تأثير طول الكابل الكهربائي على الأمبير، تعد خطوة اختيار الكابل الكهربائي من أهم الخطوات الأساسية في تصميم وتنفيذ شبكات الكهرباء، حيث يؤثر طول الكابل على كفاءة عمل شبكة الكهرباء.
بمعنى زيادة طول الكابل لا يؤثر فقط على جهد المصدر بل بمقدار الأمبير ومقاومته، ومن هذا المنطلق وجب على كل مهندس كهربائي مراعاة موضوع طول الكابل لتجنب سخونته وانخفاض أدائه.
قانون أوم وعلاقته بمقاومة الكابل وطوله
قانون أوم ينص على أن الجهد الكهربائي يساوي التيار مضروب في المقاومة، ومن هنا نستنتج أن مقاومة الكابل تعتمد على الطول ومساحة المقطع ونوعية الموصل، حيث تعطي بالعلاقة الآتية:
مقاومة الكابل = الطول ÷ (مساحة مقطع الكابل × المقاومة النوعية للموصل)
زيادة طول الكابل يعني زيادة مقاومة الكابل ما يؤثر على التيار المار عبره.
كيف يؤثر طول الكابل على الأمبير
طول الكابل لا يسبب انخفاض الأمبير المسموح به للكابل نفسه بل يزيد من المقاومة الأومية، ما يسبب ذلك هبوط الجهد عند الحمل الكهربائي.
بمعنى آخر: يعتمد أقصى أمبير للكابل على قدرة التحمل الحراري وليس على طوله.
تأثير طول الكابل الكهربائي على التيار
كلما زدنا من طول الكابل الكهربائي تزيد مقاومته الداخلية، ما يتسبب في حصول ما يسمى بهبوط الجهد عند طرف الحمل الكهربائي، بالتالي ينخفض الأمبير الفعلي الواصل للجهاز الكهربائي مع سخونة الكابل.
ونستنتج من ذلك وجود علاقة عكسية غير مباشرة بين طول الكابل والأمبير، فزيادة الطول يخفض كفاءة نقل الأمبير ويزيد من سخونته.
تأثير طول الكابل على هبوط الجهد وأدائه
إن أكثر عامل يؤثر على طول الكابل هو هبوط الجهد، وهناك علاقة طردية بين طول الكابل وفقد الجهد، كلما زدنا من طول كابل زاد مقدار فقد الجهد عند طرفي الحمل الكهربائي
وهذا له تأثير سلبي على أداء الأجهزة الكهربائية التي لها حساسية عالية من هبوط الجهد بشكل كبير، حيث توصي المعايير العالمية بأن لا ينخفض الجهد عن 3% لوحدات الإنارة و5% للأجهزة الكهربائية وباقي المعدات.
أهمية اختيار مقطع الكابل المناسب للطول
لتجنب زيادة مقاومة الكابل وهبوط الجهد يفضل معالجة ذلك بزيادة مساحة مقطع الكابل الكهربائي.
على سبيل المثال: إذا تم اختيار مقطع كابل 4 ملم لحمل كهربائي ما عند مسافة قصيرة، فإن زيادة طول الكابل يتطلب اختيار كابل ذو مساحة مقطع أكبر مثل 6 مم أو 10 مم حسب المسافة.
ومن هنا نستنتج أن زيادة طول الكابل يعني اختيار مساحة مقطع كابل أكبر لتعويض المقاومة الزائدة وحل مشكلة هبوط الجهد عند الحمل الكهربائي.
ويفضل الرجوع لجدول الكابلات الكهربائية الخاصة بالشركة لتحديد مساحة مقطع الكابل المناسب.
تأثير اختيار كابل غير مناسب للطول والتيار
إن الاختيار الخاطئ لمقطع الكابل دون مراعاة المسافة وهبوط الجهد يؤدي إلى التالي:
- ارتفاع حرارة الكابل الكهربائي، ما يزيد من احتمالية احتراقه.
- مضاعفة فقد الكهرباء نتيجة هبوط الجهد.
- يضر بالأجهزة الكهربائية نتيجة زيادة المقاومة الأومية، ما يحصل هبوط الجهد وزيادة الأمبير على الكابل.
تعد خطوة تحديد مساحة مقطع الكابل خطوة مهمة جداً تأتي ضمن إطار التصميم الكهربائي واختيار مقطع الكابل المناسب مع مراعاة العوامل المؤثرة مثل الطول وهبوط الجهد حتى تحصل على أفضل أداء وكفاءة.
قد يهمك: اختبار نسبة هبوط الجهد للكابلات الكهربائية
المصدر: السويدي إليكتريك
