تخيل هذا: لقد حصلت على عاكس جديد بقوة 300 واط لشاحنتك أو سخان بقوة 300 واط لمقطورتك الترفيهية، وتحدق في البطارية وبكرة عشوائية من الأسلاك، وتتساءل "هل سيعمل هذا أم سيتسبب في حريق؟
إنه سيناريو شائع. من عمليات التعديل التحديثية الصناعية إلى مواقع الاتصالات البعيدة، غالبًا ما يؤدي تخمين التيار الكهربائي إلى انصهار العازل وانفجار الصمامات ووقت تعطل مكلف.
إجابة سريعة: 300 واط بجهد 12 فولت تسحب 25 أمبير. ولكن في الواقع، يجب أن تخطط لحوالي 30 أمبير لتغطية خسائر الكفاءة. دعنا نحلل العمليات الحسابية وقواعد السلامة ولماذا لا ينبغي توصيل هذا الجهاز بقوة 300 واط بولاعة السجائر.
بطارية كامادا باور 12.8 فولت 54 أمبير/ساعة Lifepo4
الرياضيات حساب الأمبير من الوات
العملية الحسابية نفسها واضحة ومباشرة، وتستند إلى قانون وات. القدرة (وات) تساوي الجهد (فولت) في التيار (أمبير).
لإيجاد الأمبير، نعيد ترتيب المعادلة:
الأمبير = واتس / فولت
لذا، بالنسبة للحمل القياسي 300 واط
300 واط / 12 فولت = 25 أمبير
"فخ الكفاءة"
قد يؤدي التوقف عند 25 أمبير إلى مشاكل. معظم الأجهزة، خاصة محولات التيار المستمر إلى تيار مترددليست فعالة 100%. فهي تفقد الطاقة كحرارة أثناء عملية تحويل الطاقة.
يبلغ العاكس النموذجي عالي الجودة حوالي 85% فعالة 85%. هذا يعني أنه للحصول على 300 واط من طاقة التيار المتردد، يجب أن تسحب أكثر من 300 واط من بطاريتك.
إليك العملية الحسابية الصحيحة التي يجب استخدامها:
طاقة الإدخال = طاقة الخرج / الكفاءة
300 واط / 0.85 = 353 واط (طاقة الإدخال)
أمبير = 353 واط / 12 فولت = 29.4 أمبير
كما ترى، السحب الفعلي للتيار أقرب إلى 30 أمبير. إذا كان حجم المصهر 25 أمبير بالضبط، فمن المحتمل أن ينفجر بشكل متكرر.
السلامة الحرجة: مقياس السلك وحجم الصمامات
والآن بعد أن عرفنا أننا نتعامل مع تيار شدته 30 أمبير، نحتاج إلى اختيار السلك والصمام المناسب. فكر في السلك على أنه خرطوم والأمبيرية كضغط الماء. يمكن أن يؤدي الضغط العالي عبر خرطوم صغير إلى انفجاره؛ وبالمثل، فإن السلك الصغير الحجم سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته وانصهاره.
قاعدة الصمامات: 1.25 ضعف عامل الأمان
لا تقم أبدًا بتحديد حجم الصمامات بما يتناسب تمامًا مع الحمل المتوقع. يجب أن تأخذ في الحسبان الزيادات المفاجئة في بدء التشغيل (التيار المتدفق). المعيار الشائع في الصناعة هو استخدام عامل أمان يساوي 1.25x.
29.4 أمبير × 1.25 = 36.75 أمبير
نظرًا لأن الصمامات 36.75 أمبير ليست قياسية، يجب عليك التقريب إلى الحجم الشائع التالي. الحكم: استخدم فتيل 40 أمبير.
قاعدة الأسلاك لا تخنق التيار
يُقاس سُمك السلك بوحدة AWG (مقياس السلك الأمريكي)، حيث يشير الرقم الأقل إلى سلك أكثر سُمكاً.
لحمل مستمر 30 أمبير:
- 0 - 10 أقدام: الاستخدام 10 AWG. هذا هو الحد الأدنى للحفاظ على انخفاض الجهد تحت 3%.
- 10 - 20 قدماً: إنه أكثر أماناً في الاستخدام 8 AWG لتقليل انخفاض الجهد على مسافات أطول.
إن استخدام سلك رفيع جداً (مثل 14 AWG) يزيد من المقاومة، مما يولد حرارة ويمكن أن يؤدي إلى انخفاض كبير في الجهد، مما يتسبب في إيقاف تشغيل العاكس أو التسبب في خطر نشوب حريق.
هل يمكنني استخدام مقبس ولاعة السجائر؟
السؤال المتكرر هو ما إذا كان يمكن توصيل عاكس بقوة 300 واط بالمنفذ الإضافي بجهد 12 فولت.
الحكم: قطعاً لا.
إليك السبب: معظم مقابس ولاعات السجائر في السيارات مدمجة بحد أقصى 10 أو 15 أمبير.
