در سیمکشی برق ساختمانها و همچنین در مکانهایی نظیر نیروگاهها، سه نوع سیم اصلی وجود دارد که شامل سیم فاز، سیم نول و سیم ارت (زمین) میباشد. از این میان، وجود سیم فاز و سیم نول برای ایجاد جریان در مدار ضروری است. سیم فاز وظیفه انتقال برق را بر عهده دارد و سیم نول به عنوان مسیر برگشت عمل میکند. اما سیم ارت به منظور ایمنی بیشتر سیستم و تجهیزات برقی در مواقع خطر به کار میرود. این سیم به زمین متصل میشود و در صورت بروز مشکل، میتواند جریان اضافی را به زمین هدایت کند تا از خطر برقگرفتگی جلوگیری نماید. در ادامه، به بررسی دقیقتر هر یک از این سیمها و نقش آنها در سیستمهای برقرسانی خواهیم پرداخت.
سیم فاز چیست؟
سیم فاز، عنصر حیاتی در هر مداری است که جریان برق را حمل میکند و به دلیل ماهیت خطرناک خود، توجه ویژهای را طلب میکند. این سیم، با داشتن پتانسیل الکتریکی متفاوت از زمین، میتواند در صورت تماس مستقیم، برای انسانها خطرناک باشد. به همین دلیل، دست زدن به آن بدون محافظت مناسب، میتواند منجر به حوادث جدی شود.
سیم فاز معمولاً با رنگهای متمایزی مانند مشکی، قرمز، یا قهوهای مشخص میشود تا از سایر سیمها متمایز باشد. در صنعت برق، نیروگاهها برق سهفاز تولید میکنند و آن را از طریق خطوط انتقال به مناطق مختلف ارسال مینمایند. پس از رسیدن به مقصد، این برق توسط ترانسفورماتورها به ولتاژهای قابل استفاده تبدیل میشود.
در سیستم برق شهری، ترانسفورماتورها برق سهفاز را به چهار سیم تقسیم میکنند: سه سیم فاز و یک سیم نول. این سیمهای فاز ولتاژ یکسانی دارند اما با اختلاف فاز با یکدیگر کار میکنند. ولتاژ معمول بین سیم فاز و نول در برق شهری حدود 220 ولت است، که نشاندهنده اهمیت ایمنی در هنگام کار با این سیمهاست.
سیم ارت چیست؟
سیم ارت، که به عنوان یک سیم حفاظتی شناخته میشود، نقش اساسی در ایمنی برق را ایفا میکند. این سیم با اتصال به یک نارسانای بزرگ، مانند زمین، در مواقعی که شوک الکتریکی ممکن است رخ دهد، بار اضافی موجود در مدار را تخلیه میکند. این عمل به جلوگیری از حوادثی مانند آتشسوزی و برقگرفتگی افراد کمک میکند. در ایالات متحده، این سیم معمولاً به رنگ سبز و در ایران و اتحادیه اروپا به رنگ زرد یا سبز است.
هسته سیم ارت در کابلها معمولاً به بدنه بیرونی دستگاهها متصل میشود و این اتصال میتواند از طریق ترمینالها یا پیچ و مهرهها شکل گیرد. زمانی که هادیهایی نظیر سیم فاز دچار مشکلاتی مانند ضربه یا خمشدگی میشوند و برق به بدنه میرسد، سیم ارت به مدار وارد شده و جریان اضافی را به زمین منتقل میکند.
این سیم در زمانهایی که حفاری در دیوارها یا زمین صورت میگیرد و اتصال ناخواستهای با کابلهای برق ایجاد میشود، به سرعت برق را از دستگاه حفاری به زمین میفرستد. در واقع، اگر برقی به هر دلیلی با بدنه سیستم تماس پیدا کند، یک اتصال کوتاه ایجاد میشود و فیوز به عمل میآید. این وضعیت به واسطه وجود سیم ارت است که تمام جریان اضافی را به زمین منتقل میکند و در نتیجه موجب میشود که فیوز به سرعت عمل کرده و از ایجاد خطرات جدی جلوگیری کند.
سیم نول چیست؟
سیم نول در مدارهای الکتریکی نقش مکملی برای سیم فاز ایفا میکند و به ایجاد یک مسیر بسته کمک میکند. وظیفه اصلی سیم نول این است که جریانی که از وسایل برقی خارج میشود را به منبع تغذیه بازگرداند. این سیم به طور معمول با روکش آبیرنگ شناسایی میشود. دست زدن به سیم نول، حتی در شرایطی که جریان در آن وجود ندارد، خطری برای افراد ایجاد نمیکند. دلیل عدم وجود جریان در سیم نول به اصول پایهای الکترومغناطیس برمیگردد. زمانی که سه سیم فاز با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار میگیرند، نیروهای الکترومغناطیسی آنها به طور متقابل خنثی میشوند و در نتیجه، جریان در نقطه مرکزی اتصال آنها صفر میشود. بنابراین، سیم نول که از این مرکز خارج میشود، بدون جریان باقی میماند. این ویژگی سیم نول به ایجاد ایمنی بیشتر در مدارهای الکتریکی کمک میکند و در عین حال کارایی سیستم را حفظ میکند.
نحوه تشخیص سیم فاز و نول
سیم فاز و نول دو عنصر اساسی در سیستمهای الکتریکی هستند که تفاوتهای مهمی با یکدیگر دارند. این تفاوتها عمدتاً در خصوصیات الکتریکی آنها، به ویژه در جریان الکتریکی و اختلاف پتانسیل، نمود پیدا میکند. سیم فاز، که به عنوان حامل جریان الکتریکی شناخته میشود، دارای جریان و پتانسیل بالاتری است، در حالی که سیم نول فاقد این ویژگیهاست.
برای تشخیص این دو سیم، میتوان به رنگبندی آنها توجه کرد. همانطور که قبلاً ذکر شد، سیم فاز و نول معمولاً دارای رنگهای متمایز هستند. با این حال، اگر این روش برای شما مبهم باشد یا به دنبال اطمینان بیشتر باشید، میتوانید از ابزار فازمتر استفاده کنید. فازمتر با اتصال به سیمها، به شما در شناسایی سیم فاز کمک میکند. هنگامی که سر فازمتر به سیم فاز متصل شود، چراغ آن روشن میشود، در حالی که در صورت اتصال به سیم نول، این اتفاق نمیافتد. توصیه میشود این آزمایش را چند بار تکرار کنید تا اطمینان حاصل کنید.
تشخیص فاز و نول بدون استفاده از فازمتر ممکن است، اما احتیاط زیادی را میطلبد. این روش بر اساس اصل جریان الکتریکی است که همواره از سیم فاز به سمت سیم نول حرکت میکند. با متصل کردن دو سیم به هر وسیلهای مانند موتور، میتوان از روی جهت چرخش، فاز و نول را تشخیص داد. چرخش از سمت سیم فاز به نول است.
گاهی اوقات، مشکلی به نام قاطی شدن فاز و نول رخ میدهد، که در آن هر دو سیم پریز برق دارند. این مشکل معمولاً ناشی از قطع بودن سیم نول یا اختلال در مسیر نول است. رفع این مشکل، باعث بازگشت شرایط به حالت عادی خواهد شد.
