درسنامه آموزشی کار و فناوری کلاس نهم

در تمام ساختمان‌ها سیم‌کِشی برق وجود دارد. بارها اتفاق می‌افتد که قسمتی از این سیستم دچار مشکل می‌شود و نیاز به تعمیر یا سیم‌کشی مجدد دارد. در این پودمان مهارت‌هایی جهت طراحی، سیم‌کشی، نگه‌داری و تعمیر برخی از مدارهای روشنایی برق ساختمان را کسب می‌کنید.

انرژی الکتریسیته

یکی از مهم‌ترین دست‌یافته‌های بشر، دسترسی به انرژی الکتریسیته یا نیروی برق است. تاریخچه این انرژی به کشف سنگ مگنزیت و خاصیت آهن‌ربایی آن برمی‌گردد. برق توانسته تحول عظیمی در صنعت‌های دیگر رقم بزند و باعث پیشرفت‌های زیادی در علم و تکنولوژی شود. با نگاهی به اطراف خود متوجه می‌شوید که از روش‌های متنوعی برای تولید این انرژی استفاده می‌شود؛ سال گذشته با برخی از این روش‌ها آشنا شدید. امروزه انرژی‌های نو نقش مهمی در تأمین الکتریسیته ایفا می‌کنند.

حوزه‌های متنوعی در دنیای کار، پیرامون برق و الکتریسیته از جمله الکترونیک، الکتروتکنیک (قدرت)، مخابرات، کنترل، مهندسی پزشکی، مکاترونیک و... وجود دارد که هر کدام، شاخه‌های تخصصیِ فراوانی را در بخش‌های خانگی، اداری، صنعتی، آزمایشگاهی، زیباسازی شهری و... شامل می‌شوند (شکل 1-6). به‌طور مثال می‌توان در بخش خانگی به تعمیر و نصب انواع لوازم خانگی؛ نصب و تعمیر سیستم‌های هوشمند و حفاظتی (آیفون تصویری، درب برقی، اعلام و اطفای حریق، آنتن مرکزی، دزدگیر و ...)؛ نصب و تعمیر آسانسور؛ طراحی، اجرا، نگه‌داری و تعمیر سیستم‌های روشنایی و ... اشاره کرد. در این پودمان در بخش روشناییِ ساختمان مهارت‌هایی به‌دست می‌آورید.

شکل 1-6- برخی حوزه‌های کاری مرتبط با برق

ایمنی در برق

کار با برق انسان را در بسیاری از وضعیت‌ها و موقعیت‌های خطرناک قرار می‌دهد. بنابراین هنگام کار با برق و وسایل برقی، ضروری است به نکات ایمنی توجه شود و احتیاط‌های لازم رعایت گردد.

به علت سیم‌کشی نادرست، وجود سیم‌های بدون روکش و دست‌کاری وسایل برقی همه ساله افراد زیادی در معرض خطر برق گرفتگی قرار می‌گیرند؛ اگر جریان برق بیش از حد مجاز از بدن انسان عبور کند خطرات جبران‌ناپذیری انسان را تهدید می‌کند. موارد زیر تعدادی از این هشدارها را بیان می‌کند. در ادامهٔ پودمان نیز نکاتی جهت یادآوری ذکر شده است.

برق گرفتگی

در صورت مواجه شدن با فرد برق گرفته، ضمن حفظ آرامش، قبل از هر اقدام، جریان برق را قطع و با رعایت نکات ایمنی و پزشکی، مصدوم را از محل تماس با برق جدا کنید و در صورت نیاز اقدام به تنفس مصنوعی کنید (شکل 2-6).

شکل 2-6- حداقل اقدامات لازم برای نجات شخص برق گرفته

مقررات ملی ساختمان

وزارت مسکن و شهرسازی مجموعه‌ای از استانداردهای حداقلی را در زمینه عملیات ساختمانی تدوین نموده است که در مجموع «مقررات ملی ساختمان» نامیده می‌شود.

هدف از تدوین این مقررات، در حد امکان تضمین ایمنی افراد و نیز سلامت ساختمان، تأسیسات و محتویات آن است و در عین حال، ایجاد شرایطی است که تجهیزات و دستگاه‌های مورد استفاده به نحوی صحیح و رضایت بخش کار کنند. این مقررات باید در جهت تأمین ایمنی، بهداشت، بهره‌دهی مناسب، آسایش، صرفه اقتصادی، حفاظت محیط زیست، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفظ سرمایه‌های ملی رعایت شود.

نقشه

در پودمان برق نیز مانند سایر پودمان‌های درس کار و فناوری قبل از ساخت مدارهای برقی باید نقشهٔ آن‌ها طراحی شود. یکی از مهم‌ترین نقشه‌های مدارهای الکتریکی شمای حقیقی است. این نقشه برای نشان دادن طریقهٔ اتصال کلیه سیم‌های رابط کلیدها، مصرف‌کننده‌ها و تا حدودی محل قرارگیری اجزای مدار به کار می‌رود.

جدول 2-6 علائم اختصاری برخی وسایل الکتریکی، که در نقشه‌کشی مورد استفاده قرار می‌گیرد را نشان می‌دهد.

