبكة الكهربائية المنزلية جميع العناصر اللازمة لتوجيه التيار الكهربائي من مصادر الطاقة إلى مختلف الأجهزة والمعدات الكهربائية الموجودة في المنزل، أي أنه يوفر إمداد وتوزيع الطاقة الكهربائية في منازلنا. يتيح هذا النظام أيضا تزويد المنشآت بالطاقة الكهربائية، مما يجعل من الممكن استخدام الإضاءة والأجهزة المنزلية والتدفئة وتكييف الهواء والعديد من الأجهزة الكهربائية المنزلية.

مكونات الشبكة الكهربائية المنزلية

• ما هي المكونات الأساسية للشبكة الكهربائية المنزلية؟
  تعتبر مكونات الشبكة الكهربائية المنزلية ضرورية لضمان التوزيع الآمن والفعال للكهرباء في منازلنا. يلعب كل عنصر دورًا محددًا في الدائرة الكهربائية الشاملة. فيما يلي شرح مفصل للمكونات الرئيسية:

أ. الكابلات والأسلاك

تعتبر الكابلات والأسلاك الكهربائية هي الموصلات الرئيسية المستخدمة في نقل الكهرباء من لوحة التوزيع إلى الأجهزة المختلفة ونقاط الاستخدام في المنزل. تتكون من موصلات من النحاس أو الألومنيوم، معزولة بغلاف بلاستيكي لمنع أي اتصال عرضي مع التيار الكهربائي. يتم ترتيب هذه الأسلاك بدقة في أنابيب أو مجاري جدارية لحمايتها وإخفائها.

ب- لوحات التوزيع

لوحات التوزيع، والتي تسمى أيضًا لوحات المفاتيح، عبارة عن حاويات تحتوي على قواطع دوائر وصمامات وأجهزة حماية كهربائية أخرى. عادة ما تكون موجودة عند مدخل المنزل وتكون بمثابة نقطة مركزية حيث يتم توزيع الكهرباء من الشبكة الخارجية على الدوائر المختلفة للمنزل. تتيح لوحات التوزيع أيضًا إمكانية التحكم بشكل فردي في كل دائرة في حالة حدوث مشكلة كهربائية.

ج- المفاتيح والمنافذ الكهربائية

مفاتيح الإنارة والمنافذ الكهربائية هي عناصر مألوفة في منازلنا. تستخدم المفاتيح للتحكم في تشغيل وإيقاف الأضواء أو الاجهزة الكهربائية الأخرى. يفتحون ويغلقون الدائرة للسماح أو وقف تدفق الكهرباء إلى الجهاز أو الإضاءة. من ناحية أخرى، تستخدم المقابس الكهربائية لتوصيل الأجهزة الكهربائية والمعدات المنزلية بالشبكة الكهربائية.

د- قواطع الدائرة

القواطع هي أجهزة حماية أساسية تراقب كمية التيار المتدفق في الدائرة الكهربائية. عند اكتشاف حمل زائد أو ماس كهربائي، يقوم قاطع الدائرة تلقائيًا بقطع التيار لمنع التلف المحتمل للكابلات والأجهزة والدوائر. بعد حل المشكلة، يمكن إعادة ضبط قاطع الدائرة لاستعادة الطاقة.

دوائر الإنارة

تعد دوائر الإضاءة جزءًا لا يتجزأ من شبكات الكهرباء المنزلية وهي مصممة خصيصًا لتوفير الكهرباء اللازمة لإضاءة منازلنا. وهي تتكون من الكابلات الكهربائية والمفاتيح وأجهزة التعتيم (حسب الاقتضاء) وأنواع مختلفة من تركيبات الإضاءة. تتيح هذه الدوائر إضاءة الغرف المختلفة والمساحات الداخلية والخارجية بطريقة فعالة ومتكيفة مع احتياجاتنا.

دوائر القدرة

دوائر القدرة هي المسؤولة عن توفير الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل الاجهزة الكهربائية والمعدات المنزلية في منازلنا. وهي متصلة بمنافذ أو مآخذ كهربائية وتسمح بتوصيل وتشغيل الأجهزة المختلفة مثل الثلاجات والأفران والغسالات وأجهزة التلفزيون وما إلى ذلك. يمكن أن تكون هذه الدوائر أحادية الطور أو ثلاثية الطور، اعتمادًا على الطلب على الطاقة للأجهزة ونوع الشبكة الكهربائية.

