ما هي أنواع المقاومات القابلة للانصهار؟

ما هي أنواع المقاومات؟

المقاومة هي جهاز قاطع للتيار. تقوم بقطع أو فتح الدائرة عن طريق ذوبان عنصر المقاومة، مما يعزل الجهاز المعيب عن دائرة التغذية الرئيسية. تصنف المقاومات بشكل أساسي إلى نوعين اعتمادًا على الجهد الكهربائي المدخل: مقاومات التيار المتردد ومقاومة التيار المستمر. تظهر الأنواع المختلفة للمقاومات في الصورة أدناه.

مقاومة التيار المستمر

تقوم مقاومة التيار المستمر بفتح أو قطع الدائرة عندما يمر تيار زائد عبرها. ومع ذلك، فإن التحدي الرئيسي في مقاومات التيار المستمر يكمن في إطفاء القوس الكهربائي الناتج عن التيار المستمر. بما أنه لا يوجد عبور طبيعي للتيار الصفر في دارة التيار المستمر، على عكس دارة التيار المتردد، فإن إطفاء القوس صعب للغاية. للتخفيف من هذا، يتم وضع الأقطاب في مقاومة التيار المستمر على مسافة أكبر من بعضها البعض. نتيجة لذلك، تكون مقاومة التيار المستمر أكبر حجمًا مقارنة بمقاومة التيار المتردد ذات التصنيف المماثل.

مقاومات التيار المتردد

تنقسم مقاومات التيار المتردد إلى نوعين رئيسيين: مقاومات الجهد المنخفض ومقاومات الجهد العالي. يتغير التيار المتردد في مقاومات التيار المتردد بتواتر يجعل سعته تتراوح من 0° إلى 60° خلال ثانية واحدة. هذه الخاصية للتيار المتردد تجعل إطفاء القوس أسهل في دارة التيار المتردد مقارنة بدارة التيار المستمر.

يمكن تقسيم مقاومات الجهد المنخفض إلى أربع فئات، كما هو موضح في الصورة أدناه. تستخدم مقاومات نصف المغلقة أو القابلة لإعادة التوصيل، بالإضافة إلى مقاومات مغلقة تمامًا أو من النوع العلبة، بشكل شائع جدًا.

مقاومات قابلة لإعادة التوصيل

تُستخدم مقاومات قابلة لإعادة التوصيل بشكل أساسي في الدوائر ذات التيار الصغير، مثل تلك المستخدمة في الأسلاك المنزلية. تتكون مقاومة قابلة لإعادة التوصيل من مكونين رئيسيين: غلاف المقاومة وحامل المقاومة. قاعدة المقاومة، والتي تصنع عادةً من الخزف، مصممة لحمل أسلاك المقاومة. يمكن أن تكون هذه الأسلاك مصنوعة من مواد مثل الرصاص والنحاس المصهور أو السبائك. أحد مزايا مقاومات قابلة لإعادة التوصيل هو أن حامل المقاومة يمكن إدخاله أو إزالته من القاعدة دون الحاجة لفتح المحول الرئيسي. هذه الميزة تسمح بتبديل سلك المقاومة بسهولة عند انفجاره بسبب التيار الزائد، مما يجعله خيارًا عمليًا لنظم الكهرباء المنزلية حيث يتم تقدير البساطة والسهولة في الصيانة.

مقاومات مغلقة تمامًا أو من النوع العلبة

في مقاومات مغلقة تمامًا أو من النوع العلبة، يتم تغليف عنصر المقاومة بالكامل داخل حاوية مغلقة، مع وجود نقاط اتصال معدنية على كلا الطرفين. يمكن تقسيم هذه المقاومات إلى نوعين فرعيين: مقاومات العلب من النوع D ومقاومات العلب من النوع Link. لكل نوع فرعي تصميم وخصائص خاصة به، والتي تتماشى مع التطبيقات المتعددة ومتطلبات الكهرباء. الهيكل المغلق لهذه المقاومات يوفر حماية أفضل ضد العوامل البيئية والاتصال العرضي، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من نظم الكهرباء حيث تعتبر الأمان والموثوقية أمرًا حاسمًا.

