انخفاض الجهد الكهربائي يشير إلى حالة حيث يكون الجهد الكهربائي المقاس في نهاية الدائرة الكهربائية أقل من الجهد المطبق في البداية. هذا الانخفاض يمكن أن يسبب مشاكل كثيرة في تشغيل الأجهزة الكهربائية والإلكترونية، نظراً لأن الأجهزة تحتاج إلى جهد معين للعمل بكفاءة وبشكل صحيح.

الأسباب المحتملة لانخفاض الجهد الكهربائي:

1. مقاومة الأسلاك: عندما يمر التيار الكهربائي عبر الأسلاك، يحدث فقدان للطاقة بفعل مقاومة الأسلاك (المعروف أيضًا بفقدان جول). هذا الفقد يسبب انخفاضًا في الجهد نتيجة لتحول الطاقة إلى حرارة.
2. طول الكابلات: كلما زاد طول الأسلاك التي يمر بها التيار، زاد أيضًا الفقد في الجهد بسبب المقاومة. الكابلات ذات المقاطع العرضية الصغيرة تزيد من هذا التأثير، خاصة عند نقل التيارات العالية.
3. استخدام كابلات غير مناسبة: استخدام كابلات ذات مقاطع عرضية غير مناسبة للتيار المار فيها يمكن أن يؤدي إلى انخفاض الجهد. الكابلات الرفيعة قد لا توفر القدر الكافي من الجهد للأجهزة المتصلة بها.
4. تشغيل الأجهزة بشكل متزامن: عند تشغيل عدة أجهزة كهربائية في نفس الوقت، قد يزيد هذا من الطلب على التيار، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد إذا كانت الدائرة الكهربائية غير قادرة على تلبية هذا الطلب.
5. مشاكل في مصدر الطاقة: مشاكل مثل القدرة الكهربائية غير الكافية من المصدر الرئيسي أو المشكلات في محولات الجهد يمكن أن تتسبب في انخفاض الجهد.

الحلول المقترحة لحل انخفاض الجهد الكهربائي:

1. استخدام كابلات مناسبة: اختر الكابلات التي تتناسب مع التيارات المارة فيها، مع مراعاة زيادة مقطع الكابل عند الحاجة.
2. تقليل طول الكابلات: حاول تقليل طول الكابلات بين المصدر والأجهزة لتقليل الفقد في الجهد.
3. استخدام أسلاك ذات جودة عالية: اختر أسلاكًا تتمتع بجودة عالية وتتحمل تيارات عالية دون تأثير كبير على الجهد.
4. فحص مصدر الطاقة: تأكد من أن مصدر الكهرباء يوفر الجهد الكافي وأنه لا يوجد مشاكل في محولات الجهد أو في الشبكة الكهربائية.
5. توزيع الأحمال بشكل متوازن: قم بتوزيع استخدام الأجهزة بحيث لا تزيد الأحمال على الدوائر الكهربائية عن الحد المسموح به.
6. التحكم في الأحمال الكبيرة: استخدم مفاتيح أو مؤقتات للتحكم في الأحمال الكبيرة مثل المكيفات والمراوح الكهربائية لتقليل الحمل على الدائرة.

من خلال اتباع هذه الخطوات، يمكنك تحديد وحل مشكلة انخفاض الجهد الكهربائي في منزلك بشكل فعال، مما يساهم في تحسين أداء الأجهزة وضمان عمر أطول للمعدات الكهربائية.

انخفاض الجهد الكهربائي المسموح به يعتمد على معايير ومواصفات الكهرباء المتبعة في كل منطقة أو بلد. فيما يتعلق بالتركيبات الكهربائية المنزلية، يُحدد الجهد المسموح به بناءً على الجهد الإسمي للدائرة الكهربائية.

