پریز و فیوز برق: محافظان نامرئی آزمایشگاه
پریز: دروازهٔ امن برای ورود برق
پریز نقطهٔ پایان سیمکشی پنهان در دیوار است که برق را به راحتی در اختیار ما قرار میدهد. اما این یک دروازهٔ ساده نیست؛ یک دروازهٔ استاندارد و ایمن است. فرض کنید پریز مانند یک شیر آب است. شیر آب استاندارد فقط به شلنگ مناسب اجازهٔ اتصال میدهد و از نشتی آب جلوگیری میکند. پریز هم دقیقاً همین کار را با برق انجام میدهد.
| نوع پریز | ویژگیها و شکل ظاهری | کاربرد معمول در آزمایشگاه |
|---|---|---|
| پریز معمولی دو شاخه | دارای دو حفره: فاز7 و نول8. ممکن است یک حفرهٔ سوم برای اتصال زمین9 داشته باشد. | اتصال دستگاههای کممصرف مانند میکروسکوپ نوری، همزنهای کوچک، لامپها. |
| پریز سه شاخه با اتصال زمین | دارای سه حفره: فاز، نول و زمین. شاخهٔ زمین معمولاً بلندتر است تا ابتدا وصل شود. | اتصال دستگاههای دارای بدنهٔ فلزی مانند اتوکلاو10، oven (اجاق گرمایش)، سانتریفیوژ. بسیار مهم برای ایمنی. |
| پریزهای مخصوص با محافظ کودک | حفرهها با دریچههای محافظ پوشانده شدهاند که فقط با وارد کردن همزمان دو شاخه باز میشوند. | در همهٔ آزمایشگاهها، به ویژه محیطهای آموزشی، برای جلوگیری از برقگرفتگی11 تصادفی توصیه میشود. |
فیوز و کلید مینیاتوری: قهرمانان قطع کنندهٔ مدار
فیوز و کلید مینیاتوری (که اغلب به اشتباه هر دو را "فیوز" مینامیم) در تابلو برق آزمایشگاه قرار دارند. کار اصلی آنها محافظت از سیمها و دستگاهها در برابر دو خطر بزرگ است: اتصال کوتاه و اضافه بار.
اتصال کوتاه مثل این است که دو سر سیم فاز و نول (مثلاً به دلیل پارگی عایق) مستقیماً به هم برخورد کنند. در این حالت، جریان بسیار زیادی (100 یا 1000 برابر معمول) در کسری از ثانیه ایجاد میشود که باعث گرمای شدید، آتشسوزی و آسیب جدی میشود.
اضافه بار زمانی رخ میدهد که تعداد زیادی دستگاه پرمصرف (مانند چند فر و هاتپلیت) را به یک پریز یا مدار وصل کنیم. در این حالت جریان از حد مجاز سیمها بیشتر میشود و آنها گرم و ذوب میشوند.
| ویژگی | فیوز (Fuse) | کلید مینیاتوری (MCB)12 |
|---|---|---|
| نحوهٔ عملکرد | دارای یک نوار یا سیم نازک فلزی که در جریان زیاد ذوب میشود و مدار را میشکند. | دارای یک مکانیزم الکترومکانیکی که در جریان زیاد، اهرمی را آزاد کرده و مدار را قطع میکند. |
| بازنشانی (Reset) | یکبار مصرف پس از عمل کردن باید تعویض شود. | چندبار مصرف پس از رفع مشکل، با زدن کلید به حالت "روشن" بازمیگردد. |
| سرعت عمل | بسیار سریع، مخصوصاً در اتصال کوتاه. | سریع، اما ممکن است کمی کندتر از فیوز باشد. |
| مثال ملموس | مثل یک بمبگذار فداکار که خودش را برای نجات مدار قربانی میکند. | مثل یک محافظ شخصی هوشمند که خطر را دفع میکند و دوباره آمادهٔ خدمت میشود. |
مقدار جریان نامی13 فیوز یا کلید مینیاتوری (مثلاً 10 یا 16 آمپر14) بر روی آن نوشته شده است. این عدد حداکثر جریان بیخطری است که میتواند از آن عبور کند. انتخاب این عدد متناسب با ظرفیت سیمها است.
از تئوری تا عمل: یک بازدید ایمن از آزمایشگاه شیمی
حالا با هم یک آزمایشگاه شیمی نمونه را مرور میکنیم و نقش هر قطعه را میبینیم. تصور کنید وارد آزمایشگاه میشوید. ردیفی از میزها را میبینید که روی هر کدام چند پریز سهشاخهٔ دارای اتصال زمین نصب شده است. این پریزها برای اتصال دستگاههای دارای بدنهٔ فلزی مانند همزنهای مغناطیسی ضروری هستند. اگر به هر دلیلی سیم فاز داخل دستگاه به بدنهٔ فلزی آن اتصال پیدا کند، جریان از طریق سیم زمین به جای عبور از بدن شما، به زمین منتقل میشود و کلید مینیاتوری مربوطه سریعاً قطع میکند.