مقاومات العلب من النوع D

تشمل المكونات الرئيسية لمقاومة العلبة من النوع D القاعدة، وخاتم التكيف، والعلبة، وغطاء المقاومة. يتم وضع العلبة داخل غطاء المقاومة، ويتم تثبيت غطاء المقاومة بإحكام على قاعدة المقاومة. عندما يتم تثبيت العلبة بالكامل في القاعدة، يتصل طرف العلبة بالمحصل، مما يكمل الدائرة عبر روابط المقاومة. يسمح هذا التصميم بتثبيت وتبديل العلبة بسهولة، مما يضمن اتصال كهربائي فعال وحماية داخل الدائرة.

مقاومات العلب من النوع Link أو مقاومات عالية القدرة على الانفجار (HRC)

في مقاومات العلب من النوع Link أو HRC، يتم تصميم عنصر المقاومة ليحمل التيار العطل لفترة طويلة. في حالة استمرار العطل، سيذوب عنصر المقاومة، مما يؤدي إلى فتح الدائرة وإيقاف تدفق التيار. أحد المزايا الهامة لمقاومات HRC هو قدرتها على تنظيف التيار العطل سواء كان منخفضًا أو عاليًا. هذا يجعلها موثوقة جدًا في حماية النظم الكهربائية من مجموعة واسعة من حالات التيار غير الطبيعية.

تتميز مقاومات HRC بسرعتها العالية في العمل. كما أنها تتطلب صيانة أقل، وهو ما يعتبر ميزة كبيرة في العديد من التطبيقات. ومع ذلك، بعد كل عملية، يجب استبدال عنصر المقاومة في مقاومات HRC. بالإضافة إلى ذلك، أثناء العطل، تنتج هذه المقاومات حرارة قد تؤثر على عمل المحولات القريبة.

يتكون غلاف مقاومة HRC من مسحوق الكوارتز النقي، والذي يعمل كوسط فعال لإطفاء القوس. يتم تصنيع سلك المقاومة في مقاومات HRC عادةً من الفضة والنحاس. يتكون سلك المقاومة من قسمين أو أكثر متصلين بواسطة مفصل من القصدير. يساعد مفصل القصدير في تقليل درجة الحرارة تحت ظروف الحمل الزائد، مما يعزز الأداء والمتانة الإجمالية للمقاومة.

لزيادة قدرة المقاومة على الانفجار، يتم توصيل سلكين أو أكثر من الفضة بالتوازي. يتم ترتيب هذه الأسلاك بحيث يذوب سلك واحد فقط في كل مرة. هناك نوعان من مقاومات HRC

مفاتيح نوع السكين

في مفاتيح نوع السكين، يتم تسهيل استبدال سلك المقاومة داخل الدائرة الحية باستخدام مفتاح سحب المقاومة. يسمح هذا الأداة بإزالة واستبدال سلك المقاومة بأمان دون التعامل المباشر معه، مما يقلل من خطر الصعق الكهربائي. أما مقاومات HRC من النوع المثبت بالأوتاد، فتتميز بوجود لوحتين موصلتين يتم تثبيتهما بإحكام على قاعدة المقاومة. ومع ذلك، عند إزالة هذا النوع من مفاتيح المقاومة، يتطلب الأمر دارة أمان إضافية لمنع المستخدم من التعرض للصعق الكهربائي. هذه الدارة الإضافية تضمن عزل التيار الكهربائي بشكل صحيح قبل إزالة المفتاح.

مقاومة الانفصال

تعمل مقاومة الانفصال بطريقة فريدة. عندما يذوب عنصر المقاومة بسبب التيار الزائد، يسقط تحت تأثير الجاذبية حول دعمه السفلي. هذه الخاصية تجعل مقاومة الانفصال مناسبة بشكل خاص لحماية المحولات الخارجية. في البيئة الخارجية، حيث تتعرض المحولات لأحوال مختلفة من الطقس والأعطال الكهربائية، يمكن لمقاومة الانفصال أن تعزل المكون المعيب بسرعة وفعالية، مما يحمي المحول والنظام الكهربائي كله.

مقاومة الضربة

مقاومة الضربة هي جهاز ميكانيكي مجهز بقوة وقابلية تحريك كافية. وهذا يسمح باستخدامه لإغلاق أو تشغيل دارات القفز أو المؤشر. عند حدوث عطل في النظام الكهربائي، يمكن تشغيل مقاومة الضربة، ويمكن أن يقوم عملها الميكانيكي بإغلاق الدائرة المناسبة للقفز، مما يؤدي إلى قطع التيار الكهربائي لحماية النظام. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن ينشط أيضًا دائرة المؤشر لتوفير إشارة مرئية أو سمعية مهمة للفنيين.

