محركات كهربية – قطر سلك النحاس المكافىء لسلك الألمونيوم فى إعادة لف المحركات

مقدمة 

أحيانا فى الموتورات المحترقة نجد السلك الملفوف به الملفات من الألمونيوم ولإعادة تلفيفه بسلك من النحاس ينبغى اختيار قطر سلك النحاس المكافىء لسلك الألمونيوم  بما يضمن ثبات قيمة التيار فى العضو الثابت ومن ثم الحفاظ على قدرة المحرك ودرجة حرارته  ولإيجاد العلاقة بين القطرين نسترجع ما سبق فى باب أساسيات كهربية عن المقاومة بشكل عام

مقاومة الموصل والمقاومة النوعية 

المقاومة لأى موصل بدلالة أبعادة الهندسية ومقاومة مادته النوعية = الطول (L)× المقاومة النوعية (رو) ÷ مساحة مقطع السلك (A)  …………..(1)

  تعريف

المقاومة النوعية رو (RHO) للمادة :

هى مقاومة  واحد متر منه بمساحة مقطع متر مربع فى درجة الحرارة العادية

قاعدة الإستبدال 

ما يحكمنا فى تغيير السلك من ألمونيوم إلى نحاس هو تساوى مقاومة الملف الألمونيوم مع مقاومة الملف النحاس حتى لايتغير التيار المسحوب من المحرك ومن ثم لاتتغير قدرة المحرك وعليه فإن القاعدة للتغيير هى :-

مقاومة ملف النحاس البديل = مقاومة ملف الألمونيوم

ومن المعادلة (1)

طول سلك الألمونيوم ×المقاومة النوعية للألمونيوم ÷ مساحة مقطعه = طول سلك النحاس × المقاومة النوعية للنحاس ÷مساحة مقطعه  ………..(2)

وباستخدام نفس الطول بما يعنى المحافظة على بيانات اللف  عدد الملفات ومحيط سريات الملفات فإنه من (2)  :

المقاومة النوعية للألمونيوم/مساحة مقطع سلك الألمونيوم = المقاومة النوعية للنحاس / مساحة مقطع سلك النحاس (3)

وحيث أن

مقاومة السلك تتناسب  عكسيا مع مساحة مقطعه   (R∝1/A)

ومساحة مقطع السلك تتناسب طرديا مع مربع نصف قطرة

ومن المعادلة (3)

المقاومة النوعية للألمونيوم /المقاومة النوعية للنحاس = مساحة مقطع سلك الألمونيوم / مساحة مقطع سلك النحاس

                                                                     = مربع قطر سلك الالمونيوم / مربع قطرسلك النحاس  (4)

المقاومة النوعية للألمونيوم = 2.82 ×10(أس -8)

المقاومة النوعية للنحاس = 1.68 ×10(أس-8)

من (4)

قطر سلك الألمونيوم =قطر سلك النحاس × (رو ألمونيوم/رو نحاس)√

قطرسلك الألمونيوم  = قطر سلك النحاس × الجذر التربيعى لل (1.68/2.82)

قطر سلك الألمونيوم = 1.29 من قطر سلك النحاس أو

قطر سلك النحاس = قطر سلك الأالمونيوم ÷ 1.29 = 0.77 من قطر سلك الألمونيوم

ملحوظة هامة

القانون السابق مستنتج عند درجة حرارة 20 مئوية وباختلاف المعامل الحرارى للنحاس عن الألمونيوم فإن النسبة 0.77 تختلف من درجة حرارة إلى أخرى وعموما هى تتراوح ما بين 0.75 إلى 0.79

مثال

 لو سلك الموتور من الألمونيوم وقطرة 8 دوزيم فإنه يستبدل بسلك نحاس قطره = 8 ×0.77= 6.16 دوزيم

مع الاحتفاظ بكافة بيانات الملفات كما هى إذا توافر القطر الناتج من معادلة التحويل

حالة عدم نوافر قطر سلك النحاس البديل الناتج من معادلة التحويل (نحاس = 0.77 المونيوم)

نختار أقرب قطر مقربا   فمثلا 4.5 أو 4.0 لسلك 4.2 مع إجراء تعديل بعدد اللفات للحفاظ على المقاومة ثابتة ومن ثم التيار طبقا للمعادلة

عدد اللفات لكل سرية (ضمنيا الطول) = عدد اللفات × مربع نسبة مساحة المقطع

                                                             =   عدد اللفات × مربع نسبة القطرين

مثال :-

موتور ملفوف بسلك ألمونيوم تشغيل 9.5 وتقويم 7.5 فما هى الأقطار المكافئة من النحاس

التشغيل

تشغيل 9.5  المونيوم يكافىء نحاس بقطر = 9.5 × 0.77= 7.31

بتقريب 7.31 إلى 7.5 المتاح بالأسواق يزيد عدد اللفات وبالتالى الطول بنسبة مربع المقطعين

عدد اللفات بسلك قطر 7.5 = عدد اللفات بسلك الألمونيوم × مربع (قطر النحاس ÷ قطر الألمونيم)

                                 = عدد اللفات بسلك الألمونيوم × مربع (7.5÷7.31) = عدد اللفات بسلك الألمونيوم × 1.05

أى أن كل 100 لفة فى الملف تصبح 105

التقويم

تقويم  7.5  المونيوم يكافىء نحاس بقطر = 7.5 × 0.77= 5.77

بتقريب 5.77 إلى 5.5  المتاح بالأسواق نقلل عدد اللفات   بنسبة مربع المقطعين

 نسبة مربع المقطعين = 1.12%

اى كل 100 لفة فى الملف تصبح 88 لفة

القانون

عدد اللفات 2 =  عدد اللفات  1 ×  مربع (قطر2 ÷ قطر1)