تشرح هذه المقالة ما هي المفاتيح الحرارية وفيم يتم استخدامها. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض الخصائص الرئيسية للمفتاح الحراري وتشغيل هذا الجهاز الكهربائي.
ما هو المفتاح الحراري؟
المفتاح الحراري ، والذي يُطلق عليه أيضًا المفتاح المغناطيسي الحراري ، هو جهاز أمان يقطع تدفق التيار الكهربائي عندما يتجاوز الحد المسموح به. بمعنى آخر، المفتاح الحراري هو جهاز يقوم تلقائيًا بقطع الكهرباء في حالة التحميل الزائد.
يعمل المفتاح الحراري على حماية العناصر الأخرى في الدائرة الكهربائية، لأن انقطاع التيار الكهربائي يمنع حدوث الضرر الناتج عن فشل الدائرة.
يتكون المفتاح الحراري بشكل أساسي من جزأين: مغناطيس كهربائي وشريط ثنائي المعدن. وبالمثل، يعتمد تشغيل المفتاح الحراري على قانون أمبير وتأثير جول. يتم شرح تشغيل هذا النوع من الأجهزة الكهربائية أدناه.
كيف يعمل المفتاح الحراري؟
الآن بعد أن عرفنا تعريف المفتاح الحراري، دعونا نرى كيف يعمل هذا النوع من الأجهزة الكهربائية.
ومع ذلك، يجب عليك أولاً أن تعرف ما هو تأثير جول لفهم كيفية عمل المفتاح الحراري. يوضح هذا القانون الفيزيائي أن أي موصل يعبره تيار كهربائي يبدد الحرارة، بحيث كلما زادت شدة التيار، زاد تبديد الطاقة الحرارية. بشكل ملموس، تتناسب الطاقة الصادرة عن الكابل بشكل مباشر مع مربع شدة التيار.
لذلك، كلما زادت شدة التيار، زادت الحرارة التي ستولدها الدائرة الكهربائية، وبالتالي، كلما أصبح المفتاح الحراري أكثر سخونة.
وبالتالي، فإن تشغيل المفتاح الحراري يعتمد على الحرارة الصادرة عن التيار الكهربائي والتي تسبب تمدد وبالتالي انحناء الشريط ثنائي المعدن داخل المفتاح الحراري. حتى تصل إلى حد درجة الحرارة الذي يؤدي عنده تشوه الورقة إلى فتح ملامسة المفتاح الحراري، ومن ثم يتم مقاطعة تدفق التيار.
من ناحية أخرى، يحتوي المفتاح الحراري على مغناطيس كهربائي يمكنه أيضًا، بمساعدة جهاز ميكانيكي مناسب، فتح الدائرة الكهربائية. هذه العملية تشبه إلى حد كبير عملية التتابع .
عادةً، يقوم المفتاح الحراري بمقاطعة التدفق الحالي في العملية الحرارية في حالة الحمل الزائد. تحدث العملية المغناطيسية عادة خلال دوائر قصيرة، لأن التفاعل في هذه الحالات يجب أن يكون أسرع بكثير.
خصائص المفتاح الحراري
لتثبيت المفتاح الحراري المناسب على دائرة كهربائية، يجب مراعاة المعلمات المميزة التالية:
- التيار المقنن : شدة التيار الكهربائي الذي تم تصميم المفتاح الحراري للعمل به.
- جهد التشغيل : الجهد أو الجهد الذي تم تصميم المفتاح الحراري من أجله.
- قوة القطع : أقصى كثافة يمكن أن يقطعها المفتاح الحراري بأمان. يجب أن تكون قيمة قوة القطع أعلى بكثير من قيمة الشدة القصوى المتوقعة لضمان التشغيل السليم للمفتاح الحراري.
- قوة الإغلاق : أقصى شدة يمكن أن تتدفق عبر المفتاح الحراري وقت الإغلاق دون تعرضه للتلف.
- عدد الأقطاب : هذا هو عدد الموصلات التي يمكن توصيلها بالمفتاح الحراري.
الفرق بين المفتاح الحراري وقاطع الدائرة الكهربائية
أخيرًا، سنرى ما هو الفرق بين المفتاح الحراري وقاطع الدائرة الكهربائية، حيث أنهما نوعان متشابهان جدًا من الأجهزة الكهربائية.
مثل المفتاح الحراري، يتم استخدام قاطع الدائرة أيضًا لقطع تدفق التيار الكهربائي عندما يتجاوز الحد المسموح به.
ومع ذلك، فإن الفرق الرئيسي بين المفتاح الحراري وقاطع الدائرة هو أن قاطع الدائرة مصمم لحماية الأشخاص، بينما يحمي المفتاح الحراري الأجهزة الكهربائية الأخرى فقط في التثبيت.
لهذا السبب، يوصى بتركيب مفتاح حراري من عيار أصغر من قاطع الدائرة “المنبع”، لأنه بهذه الطريقة سيحمي المفتاح الحراري قاطع الدائرة، والذي يكون بشكل عام أكثر تكلفة من المفتاح الحراري.