در گوشهٔ آزمایشگاه، یک فر بزرگ قرار دارد. پشت آن، سیم ضخیمتری به یک پریز مخصوص وصل شده است. این سیم ضخیمتر است زیرا فر جریان زیادی میکشد (مثلاً 2000 وات = حدود 9 آمپر). این پریز به یک کلید مینیاتوری 16 آمپری در تابلو برق وصل است. اگر به اشتباه دستگاه پرمصرف دیگری هم به همین مدار وصل کنیم و جریان از 16 آمپر بیشتر شود، کلید قطع میکند تا سیمها گرم و آسیب نبینند.
پرسشهای مهم و اشتباهات رایج
پاسخ: اولین کار قطع کردن دوشاخهٔ تمام دستگاههای متصل به آن مدار از پریز است. سپس میتوان کلید مینیاتوری را دوباره روشن کرد (یا فیوز را تعویض نمود). اگر بلافاصله دوباره قطع شد، نشاندهندهٔ یک اتصال کوتاه یا خطای جدی است. در این حالت باید مسئول آزمایشگاه یا یک برقکار را مطلع کنید و هرگز با دستکاری سیمها سعی در رفع مشکل نکنید.
پاسخ: استفاده به شرط رعایت ظرفیت مشکلی ندارد. اما یک اشتباه رایج این است که چند دستگاه پرمصرف (مثل دو فر و یک هاتپلیت) را همزمان به یک چندراهی و سپس به یک پریز وصل کنیم. این کار باعث اضافه بار و گرم شدن سیمها و پریز میشود. همیشه مجموع جریان دستگاههای متصل شده باید از جریان نامی کلید مینیاتوری آن مدار (مثلاً 16A) کمتر باشد. بهتر است برای دستگاههای پرمصرف از پریزهای مجزا استفاده شود.
پاسخ: این رنگبندی برای تشخیص سریع و ایمنکاری است:
سیم فاز (حامل جریان): در ایران معمولاً قهوهای یا سیاه است. خطر برقگرفتگی دارد.
سیم نول (مسیر بازگشت جریان): معمولاً آبی است. در شرایط عادی بیخطر است.
سیم زمین (حفاظتی): با نوارهای زرد و سبز است. فقط در صورت خطا جریان میگیرد و برای حفاظت جان افراد تعبیه شده است. هیچگاه از سیم زمین به جای نول استفاده نکنید.
پاورقی
1 ایمنی الکتریکی (Electrical Safety): مجموعه اصول و اقداماتی که برای جلوگیری از حوادث ناشی از برق مانند برقگرفتگی، آتشسوزی و انفجار رعایت میشود.
2 پریز (Socket/Outlet): وسیلهای که اتصال الکتریکی بین سیمکشی ثابت ساختمان و دوشاخهٔ دستگاههای متحرک را فراهم میکند.
3 فیوز (Fuse): وسیلهای حفاظتی که با ذوب شدن یک المان داخلی در جریان بیش از حد، مدار را قطع میکند.
4 مدار (Circuit): مسیر بستهای که جریان الکتریکی میتواند در آن جاری شود.
5 اتصال کوتاه (Short Circuit): اتصال مستقیم و ناخواسته بین دو نقطه با پتانسیل الکتریکی متفاوت (مثلاً فاز و نول) که باعث جریان بسیار زیاد میشود.
6 اضافه بار (Overload): حالتی که جریان کشیده شده از یک مدار، برای مدت طولانی از حد مجاز طراحی آن بیشتر شود.
7 فاز (Live/Phase): سیمی که ولتاژ الکتریکی نسبت به زمین دارد و حامل جریان اصلی است.
8 نول (Neutral): سیمی که در حالت عادی ولتاژ آن نزدیک به صفر است و مسیر بازگشت جریان به منبع را فراهم میکند.
9 اتصال زمین (Earth/Ground): سیمی که بدنهٔ فلزی دستگاهها را مستقیماً به الکترود زمین در خاک متصل میکند تا در صورت خطا، جریان را به زمین منتقل کند.
10 اتوکلاو (Autoclave): دستگاهی برای استریل کردن وسایل با استفاده از بخار تحت فشار.
11 برقگرفتگی (Electric Shock): اثر عبور جریان الکتریکی از بدن موجود زنده.
12 کلید مینیاتوری (MCB: Miniature Circuit Breaker): کلید قطع کنندهٔ اتوماتیک مدار که میتواند پس از رفع خطا، دوباره روشن شود.
13 جریان نامی (Rated Current): حداکثر جریان پیوستهای که یک وسیله میتواند بدون آسیب دیدن تحمل کند.
14 آمپر (Ampere): واحد اندازهگیری جریان الکتریکی.
15 وات (Watt): واحد اندازهگیری توان الکتریکی.
16 ولت (Volt): واحد اندازهگیری اختلاف پتانسیل یا ولتاژ الکتریکی.
