4.3 الموقف التعليمي التعلّمي: تشغيل حمل كهربائي باستخدام مفتاح تلامسي، ومؤقّت زمني

وصف الموقف التعليمي التعلّمي: حضر صاحب منشار حجر إلى ورشة لتجميع اللوحات الكهربائية، واشتكى من أنّ مضخة الماء لا تعمل بالتزامن مع محرّك القصّ في آلة قص الحجر.

• مراعاة قواعد الأمان والسلامة العامة.
• الوثائق والنماذج التي عُبئت خلال أداء المهمة.
• إنجاز العمل في الوقت المحدد ووفق طلب صاحب منشار الحجر.
• إعادة العِدَد والأدوات المستخدمة لأمكنتها وترتيب مكان العمل.
• البحث العلمي.
• استمطار الأفكار.
• الحوار والمناقشة.
• طلب صاحب منشار الحجر.
• الوثائق والتقارير.
• المواصفات الفنية.
• حاسوب.
• الإنترنت (مواقع خاصة بالمؤقتات الزمنية ذات مصداقية).

• نتائج جمع البيانات عن:
• جهد الحمل التشغيلي.
• قدرة الحمل.
• طبيعة عمل الحمل الكهربائي.
• أنواع مرحلات الحماية.
• المواصفات الفنية للمؤقتات الزمنية.
• إنشاء ملف خاص بهذه الحالة (تشغيل حمل كهربائي باستخدام مفتاح تلامسي، ومؤقت زمني).
• تجهيز تقرير فني لصاحب منشار الحجر.
• إعداد تقرير كامل بالعمل.
• الحوار والمناقشة.
• التعلم التعاوني (مجموعات عمل).
• جهاز حاسوب.
• جهاز العرض ⁦LCD⁩.
• سجلات.

• تعبئة نموذج التقييم.
• أقوم رضا صاحب منشار الحجر (موافقة صاحب منشار الحجر على تشغيل مضخة الماء بالتزامن مع محرك آلة قص الحجر بما ينسجم مع المواصفات والمقاييس).
• الحوار والمناقشة.
• العصف الذهني.
• طلب صاحب منشار الحجر.
• المواصفات والكتالوجات.

1. أرسم دارة تحكم بإنارة مصباح كهربائي، مع تأخير زمني، باستخدام مفتاح تلامسي ومؤقت تلامسي.
2. أبين، بالرسم مع الشرح الموجز، مبدأ عمل العوامة الكهربائية.
3. أبين أهمية مرحل مراقبة الجهد ⁦(Phase Failure Relay)⁩ في الدارات الكهربائية.

   أتعلّم: تشغيل حمل كهربائي، باستخدام مفتاح تلامسي، ومؤقت زمني.

يُعَد المؤقت الزمني ⁦(Timer)⁩ من العناصر المهمة في دارات التحكم الآلي، باستخدام مفاتيح تلامسية.

يتكون المؤقت الزمني من العناصر الرئيسة الآتية:

1. دارة التفعيل: تعمل على جهد ⁦(AC)⁩، أو ⁦(DC)⁩ بجهود تشغيلية مختلفة.
2. ملامسات: تكون تلامساته في وضعها الطبيعي مفتوحة، أو مغلقة.

عند توصيل دارة التفعيل بجهد التشغيل المناسب، يبدأ المؤقت الزمني بالعد، وتبقى التلامسات (المفتوحة، والمغلقة) على حالها، لحين انتهاء عملية العد التي ضُبِط عليها المؤقت، وعندها تتغير وضعية تلامساته، وتبقى التلامسات على حالها لحين فصل الجهد عن الملف، عندها تعود التلامسات إلى وضعها الطبيعي.

تتطلب بعض التطبيقات الكهربائية توصيل التيار إلى الحمل لفترة زمنية معينة، ثم فصله آلياً، ويبيّن الشكل (4) أحد هذه التطبيقات.

