مقادیر ولتاژ مانند 12 ولت، 220 ولت یا 63 کیلوولت به‌صورت تصادفی انتخاب نشده‌اند، بلکه بر اساس ملاحظات فنی، ایمنی، اقتصادی و تاریخی تعیین شده‌اند. در ادامه، دلایل انتخاب این مقادیر را بررسی می‌کنیم.
۱. ولتاژهای پایین (مثلاً 12V، 24V، 48V)
🔹 ایمنی: ولتاژهای پایین معمولاً برای کاربردهایی مانند مدارهای الکترونیکی، خودروها و سیستم‌های کم‌خطر استفاده می‌شوند. دلیل اصلی این انتخاب، کاهش خطر برق‌گرفتگی و افزایش ایمنی کاربران است.
🔹 کاربردها:
- 12V: در خودروها و سیستم‌های DC مانند پنل‌های خورشیدی و LEDها
- 24V: در سیستم‌های کنترلی صنعتی و تجهیزات مخابراتی
- 48V: در برخی از سرورها و سیستم‌های مخابراتی برای بهینه‌سازی انتقال انرژی با تلفات کمتر نسبت به 12V
🔹 چرا این اعداد؟
این مقادیر بر اساس تلفات انرژی، اندازه تجهیزات و استانداردهای ایمنی انتخاب شده‌اند. به‌عنوان مثال، 12V در خودروها رایج شد زیرا برای استارت زدن موتور کافی بود و خطر کمتری نسبت به ولتاژهای بالاتر داشت. در ابتدا خودروها از 6V استفاده می‌کردند، اما بعداً به 12V تغییر کردند تا بتوانند قدرت بیشتری برای استارت موتور و سیستم‌های الکتریکی جدیدتر تأمین کنند.
۲. ولتاژهای متداول خانگی (مثلاً 110V، 220V، 230V)
🔹 تعادل بین ایمنی و کارایی: ولتاژهای شبکه خانگی باید به‌اندازه‌ای باشند که بتوانند مصرف‌کننده‌های خانگی را تغذیه کنند، اما درعین‌حال ایمنی را حفظ نمایند.
🔹 چرا 110V و 220V؟
- 110V (در آمریکا، ژاپن، و برخی کشورها): ولتاژ پایین‌تر ایمن‌تر است، اما برای انتقال توان بالا جریان بیشتری نیاز دارد، که منجر به کابل‌های ضخیم‌تر و تلفات بیشتر می‌شود.
- 220V (در اروپا، آسیا، و ایران): جریان کمتری برای همان توان نیاز دارد، بنابراین افت ولتاژ و تلفات انرژی کمتر است.
🔹 چرا دقیقاً 220V و نه 200V یا 250V؟
- در گذشته، ولتاژ استاندارد اروپا 220V و ولتاژ استاندارد بریتانیا 240V بود. بعداً برای هماهنگی، این مقدار روی 230V تنظیم شد، اما همچنان اکثر کشورها 220V را حفظ کرده‌اند.
- در آمریکا، از 110V به 120V تغییر داده شد، اما همچنان 110V نامیده می‌شود.
۳. ولتاژهای انتقال نیرو (مثلاً 11kV، 63kV، 132kV، 400kV)
🔹 کاهش تلفات انرژی: در انتقال برق، ولتاژ را افزایش می‌دهند تا جریان کاهش یابد و تلفات ناشی از مقاومت خطوط کمتر شود. ولتاژهای استاندارد بر اساس کارایی اقتصادی و مشخصات تجهیزات تعیین شده‌اند.
🔹 چرا 11kV، 63kV، 400kV و غیره؟
این اعداد حاصل تحقیقات مهندسی و استانداردهای صنعتی هستند. بسیاری از ولتاژها بر اساس فرمول‌های طراحی مهندسی و استانداردهای بین‌المللی مانند IEC و IEEE انتخاب شده‌اند.
به‌عنوان‌مثال:
- 11kV، 33kV، 66kV: این اعداد از یک الگوی تاریخی پیروی می‌کنند. معمولاً عدد اصلی × √3 به دلیل سیستم سه‌فاز استفاده می‌شود.
- 63kV (به‌جای 60kV): برخی کشورها به دلیل استانداردهای محلی و نوع تجهیزات شبکه از 63kV استفاده می‌کنند.
- 400kV: در سیستم‌های انتقال توان بسیار بالا، برای کاهش جریان و افزایش بازدهی.
نتیجه‌گیری
مقادیر ولتاژهای استاندارد بر اساس ایمنی، کارایی، هزینه، و استانداردهای تاریخی و مهندسی تعیین شده‌اند. هر سطح ولتاژ برای یک هدف خاص بهینه شده است، از مدارهای الکترونیکی و خودروها گرفته تا سیستم‌های توزیع و انتقال برق.
🔹 به‌طور خلاصه:
- ولتاژهای کمتر از 50V برای ایمنی انسان
- ولتاژهای 110V تا 230V برای مصارف خانگی و عمومی
- ولتاژهای 11kV تا 400kV و بالاتر برای انتقال و توزیع انرژی با کمترین تلفات انتخاب شده‌اند.
⚡ پس این اعداد تصادفی نیستند؛ پشت هر یک، منطق علمی و تاریخی وجود دارد!
ترجمه و جمع آوری:
واحد تحقیق و توسعه بارق، Baregh
بارق، مرجع آگهی ها و نیازمندی های صنعت برق
نظرات کاربران