القيم المعتمدة لانخفاض الجهد الكهربائي:

1. لدوائر الإنارة: يسمح بانخفاض الجهد حتى 3% من الجهد الإسمي للدائرة. على سبيل المثال، إذا كان جهد الدائرة الإسمي هو 230 فولت، فانخفاض الجهد المسموح به يكون:ΔU=230×3100=6.9 فولتΔ U = 230 \times \frac{3}{100} = 6.9 \text{ فولت}ΔU=230×1003​=6.9 فولت
2. للاستعمالات الأخرى (مقابس التيار، التكييف، التدفئة، إلخ): يسمح بانخفاض الجهد حتى 5% من الجهد الإسمي للدائرة. بنفس السياق، إذا كان الجهد الإسمي هو 230 فولت، فانخفاض الجهد المسموح به يكون:ΔU=230×5100=11.5 فولتΔ U = 230 \times \frac{5}{100} = 11.5 \text{ فولت}ΔU=230×1005​=11.5 فولت

الأهمية:

تلك القيم تهدف إلى ضمان أن الجهد الكهربائي المتوفر في التركيبات الكهربائية يكون ضمن نطاق مقبول لتشغيل الأجهزة بكفاءة ودون أي ضرر. إذا كان الانخفاض في الجهد يتجاوز هذه القيم المسموح بها، فقد يؤدي ذلك إلى تشغيل غير فعال للأجهزة أو حتى إلى تلفها.

لذا، من الضروري عند التخطيط لتركيبات كهربائية في المنزل أو في أي مكان آخر، مراعاة هذه القيم والتأكد من أن التصميم يلبي المتطلبات المحددة لضمان جودة الطاقة الكهربائية المستخدمة.

لقياس انخفاض الجهد الكهربائي وحسابه، يتم اتباع عدة خطوات واستخدام بعض الصيغ الأساسية والقوانين الفيزيائية. إليك كيفية القيام بذلك:

كيفية قياس انخفاض الجهد:

1. التجهيزات:
   • تأكد من أن الجهاز أو الأجهزة الكهربائية متصلة بمصدر الكهرباء وفي حالة التشغيل.
   • استخدم فولتمتر لقياس الجهد.
2. قياس الجهد:
   • قم بتوصيل أطراف الفولتمتر بالطرفين النهائيين للدائرة الكهربائية حيث تحدث انخفاض الجهد.
   • سجل القراءة المعروضة على الفولتمتر، وهذه هي الجهد الفعلي الموجود في هذه النقطة.

كيفية حساب انخفاض الجهد:

لحساب انخفاض الجهد في الدائرة الكهربائية، يمكن استخدام الصيغة الأساسية التالية:

$\Delta V=I\times R$

حيث:

• $\Delta V$ هو انخفاض الجهد (فولت).
• $I$ هو التيار المار في الدائرة (أمبير).
• $R$ هو المقاومة الكلية للسلك أو الكابل (أوم).

الصيغة العامة لحساب انخفاض الجهد:

$\Delta V=2\times L\times I\times \rho /A$

حيث:

• $\Delta V$ هو انخفاض الجهد (فولت).
• $L$ هو طول الكابل الذي يمر به التيار (متر).
• $I$ هو قيمة التيار المار في الكابل (أمبير).
• $\rho$ هي مقاومية المواد الموصلة (أوم-متر). مثلا، مقاومية النحاس هي 1.68×10−81.68 \times 10^{-8}1.68×10−8 أوم-متر.
• $A$ هو المقطع العرضي للكابل (متر مربع).

خطوات الحساب:

1. حساب المقطع العرضي $A$: يتم حساب المقطع العرضي للكابل باستخدام الصيغة: A=π×(d2)2A = \pi \times \left( \frac{d}{2} \right)^2A=π×(2d​)2 حيث $d$ هو قطر الكابل.
2. حساب انخفاض الجهد $\Delta V$: بعد حساب المقطع العرضي $A$، يمكن استخدام الصيغة العامة لحساب انخفاض الجهد $\Delta V$.

أهمية قياس وحساب انخفاض الجهد:

يعد قياس ومراقبة انخفاض الجهد ضروريًا لضمان أن الأجهزة تعمل بكفاءة وتستهلك الطاقة بشكل صحيح. إذا كان الانخفاض في الجهد يتجاوز القيم المسموح بها، فقد يؤدي ذلك إلى تشغيل غير فعال للأجهزة أو حتى إلى تلفها بمرور الوقت.