فهم المبدأ ومنطق الحساب للفولتية 120 فولت و 120 فولت / 240 فولت و 120 فولت / 208 فولت من خلال أشكال موجات جهد التيار المتردد

مصدر طاقة التيار المتردد (AC) هو الطريقة القياسية لتوصيل الكهرباء إلى المنازل والشركات والمنشآت الصناعية. تختلف مستويات الجهد وتكوينات الطور حسب التطبيق. في هذه المقالة ، سنقوم بما يلي:

✅ شرح خصائص الشكل الموجي للأنظمة أحادية الطور 120 فولت ، 120 فولت / 240 فولت ، وأنظمة ثلاثية الطور 120 فولت / 208 فولت
✅ توضيح الأشكال الموجية للجهد الجيبي لكل نظام
✅ توضيح كيفية إجراء حسابات الجهد للتكوينات المختلفة

1. 120V أحادي الطور AC الموجة

🔹 يشيع استخدامها ل:
✔ منافذ منزلية قياسية
✔ دوائر الإضاءة
✔ الأجهزة الصغيرة

الخصائص:

• RMS الجهد: 120V
• حساب ذروة الجهد:
  $$V_{\text{peak}} = V_{\text{RMS}} \times \sqrt{2} = 120V \times 1.414 = 170V$$
  
• تردد: 60 هرتز (دورة كاملة واحدة كل 16.67 مللي ثانية)
• يتأرجح الجهد بين + 170 فولت و -170 فولت

يوضح الشكل التالي موجة جيبية 120 فولت تيار متردد:

2. 120 فولت / 240 فولت شكل موجة التيار المتردد المنقسمة

🔹 يشيع استخدامها ل:
✔ الأنظمة الكهربائية السكنية
✔ الأجهزة عالية الطاقة (أفران كهربائية ، HVAC ، سخانات المياه ، شواحن EV)

كيف يعمل:

• يوفر المحول الذي يتم استغلاله في المنتصف سلكان ساخنان (L1 و L2) وواحد محايد (N).
• L1 إلى محايد (120 فولت) ، L2 إلى محايد (120 فولت) ، و L1 إلى L2 (240 فولت).
• L1 و L2 خارج الطور بزاوية 180 درجة، مما يعني أن أشكالها الموجية متناقضة تماما.

حساب الجهد ل 240 فولت:
$$V_{\text{peak}} = 240V \times \sqrt{2} = 339V$$

يوضح الشكل أدناه 120 فولت / 240 فولت موجة جيبية منقسمة الطور:

3. 120 فولت / 208 فولت ثلاث مراحل شكل موجة التيار المتردد

🔹 يشيع استخدامها ل:
✔ المباني التجارية
✔ مباني سكنية متعددة الوحدات
✔ مراكز البيانات والبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات

كيف يعمل:

• A محول WYE ثلاثي الأطوار يوفر L1 وL2 وL3 ومحايد (N).
• كل مرحلة محايدة (L1-N ، L2-N ، L3-N) هي 120 فولت.
• كل زوج من الطور (L1-L2 ، L2-L3 ، L1-L3) هو 208 فولت بسبب تحول الطور 120 درجة.

حساب الجهد ل 208 فولت:
$$V_{\text{L1-L2}} = V_{\text{L1-N}} + V_{\text{L2-N}} = 120V + 120V = 240V$$
$$V_{\text{Line}} = V_{\text{Phase}} \times \sqrt{3} = 120V \times 1.732 = 208V$$

يوضح الشكل أدناه 120 فولت / 208 فولت موجات جيبية ثلاثية الأطوار:

4. تصور أشكال موجات الجهد

فيما يلي أشكال الموجة المرسومة ل أنظمة التيار المتردد أحادية الطور 120 فولت ، 120 فولت / 240 فولت ، وأنظمة التيار المتردد ثلاثية الطور 120 فولت / 208 فولت.

📌 الملاحظات الرئيسية من الرسوم البيانية:

• 120 فولت أحادي الطور: موجة جيبية واحدة تتأرجح بين + 170 فولت و -170 فولت.

• مقبس منزلي قياسي، 60 هرتز ، موجة جيبية ، ذروة الجهد 170 فولت.
• دورة التيار المتردد هي 16.67 مللي ثانية (1/60 هرتز).

• 120 فولت / 240 فولت تقسيم الطور: L1 و L2 هما 180 درجة خارج الطورانتاج 240 فولت عبر L1-L2.

• يختلف L1 و L2 بمقدار 180 درجة ، مما ينتج عنه جهد تفاضلي 240 فولت.
• L1→N و L2→N كلاهما 120 فولت ، L1→L2 يشكل مصدر طاقة 240 فولت للأجهزة عالية الطاقة (مثل شواحن المركبات الكهربائية ومكيفات الهواء).

• 120 فولت / 208 فولت ثلاث مراحل واي: L1 و L2 و L3 هي 120 درجة على بعدتشكيل 208 فولت بين أي مرحلتين.

• يختلف L1 و L2 و L3 بمقدار 120 درجة.
• L1 ، L2 ، L3 → محايد = 120 فولت للأحمال أحادية الطور (الإضاءة ، المعدات المكتبية).
• L1 → L2 ، L2 → L3 ، L1 → L3 = 208 فولت للأحمال ثلاثية الأطوار (المحركات ، التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التجارية).

5. لماذا فهم أشكال موجات الجهد مهم؟

يعد فهم الأشكال الموجية لجهد التيار المتردد أمرا بالغ الأهمية تصميم الأنظمة الكهربائية وموازنة الأحمال وتحسين كفاءة الطاقة.

💡 التطبيقات العملية:
✔ أصحاب المنازل والكهربائيين - اختيار الجهد المناسب للأجهزة
✔ أصحاب الأعمال – تحسين كفاءة الطاقة في المساحات التجارية
✔ مراكز البيانات والمصانع - ضمان توزيع متوازن للطاقة ثلاثية الأطوار

🔹 اختيار شاشة الطاقة الذكية المناسبة:

📌 تضمن مراقبة الجهد وأشكال الموجة الحالية باستخدام العدادات الذكية التوزيع الأمثل للطاقة وتوفير التكاليف.

6. الخلاصة: تحسين استخدام الطاقة بناء على أنظمة الجهد

فهم أشكال موجة 120 فولت و 120 فولت / 240 فولت و 120 فولت / 208 فولت يسمح بأفضل موازنة الأحمال وكفاءة الطاقة وتصميم النظام الكهربائي.

✅ الوجبات الجاهزة الرئيسية:

• 120 فولت أحادي الطور: قياسي للمنافذ المنزلية والأجهزة الصغيرة.
• 120 فولت / 240 فولت تقسيم الطور: تستخدم في المنازل السكنية للأحمال عالية الطاقة.
• 120 فولت / 208 فولت ثلاث مراحل: شائع في المباني التجارية ، موازنة الطاقة بكفاءة.

🚀 ** قم بترقية مراقبة الطاقة الخاصة بك باستخدام عدادات جروس الذكية اليوم!