• دوائر الجهد المنخفض
  دوائر التيار المتناوب ذات الجهد المنخفض (AC) عبارة عن دوائر كهربائية تعمل بجهد أقل من الدوائر المنزلية التقليدية. تستخدم بشكل عام 12 فولت (تيار مباشر) أو 120 فولت (تيار متردد). تُستخدم هذه الدوائر بشكل شائع لتشغيل الأجهزة مثل أجراس الأبواب، والهواتف، والاتصال الداخلي، والمقابس، والأضواء الخارجية، إلخ. تعد أنظمة الجهد المنخفض أكثر أمانًا لأنها تقلل من خطر التعرض للصعق الكهربائي في حالة الاتصال المباشر.

دوائر الحماية

تعد دوائر الحماية ضرورية لضمان سلامة الشبكة الكهربائية المنزلية وشاغليها. فهي تمنع خطر نشوب حريق، أو حمل زائد، أو ماس كهربائي، أو الصعق بالكهرباء في حالة حدوث عطل في التركيبات الكهربائية. تم تصميم الدوائر الوقائية لاكتشاف المخاطر الكهربائية وإغلاق مصدر الطاقة تلقائيًا في حالة حدوث مشكلة.

من أنواع الحماية التأريض، وهو عنصر أساسي في الحماية الكهربائية. يضمن تحويل التيارات المتسربة أو ذات الجهد الزائد إلى الأرض، وبالتالي تجنب أي خطر من حدوث صعق كهربائي أو تلف الأجهزة. تعتبر موانع الصواعق أيضًا من الأجهزة المهمة التي تحمي المعدات الكهربائية من زيادة التيار بسبب البرق أو تقلبات شبكة كهربائية منزلية.

كيف تعمل شبكة الكهرباء المنزلية؟

تعمل الشبكة الكهربائية المنزلية من خلال عملية نقل وتوزيع الكهرباء، والتي تجلب الطاقة الكهربائية من محطات التوليد إلى نقاط الاستخدام في منازلنا. إليك كيف تسير الأمور بشكل عام:

النقل

يتم توليد الكهرباء بشكل أساسي في محطات الطاقة، سواء كانت نووية أو حرارية أو مائية أو طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية أو غيرها من المصادر. بمجرد التوليد، يتم تحويل الكهرباء إلى تيار متناوب عالي الجهد (عادة 220 كيلو فولت أو 400 كيلو فولت) لتقليل الخسائر عند نقلها لمسافات طويلة.

ثم يتم نقله عبر شبكة من خطوط الجهد العالي، وتسمى أيضًا خطوط النقل، والتي تمتد لمئات الكيلومترات. يتم دعم هذه الخطوط بأبراج كهربائية وغالبًا ما تعبر المناطق النائية للوصول إلى المناطق المكتظة بالسكان حيث يكون الطلب على الكهرباء مرتفعًا.

التوزيع

– بمجرد وصول الكهرباء إلى منطقة حضرية أو منطقة سكنية، يتم تحويلها إلى تيار جهد منخفض (عادة 110 فولت أو 220 فولت) لتوزيعها على المستهلكين المحليين. يحدث هذا التحويل في محطات المحولات، وهي تركيبات كهربائية خاصة تقع في أجزاء مختلفة من الشبكة.

– من محطات المحولات، يتم توزيع الكهرباء عبر شبكات خطوط الجهد المنخفض، وتسمى أيضًا خطوط التوزيع. يتم دفن هذه الخطوط تحت الأرض أو ربطها بأعمدة الكهرباء للوصول إلى المنازل والمباني.

– يتم بعد ذلك توجيه الكهرباء إلى لوحات التوزيع في كل منزل. تحتوي هذه الألواح على القواطع والصمامات التي تحمي الدوائر الكهربائية الداخلية للمنزل من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة.

– ثم يتم استخدام الأسلاك الكهربائية لتشغيل مختلف الأجهزة الكهربائية ونقاط استهلاك محددة، مثل المفاتيح والمنافذ الكهربائية. دوائر الإضاءة ومصدر الطاقة والجهد المنخفض منفصلة ومتصلة بمفاتيح ومآخذ محددة للتحكم في مصدر الطاقة للأجهزة المقابلة.