مفتاح المقاومة

مفاتيح المقاومة مصممة للاستخدام في الدوائر ذات الجهد المنخفض والمتوسط. الوحدات المقاومة داخل هذه المفاتيح متوفرة بتصنيفات تتراوح بين 30، 60، 100، 200، 400، 600، و800 أمبير. تأتي في تكوينات ثلاثية الأقطاب وأربعة أقطاب، مما يقدم مرونة في مختلف التجهيزات الكهربائية. يمكن أن يصل قدرة صنع هذه المقاومات إلى 46 كيلو أمبير. اعتمادًا على تصنيفها، يمكنها قطع تيار يبلغ حوالي 3 مرات تيار الحمل. هذا يجعل مفاتيح المقاومة مكونات موثوقة لحماية الدوائر الكهربائية من التيار الزائد والعطب القصير في التطبيقات ذات الجهد المنخفض والمتوسط.

مقاومات HRC ذات الجهد العالي

إحدى التحديات الرئيسية التي تواجه مقاومات الجهد العالي هي مشكلة التاج. يحدث التاج عندما يكون شدة المجال الكهربائي حول الموصل عالية بما يكفي لتتأين الهواء المحيط، مما يؤدي إلى تفريغ. لحل هذه المشكلة، يتم تصميم مقاومات الجهد العالي بميزات خاصة. تنقسم هذه المقاومات بشكل أساسي إلى ثلاثة أنواع، كل نوع مصمم لتلبية المتطلبات الخاصة للتطبيقات ذات الجهد العالي مع تقليل آثار التاج وضمان الأداء الموثوق.

مقاومة HRC ذات الجهد العالي من النوع العلبة

في مقاومة HRC ذات الجهد العالي (HV) من النوع العلبة، يتم لف عنصر المقاومة بشكل حلزوني. يساعد هذا التصميم في تقليل تأثير التاج عند الجهد العالي. تحتوي المقاومة على عنصرين مقاومين متوازيين: أحدهما ذو مقاومة منخفضة والآخر ذو مقاومة عالية. تحت ظروف التشغيل العادية، يحمل السلك ذو المقاومة المنخفضة التيار الطبيعي. ومع ذلك، عند حدوث عطل، يكون أول ما ينفجر، مما يقلل من تيار العطب القصير. يساعد هذا التتابع في حماية النظام الكهربائي عن طريق تقييد تدفق التيار الزائد بسرعة.

مقاومة HRC ذات الجهد العالي من النوع السائل

تتم ملء مقاومات HRC ذات الجهد العالي من النوع السائل برباعي كلوريد الكربون ولديها أغطية محكمة الإغلاق على كلا الطرفين. عند حدوث عطل وتخطي التيار الحد المسموح به، يذوب عنصر المقاومة ويتناثر. يعمل السائل رباعي كلوريد الكربون داخل المقاومة كوسط فعال لإطفاء القوس لمقاومات HRC. تستخدم هذه المقاومات في حماية المحولات وكذلك في توفير الحماية الاحتياطية للمقاطع. قدرتها على إخماد الأقواس بسرعة تجعلها مكونات موثوقة في التجهيزات الكهربائية ذات الجهد العالي.

مقاومة HRC ذات الجهد العالي من النوع الانبعاث

تُستخدم مقاومات الانبعاث بشكل شائع لحماية الخطوط والمحولات بسبب كفاءتها الاقتصادية. يتم تصميمها عادةً لأنظمة 11 كيلو فولت ولديها قدرة على الانفجار تصل إلى 250 ميجا فولت أمبير. تتكون هذه المقاومة من أنبوب فارغ مفتوح الطرف مصنوع من الورق الملتصق بالراتنج الصناعي. يتم إدخال عناصر المقاومة داخل الأنابيب، ويتم توصيل طرفي الأنابيب بالتركيبات المناسبة. عند توليد القوس، يتم دفعه ضد الطلاء الداخلي للأنبوب. الغازات المنتجة خلال هذه العملية تساعد في إطفاء القوس، مما يحمي النظام الكهربائي من حالات التيار الزائد.