واحد 2 – کار با برق

يکي از مهمترين اکتشافات بشر، کشف نيروي برق بوده است. پس از کشف نيروي برق مولدهاي گوناگوني براي توليد آن و وسايل برقي براي استفاده از آن اختراع شد، استفاده از نيروي برق به پيشرفت علم و صنعت، کمک بسياري کرد.

  الکتريسته چيست؟

در سالهاي گذشته خوانديد که همه ي مواد از مولکول ساخته شده اند و مولکولها خود از ذرات کوچکتري به نام اتم تشکيل شده اند. اتم داراي دو بخش اصلي يعني هسته و الکترون است. الکترونها روي مدارهايي به دور هسته مي چرخند.  

  هسته و الکترونها

هرگاه دو انتهاي يک سيم فلزي را به يک باتري وصل کنيم، بر الکترونهاي آزاد درون سيم نيز نيرو وارد مي شود و اين نيرو باعث مي شود الکترونهاي آزاد در يک جهت خاص حرکت کنند. حرکت الکترونهاي آزاد در يک جهت خاص درون يک سيم فلزي باعث ايجاد جريان الکتريکي در سيم مي شود.

مواد الکتريکي
وسيله اي که ساير انرژيها را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند مولد الکتريکي نام دارد. مثلاً دينام دوچرخه که نيروي چرخشي دوچرخه را به نيروي الکتريکي تبديل مي کند، يک مولد الکتريکي است. در نيروگاههاي برق برحسب شرايط و امکانات، انرژيهاي مختلفي را به وسيله مولدهاي اصلي به انرژي الکتريکي تبديل مي کنند.

توليد، انتقال و توزيع نيروي برق
توليد برق، به وسيله مواد که نام ديگر آن «ژنراتور» است، انجام مي گيرد؛ اما براي توزيع برق يعني انتقال آن از محل توليد به کارگاهها، کارخانه ها و منازل مردم به وسايل و تجهيزات ديگري نياز است که عبارتند از: دکل، کابل، تيربرق، کنتور و ... .  

  آشنايي با بعضي از وسايل انتقال برق

پاره اي از وسايلي که براي انتقال برق به محل مورد مصرف نياز هستند عبارت اند از:
سيم: سيم رشته اي فلزي است که جريان برق را از خود عبور مي دهد. سيمهاي برق را معمولاً از فلز مس مي سازند. براي انتقال برق از منبع به محل مصرف، حداقل به دو رشته سيم نياز است.
فاز و نول: به سيمي که داراي ولتاژ با فشار الکتريکي است فاز و به سيمي که بدون ولتاژ با فشار الکتريکي است، نول مي گويند.
کليد: کليد وسيله اي است که براي قطع و وصل جريان برق به کار مي رود. سيمهايي که به کليد وصل مي شوند، سيم فاز و سيم رابط فاز هستند، کليد هميشه بايد در مسير سيم فاز قرار گيرد.
لامپ: انرژي الکتريکي را به روشنايي تبديل مي کند و يک مصرف کننده ي الکتريکي است. لامپ در سرپيچ بسته مي شود.
پريز: وسيله اي است که به وسيله ي دو شاخه مي توان از آن برق گرفت.
فيوز: فيوز وسيله اي است که در مسير سيم فاز قرار مي گيرد و وظيفه ي آن حفاظت مدار الکتريکي در مقابل عبور جريان غير مُجاز است (باعث قطع مدار مي شود).  

  مواردي از نکات ايمني

اگر جريان برق بيش از حد معيني از بدن انسان عبور کند، انسان دچار برق گرفتگي مي شود و ممکن است به مرگ او بينجامد. وصل شدن برق به بدن موجب گرفتگي شديد قلب و عضلات تنفسي شده مرگ را به دنبال مي آورد. بنابراين در هنگام کار با برق و وسايل برقي بايد به شدت احتياط کرد.

ابزار شناسي
انبردست: براي خم کردن، فرم دادن و بريدن و ... سيم به کار مي رود.
سيم چين: براي بريدن سيم به اندازه هاي دلخواه به کار مي رود.
دَم باريک: براي فرم دادن و خم کردن يا بريدن سيمها استفاده مي شود.
سيم لخت کن: براي جدا کردن روکش از قسمت فلزي سيم (لخت کردن) بدون آنکه قسمت فلزي آن را زخمي کند.
پيچ گوشتي: براي باز کردن و بستن پيچهايي با سرهاي (دوسو و چهارسو) استفاده مي شود.
فازمتر: وسيله اي است شبيه پيچ گوشتي که علاوه بر باز و بسته کردن پيچها، به منظور تشخيص سيم فاز از نول نيز به کار مي رود.

طراحي مدار الکتريکي
به مسير بسته اي که جريان الکتريکي در آن جاري است، مدار الکتريکي مي گويند. نصب مدار الکتريکي با رسم نقشه ي آن آغاز مي شود. هنگام رسم نقشه ي مدار، به جاي وسيله ي حقيقي (مثلاً کليد، پريز، و ...) از علامتهاي خاصي استفاده مي شود. اين علامتها در اغلب کشورها يکسان است و همه ي کساني که با طراحي مدار و سيم کشي آشنايي دارند، آنها را مي شناسند.

  واحد 2 – سؤالات درس و متن درس
1 – اتم داراي چند بخش است؟

دو بخش: هسته و الکترون  

  2 – چگونه مي توان درون يک سيم فلزي جريان الکتريکي به وجود آورد؟

هرگاه دو انتهاي يک سيم فلزي را به يک باتري وصل کنيم، بر الکترونهاي آزاد درون سيم، نيرو وارد مي شود و اين نيرو باعث حرکت الکترونهاي آزاد در يک جهت مي شود.  

  3- چرا هرچه دوچرخه سوار، تند تر رکاب بزند، نور چراغ دوچرخه اش بيشتر مي شود؟

هر قدر از انرژي ماهيچه اي جهت تندتر چرخيدن دينام دوچرخه استفاده کنيم در نتيجه انرژي الکتريکي بيشتري توليد مي شود.  

  4 – مولد الکتريکي چيست؟ يک مثال بزنيد؟

وسيله اي که ساير انرژيها را به انرژي الکتريکي تبديل مي کند مثل دينام دوچرخه که نيروي چرخشي را به نيروي الکتريکي تبديل مي کند.  

  5 – آيا روشهاي ديگري براي توليد برق وجود دارد؟

بله، انواع باطريهاي خشک، تر و باطريهاي خورشيدي و ... .  

  6 – به چه سيمي فاز و به چه سيمي نول گفته مي شود؟

به سيمي که داراي ولتاژ يا فشار الکتريکي است فاز و به سيمي که بدون ولتاژ الکتريکي است، نول مي گويند.  

  7 – کليد را معمولاً در چه مسيري قرار مي دهند؟

کليد بايد هميشه در مسير فاز قرار گيرد.  

  8 – فيوز چه کاري انجام مي دهد؟

وسيله اي است که در مسير سيم فاز قرار مي گيرد و وظيفه ي آن حفاظت مدار الکتريکي در مقابل عبور جريان غيرمُجاز است (باعث قطع مدار مي شود).  

  9 – آيا انرژي ديگري را مي شناسيد که به انرژيهاي الکتريکي تبديل شود؟ نام ببريد.

بله – انرژي شيميايي – انرژي حرارتي و سوختي – انرژي ماهيچه اي و انرژيهاي ديگر.  

  10 – براي نصب مدار الکتريکي به چه وسايلي احتياج داريم؟

كليد يك پل– جعبه تقسيم– پريز– سرپيچ