عند الضغط على ضاغط التشغيل، يصل التيار الكهربائي إلى ملف المفتاح التلامسي، وإلى ملف المؤقت الزمني في آن واحد، فتُغلق نقطتا التلامس (13-14، 33-34) التابعتان للمفتاح التلامسي، فيبدأ المؤقت بالعد، ويمر التيار الكهربائي في المصباح ⁦(L1)⁩ عبر نقطة المؤقت الزمني المغلقة (15-16)، وعند انقضاء الزمن المضبوط مسبقاً تفتح النقطة (15-16)، فتفصل المصباح عن مصدر الكهرباء.

يبيّن الشكل (5) الآتي دارة تشغيل مع تأخير زمني، فعند الضغط على ضاغط التشغيل، يبدأ المؤقت الزمني بالعد، وبعد زمن معين (محدد مسبقاً)، تُغلق نقطة التلامس المفتوحة ⁦T (15-18)⁩، فيصل التيار الكهربائي إلى المصباح ⁦(L2)⁩، فيضيء، ويبقى على هذه الحال، حتى يتم الضغط على ضاغط الإيقاف:

تتكون العوامة الكهربائية من مفتاح كهربائي ذي ثلاثة ملامسات: ملامس مشترك، وملامسين آخرين، أحدهما مفتوح ⁦(NO)⁩، والآخر مغلق ⁦(NC)⁩، ويُستعمل لتمرير التيار الكهربائي من المصدر خلال ملامسات التوصيل إلى الحمل، وقد تُستعمل عوامة أو عوامتان وفق طبيعة التطبيق العملي، ويبيّن الشكل (6) الآتي عوامة كهربائية، والرمز الكهربائي لها:

يبيّن الشكل (7) الآتي الدارة الكهربائية لتشغيل مضخة ثلاثية الأطوار، باستخدام عوامتين كهربائيتين، حيث يتم توصيل عوامتين على التوالي، تعملان بشكل متعاكس، فتوضع إحدى هذه العوامتين في الخزان العلوي؛ ليغلق مفتاح العوامة، عندما يكون الخزان فارغاً، وتكون العوامة للأسفل، وتوضع العوامة الأخرى في الخزان السفلي؛ لتعمل بشكل متعاكس مع العوامة في الخزان العلوي:

وفي حالة إغلاق مفتاحي العوامتين، يتم توصيل التيار الكهربائي إلى ملف المفتاح التلامسي من خلال ملامس، ويُغلق مؤقت زمني بعد تأخير زمني، عند استقرار وضعية الماء داخل الخزانين؛ فيغلق المفتاح التلامسي ملامساته الرئيسة؛ لتمرير التيار الكهربائي إلى المضخة.

ويتم استعمال محول كهربائي في الدارة؛ لخفض الجهد؛ لتجنب تعرض الأشخاص لخطر الصدمة الكهربائية، في حال حدوث تسرب كهربائي.

1. مِمَّ يتكون المؤقت الزمني؟
2. كيف يتم توصيل المؤقت الزمني في دارات التحكم الكهربائية؟

حضر أحد أصحاب المصانع إلى مصنع لوحات كهربائية، وطلب عمل صيانة للوحة كهربائية تحتوي على ثلاثة مصابيح، حيث ينطفئ المصباح الأول عند تشغيل المصباح الثاني، وينطفئ المصباح الثاني عند تشغيل المصباح الثالث الذي ينطفئ ذاتياً بعد زمن معين مُعد مسبقاً.

أصمم دارة كهربائية لإنارة ثلاثة مصابيح ⁦(220 Vac)⁩، باستخدام ثلاثة مفاتيح تلامسية، وضاغط تشغيل، وضاغط إيقاف، ومؤقت زمني، بحيث يتم تشغيل المصباحين الأول والثاني مباشرة، عند الضغط على ضاغط التشغيل، وبعد زمن معين، يتم فصل المصباح الثاني، وتشغيل المصباح الثالث، أستخدم مرحلات الحماية اللازمة. مع مراعاة مراحل المشروع: (اختيار المشروع، وخطته، وتنفيذه، وتقويمه).