جدول 2-6- علائم و کاربرد برخی وسایل مورد استفاده در مدارهای روشنایی ساختمان

نام وسیله	شکل واقعی	شمای حقیقی	کاربرد	نام وسیله	شکل واقعی	شمای حقیقی	کاربرد
فیوز			حفاظت در مقابل اتصال کوتاه و عبور جریان زیاد	کلید یک پل			قطع و وصل یک مسیر جریان
پریز برق ارت‌دار			استفاده مستقیم از انرژی الکتریکی	کلید دو پل			قطع و وصل دو مسیر جریان
لامپ (عمومی)			تبدیل انرژی الکتریکی به روشنایی	کلید تبدیل			قطع و وصل جریان از دو مکان

مقررات ملی ساختمان - «نقشه»

برای نمایش اجزای نقشه‌های برق، باید از علائم ترسیمی استاندارد مطابق کمیته بین‌المللی برق استفاده شود.

ابزار

ابزارها در برق تنوع زیادی دارد. در شکل 3-6 برخی از ابزارهای سیم‌کِشی برق ساختمان آورده شده است.

شکل 3-6- تعدادی از ابزارهای سیم‌کِشی برق ساختمان

مدار الکتریکی کلید یک پل

از این مدار برای قطع و وصل وسایل الکتریکی و روشن و خاموش کردن لامپ‌ها در اتاق‌های کوچک، انباری، حمام، آشپزخانه، سرویس بهداشتی و … استفاده می‌شود.

مقررات ملی ساختمان - «سیم ارت»

- باید برای انشعاب برق هر مشترک حداقل یک سیستم اتصال به زمین (ارت) پیش‌بینی شود (شکل 12-6- الف).

- کلیه پریزها، اعم از یک فاز یا سه فاز، باید یک اتصال اضافی برای وصلِ هادیِ حفاظتی (ارت) داشته باشند (شکل 12- 6- ب).

- انواع تجهیزاتی که صفحات رویی فلزی دارند، به شرط داشتن لایهٔ عایق در پشت، از وصل به هادی حفاظتی (ارت) معاف خواهند بود.

کلید دو پل

مدار کلید دو پل نیز همانند مدار کلید یک پل است، با این تفاوت که دو خروجی دارد، هر خروجی به سمت یک لامپ می‌رود. سیم نول به‌صورت مشترک به هر دو لامپ متصل است. شکل 14-6 مدار داخلی کلید دو پل را نشان می‌دهد.

بهینه‌سازی مصرف برق

اوج مصرف برق: در ایران، حوالی ظهر (به علت استفاده از کولر و پنکه خصوصاً در فصل تابستان) و همچنین غروب آفتاب به مدت چهار ساعت (به علت استفاده همه مشترکان از سیستم روشنایی، تجهیزات برقی و روشناییِ معابر) ساعت اوج مصرف (پیک مصرف) است. در این فاصلهٔ زمانی نباید از وسایل پر مصرف استفاده کنید (شکل 15-6).

در جدول 3-6 فهرستی از مشکلات مصرف زیاد برق به همراه راه‌حل‌های آن‌ها را ملاحظه می‌کنید.

جدول 3-6- برخی مشکلات به همراه راه‌حل‌های مصرف انرژی برق

مشکل	راه حل

مدار الکتریکی کلید تبدیل

این مدار برای خاموش و روشن کردن یک لامپ یا یک گروه لامپ از دو نقطه مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولاً برای اتاق خواب، راهروها، راه پله‌ها و سالن‌های بزرگ که خروجی‌های مختلف دارند و نیز در هال‌هایِ برخی واحدهای مسکونی استفاده می‌شود. نحوهٔ سیم‌کشی داخلِ ساختمانِ این مدار در شکل 18-6 آمده است.

مقررات ملی ساختمان - «اتصالات، سیم و کلید»

- اتصالات و انشعابات باید با استفاده از ترمینال‌های پیچی انجام شود (شکل 22-6).
- به هیچ عنوان در سیم‌کِشی روشنایی سطح مقطع سیم‌ها از $1/5m{{m}^{2}}$ و در سیم‌کشی پریز از $2/5m{{m}^{2}}$ کم‌تر نباشد.
- کلیدها باید فاز را قطع و وصل کنند و قطع و وصل نول توسط کلید ممنوع است.

پروژه‌های نیمه‌تجویزی دیگری در جدول 4-6 معرفی شده‌اند که مراحل ساخت آن‌ها را می‌توانید از سایت حوزه تربیت و یادگیری کار و فناوری دریافت کنید.

جدول 4-6- پروژه‌های نیمه‌تجویزی برق

مدار روشنایی با فتوسل	زمان‌سنج (تایمر) راه پله	سنسور حضور افراد
لامپ سیار	پریز سیار	اجرای مدار لامپ فلورسنت
اجرای مدار زنگ اخبار	اجرای مدار راه‌اندازی کولر	پروژه‌ی شما .....

الهام از آفریده‌های خداوند

همواره در طول تاریخ، بشر از طریق الگو گرفتن از طبیعت، دست به ابداعات زیادی زده است، نمونه‌ای از آنها در اینجا آورده شده است.

مار ماهی الکتریکی: مارماهی الکتریکی قادر است شوک‌های الکتریکی قوی تا 860 ولت تولید کند و از آن برای شکار و دفاع از خود استفاده کند. این ماهی می‌تواند با جریان برقی که تولید می‌کند یک تمساح را خشک کند. طول آن به بیش از 2 متر و وزنش به 20 کیلوگرم می‌رسد. در دو سوم بدن این ماهی حدود شش هزار صفحه و پولکِ تولید کنندهٔ برق وجود دارد. در ساخت روبات‌های پیشرفته، منبع تغذیه میکروسکوپ، وسایل پزشکی، اسلحه‌ها و دیگر وسایل حفاظتی از این ماهی الهام گرفته شده است. درشکل 23-6 مارماهی الکتریکی و یک نمونه از اختراعات الهام گرفته شده از آن نشان داده شده است.

شکل 23-6- الهام از طبیعت