- حد المقبس: ~180 واط تقريباً (عند 15 أمبير).
- حمولتك أكثر من 350 واط (30 أمبير تقريباً).
سيؤدي توصيل عاكس 300 واط في مقبس بقوة 15 أمبير إلى تفجير فتيل السيارة على الفور. في أسوأ الحالات، إذا قام شخص ما باستبدال الصمامات بشكل غير صحيح بآخر ذي تصنيف أعلى، فقد يؤدي ذلك إلى صهر مجموعة أسلاك السيارة.
الحل: يجب توصيل الجهاز مباشرةً بالبطارية أو بكتلة توزيع مخصصة باستخدام كابل بحجم مناسب (10 AWG أو أكثر سمكًا).
تحديد حجم البطارية والطاقة الشمسية: ما هي مدة تشغيلها؟
مع توصيل النظام بأمان، فإن السؤال التالي هو وقت التشغيل. يعتمد ذلك على سعة البطارية وكيميائيتها. لنفكر في بطارية 100 أمبير/ساعة مع حمل مستمر 300 واط (سحب حوالي 30 أمبير).
- حمض الرصاص الحامضي / AGM: يمكنك فقط استخدام حوالي 501 تيرابايت 3 تيرابايت من السعة بأمان دون إتلاف البطارية.
- طاقة قابلة للاستخدام: ~حوالي 50 أمبير/ساعة.
- وقت التشغيل: 50 أمبير / 30 أمبير = تقريبًا 1.67 ساعة
- LiFePO4 (فوسفات الحديد الليثيوم): يمكنك استخدام ما يصل إلى 100% من السعة بأمان.
- طاقة قابلة للاستخدام: ~حوالي 100 أمبير/ساعة.
- وقت التشغيل: 100 أمبير / 30 أمبير = تقريبًا 3.33 ساعة
هذا هو السبب في انتقال العديد من التطبيقات الصناعية إلى LiFePO4 أو التقنيات الناشئة مثل بطاريات أيونات الصوديوم 12 فولتالتي تعمل بشكل جيد في درجات الحرارة القصوى.
السياق الشمسي
لتشغيل حمولة 300 واط بشكل مستمر خلال اليوم، تحتاج إلى توليد طاقة أكبر مما تستهلكه. مع الأخذ في الاعتبار عدم كفاءة العاكس (حوالي 353 وات)، ستحتاج على الأقل إلى 400 واط إلى 500 واط من الألواح الشمسية لمواكبة السحب في ظروف الشمس الجيدة.
الخاتمة
إن حساب الأمبيرية ليس مجرد تمرين رياضي - إنه يتعلق بالحفاظ على سلامة جهازك ومعداتك. بينما تقول المعادلة 25 أمبير، في العالم الحقيقي يجب أن تخطط لـ 30 أمبير واستخدم الصمامات المصنفة بشكل صحيح وأسلاك 10 AWG، ولا تعتمد أبداً على ولاعة السجائر. هل تريد الترقية؟ لا تخمن - فالمكونات عالية الجودة أرخص من استبدال العاكس المحترق. للتواصل مع كامادا باور للحصول على حل بطارية مخصص اليوم.
الأسئلة الشائعة
س1: ما عدد الأمبيرات التي يسحبها عاكس 300 واط في وضع الخمول؟
يستهلك العاكس طاقة لمجرد البقاء قيد التشغيل، حتى مع عدم وجود حمل. عادةً ما يكون "تيار عدم التحميل" هذا لوحدة 300 واط صغيرًا، حوالي 0.2 إلى 0.5 أمبير. ومع ذلك، فإن تركه قيد التشغيل لفترة طويلة سيؤدي إلى استنزاف البطارية. أوقف تشغيله دائماً عندما لا يكون قيد الاستخدام.
س2: ماذا يحدث إذا استخدمت سلكًا رفيعًا للغاية؟
يسبب استخدام سلك صغير الحجم مشكلتين رئيسيتين. الأولى, انخفاض الجهد:: قد ينخفض الجهد من 12 فولت في البطارية إلى 10.5 فولت في الجهاز، مما يتسبب في إيقاف تشغيله. ثانياً, الحرارة:: تعمل مقاومة السلك على تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة، مما قد يؤدي إلى ذوبان العازل ويؤدي إلى حدوث ماس كهربائي أو حريق.
س3: هل 300 واط عند 12 فولت هي نفسها عند 120 فولت؟
في حين أن كمية الطاقة هو نفسه (300 واط هو 300 واط)، فإن الحالية مختلفة إلى حد كبير.
- 300 واط عند 120 فولت (تيار متردد) = 2.5 أمبير. (يتطلب سلك رفيع).
- 300 واط عند 12 فولت (تيار مستمر) = 25 أمبير. (يتطلب سلكاً سميكاً).
هذا هو السبب في أن أنظمة التيار المستمر ذات الجهد المنخفض أكثر حساسية لتحديد الحجم المناسب للأسلاك من أسلاك التيار المتردد المنزلية القياسية.