در مورد برقگیرهای ساختمان تحقیق کنید فیزیک یازدهم، در مورد برقگیرهای ساختمان تحقیق کنید ، تحقیق درباره برق گیر و نقش آن در جلوگیری از آسیب به ساختمان
مقاله آماده بصورت کامل قابل ویرایش در PDF و WORD
تاریخچه برق گیر:
اولین نوع برق گیر، برق گیر فرانکلین بود. (یک رسانای برقگیر نوک تیز که توسط بنجامین فرانکلین چیزی در حدود سال‌های ۱۷۴۹ تا ۱۷۵۲ گسترش یافت.) عملکرد برق گیر فرانکلین ساده بود.
حجم بار الکتریسیته قبل از آنکه بتواند به اندازه‌ی کافی زیاد شود تا تبدیل به رعد و برق شود، به آرامی از ابر تخلیه می‌شد.
یکی از مشکلات برقگیر فرانکلین این بود که به زمین وصل نمی‌شد و در نتیجه خوب عمل نمی‌کرد.
آن مشکل هم سرانجام با اختراع اولین برقگیر زمینی توسط دانشمند اهل چک، پروکوب دیویس در سال ۱۷۵۴ برطرف شد.
تعرف برق گیر :
برقگیر وسیله ای رسانا و دارای هادی مسی یا آلومینیومی،که در بالاترین نقطه ساختمان نصب گشته تا بارهای الکتریکی رعد و برق را از اطراف ساختمان به زمین هدایت کند.
این وسیله با انتقال این انرژی به زمین از تجهیزات محافظت می کند.
در این حالت ولتاژ موجود در تجهیزات مورد نیاز برای محافظت تقریباً همان ولتاژ در سراسر گیرنده است.
نحوه شکل گیری صاعقه:
توفان-تندر (Thunderstorm) می تواند با حرکت و فعالیت جوی سبب جابجایی و متراکم شدن بارهای الکتریکی(غالبا منفی) در توده های خاصی از ابرها شود.
زمانی که یک ابر (Thundercloud)دارای بار الکتریکی زیادی می شود، حرکت این ابر در هوا موجب القاء یک بار الکتریکی با پلاریته مخالف (غالبا مثبت) بر روی سطح زمین می شود.
اختلاف پتانسیل میان زمین و ابر سبب ایجاد یک میدان الکتریکی قوی می شود.
برای حفاظت ساختمان ها و تاسیسات در مقابل صاعقه نیاز به یک سیستم صاعقه گیر است .
این سیستم در واقع صاعقه را گرفته و جریان صاعقه را از مسیری امن به زمین منتقل کند.
در بین ساختمان هایی که نیاز به سیستم صاعقه گیر دارند می توان ساختمان های مسکونی و فضاهای باز عمومی مورد استفاده مردم و ساختمان هایی که خطر نشت مواد آلوده کننده باشند را نام برد.
چرا برق گیر نیاز است؟
در حین طوفان تندری بارهای زیادی در سطح زمین القا می‌شوند و میدان الکتریکی شدیدی در سطح زمین بوجود می‌آید.
شدت میدان بخصوص در نزدیک اجسام نوک تیز زیاد است و به این دلیل در نزدیکی نوک برقگیر تخلیه خرمنی ظاهر می‌شود.
در نتیجه بارهای القا شده نمی‌توانند روی ساختمان جمع شوند و آذرخشی ایجاد نمی‌شود.
با وجود این اگر آذرخشی بوجود آید که چنین مواردی کاملا نادر است، به برقگیر می‌خورد و بارها بدون خسارت به زمین می‌روند.
برقگیر بار الکتریکی ابرها را تخلیه می‌کنند و در نتیجه مانع از این می‌شود که صاعقه الکتریکی سیستم برق ساختمان را از کار بیاندازد.
برق گیرها فقط جلوی ضربه‌ها و حملات ناگهانی صاعقه‌ها را می‌گیرد و بارهای الکتریکی را به سمت زمین از طریق سیستم‌های رسانا و جسم رسانای دفن شده در زمین هدایت می‌کند، در نتیجه از ساختمان در برابر خسارت ناشی از درجه حرارت زیاد و آتش‌سوزی وابسته به این خطر طبیعی محافظت می‌کند.
به بیان دیگر، زمانی که رعد و برق اتفاق می‌افتد، جریان الکتریسیته موجود در آن به دنبال بهترین مسیر برای رسیدن به زمین است که (در این مورد) از طریق سیستم ایمنی جریان برق یا برقگیر انجام می‌شود.
نحوهٔ اتصال
یک سر برقگیر را به زمین فروکرده و با وسیله‌ای دیگر آن را محکم و سر دیگر را به نقطه‌ای که می‌خواهند مورد حفاظت قرار گیرد متصل می‌کنند.
معمولاً در بالای ساختمان یا ورودی ترانس‌ها یا ورودی موتورها نصب می‌شود.
