كيف تحمي مانعات التيار الأرضي (GFCIs) الأشخاص من الصدمات الكهربائية

يعمل جهاز قاطع الدائرة في حال حدوث عطل تأريض (GFCI) على حماية الأشخاص من الصدمات الكهربائية عن طريق مراقبة التيار الكهربائي في الدائرة بشكل مستمر. ويتكون مبدأ عمله كالتالي:

1. مراقبة توازن التيار: داخل جهاز GFCI، يوجد محول تيار أو مستشعر مشابه يراقب التيار في السلك الحار (المباشر) والسلك المحايد في الوقت نفسه. وفي الظروف الطبيعية، يجب أن يكون التيار في هذين السلكين متساوياً ولكنهما في اتجاهات معاكسة؛ فالتيار المتدفق إلى الحمل يجب أن يساوي التيار العائد إلى مصدر الطاقة.

2. اكتشاف عدم توازن التيار: إذا حدث عطل تأريض، مثل عندما يلمس شخص جزءًا مشحونًا ويتدفق التيار عبر الشخص إلى الأرض، فسيتم تسريب جزء صغير من التيار ولا يعود عبر السلك المحايد بل يتسرب إلى الأرض. مما يؤدي إلى عدم توازن بين التيار في السلكين الحار والمحايد.

3. الاستجابة السريعة: يتم تصميم جهاز GFCI للكشف عن هذا الاختلاف الصغير في التيار بشكل حساس للغاية، عادةً ضمن نطاق 4 إلى 6 ميلي أمبير (mA). بمجرد اكتشاف هذا الاختلاف في التيار، يعمل GFCI على الفور، مقطعاً التيار الكهربائي في فترة زمنية قصيرة جداً (عادة أقل من 0.1 ثانية)، وبالتالي يتوقف التدفق الكهربائي المحتمل للضرر قبل أن يسبب ضرراً كبيراً للشخص.

4. توفير الحماية: بهذه الطريقة، حتى لو جاء شخص ما في اتصال بجسم مشحون، يمكن لـ GFCI قطع الدائرة قبل أن يتعرض الشخص لصدمة كهربائية خطيرة، مما يقلل بشكل كبير من خطر وشدّة الصدمة الكهربائية.

5. ملاءمة للبيئات الرطبة: بما أن الماء هو موصل جيد للكهرباء، فإن خطر الصدمة الكهربائية يزداد عند استخدام الأجهزة الكهربائية في البيئات الرطبة مثل الحمامات والمطابخ أو في الهواء الطلق. يعتبر أجهزة GFCI مفيدة بشكل خاص في مثل هذه الأماكن، مما يعزز الأمان بشكل كبير.

باختصار، يعتبر جهاز GFCI جهاز حماية مهم يمكنه قطع التيار الكهربائي بسرعة قبل أن تتطور الوضعية الخطرة بشكل كامل، مما يحمي الأفراد بشكل فعال من الصدمات الكهربائية المحتملة الخطورة أو الشديدة. يتم استخدامها على نطاق واسع في المنازل والأماكن التجارية والصناعية، خاصة في المناطق التي يكون فيها احتمال الاتصال بالماء أو الأرض مرتفعاً.