برقگیر بر دو نوع است :
۱- برقگیر غیرفعال ( پسیو)
۲- برقگیر فعال ( اکتیو)
برقگیر غیرفعال :
صاعقه گیرهای غیرفعال یک نوع میله نوک تیزبوده که در دو نوع مس یا استیل وجود دارند و در اثر برخورد صاعقه به آنها جریان حاصله از صاعقه را به طور ایمن از طریق سیم های ارتباطی به زمین می رسانند.
برقگیر فعال :
صاعقه گیر های فعال، به دلیل دریافت انرژی از منبع خارجی و یا تولید شده به صورت خودکفا باعث تشدید اثر پدیده هایی مثل point effectیا Corona Effect می گردند در نتیجه به انها فعال میگویند.
با فناوری مختلف ( خازنی ، اتمی و … ) هوای اطراف خویش را یونیزه می نماید و بدینوسیله ایمنی بیشتری را ایجاد می نماید .
این نوع برقگیرها با توجه به توان ایمنی ایجادی به کلاس های ۱ ، ۲ و ۳ تقسیم می گردند.
در برقگیرهای فعال معمولاً سه مؤلفه کلاس حفاظتی ، شعاع حفاظت و ارتفاع برقگیر نسبت به سطح بایستی مورد توجه قرار گیرد. در مورد برقگیرهای ساختمان تحقیق کنید فیزیک
انواع صاعقه گیر فعال (Active)
این نوع از صاعقه گیرها نیز دارای تنوع وسیعی بوده که از انواع آن ها می توان به مواد زیر اشاره نمود:
- اتمی
- بادی (پیزوالکتریک)
- خورشیدی
- برقی،
- خازنی و…
انواع برقـگیـر:
- برقگیر میـله ای :
نوع دیگر از انواع برقگیر ها برقگیر میله ای است که ساختار بسیار ساده ای دارد و تنها از دو میله فلزی تشکیل شده است. صاعقه به طور مستقیم با این میله ها برخورد می کند و توسط آن ها مهار می شود. در قدیم از این برقگیرها بیش تر استفاده می شد. امروزه میزان استفاده از آن ها کاهش پیدا کرده است.
- صاعقه گیر با فواصل هوایی
- صاعقه گیر لوله ای
- صاعقه گیر با قوس طولانی (LFA)
- صاعقه گیر با مقاومت غیر خطی
- کابل های معلق
- قفس فارادی
- سیستم ترمینال مش
اجزا تشکیل دهنده اصلی تمام صاعقه گیر ها شامل:
• هادی نزولی
• سرج ارستر ها برای محافظت داخلی سیستم
• سیستم برخورد صاعقه
• سیستم زمین صاعقه گیر
• پایه های مخصوص
• اتصالات مکانیکی و تست
مشخصات برقگیر
سیمی بلند و نوک تیز است که در بالاترین نقطه ساختمان مورد حفاظت نصب می‌شود ته سیم کاملاً به زمین متصل می‌شود.
سیستم برق گیر از یک میله‌ی فلزی نوک تیز به ضخامت یک اینچ، سیم‌های رسانا و سیم‌های دفن شده در زمین، تشکیل شده است.
برای این منظور معمولا سیم به یک صفحه فلزی لحیم شده و درون زمین تا سطح آب زیر زمینی فرو برده می‌شود.
مخروط ایمنی
از نوک برقگیر نصب شده به زاویه ۴۵ درجه تا سطح افق را مخروط ایمنی می گویند و هر جسمی که در درون مخروط ایمنی قرار گیرد دیگر در معرض اصابت مستقیم صاعقه نخواهد نخواهد بود.
و به همین دلیل است که دربعضی موارد برای پوشش کل ساختمان سایت از چندین برقگیر به صورت قفس فاراده استفاده می گردد.
هادی میانی :
ارتباط بین برقگیر و سیستم زمین توسط هادی میانی انج اگر ارتفاع ساختمان از ۲۸ متر بالاتر باشد یا این که طول ساختمان از ۲ برابر ارتفاع بزرگ تر باشد بایستی برای اتصال برقگیر به سیستم زمین از هادی میانی استفاده نمود.
در مورد قطر هادی نیز استاندارد مصارف خانگی برای هادی میانی سیم ۵۰ مسی و برای مصارف صنعتی سیم های ۷۵ ، ۹۰ ، ۱۲۰ و … بسته به مؤلفه محتویات ساختمان می توان استفاده نمود.در مورد برقگیرهای ساختمان تحقیق کنید فیزیک
عوامل مهم در آسیب دیدگی برقگیرها:
- نفوذ رطوبت و آلودگی
- اضافه ولتاژهای گذرا و موقتی
- عدم انطباق شرایط بهره‌برداری با مشخصه برقگیر (طراحی غلط)
مطالب دیگر:
- در یک نیروگاه برق آبی چگونه برق تولید می شود
- ساختار قطارهای برقی
- مزایای راه آهن برقی
- تحقیق درمورد مقره و کاربرد آن در صنعت برق
- تحقیق درباره دکل های انتقال نیرو
منبع : KelaseDarsi.ir