مبادئ في الإنارة الكهربائية

 مفاهيم عامة و واحدات الإنارة

آ-التدفق الضوئي: وهو كمية القدرة الضوئية الصادرة عن مصدر ضوئي والقادرة عاى تحريك الإحساس بالرؤيا وهي بشكل عام جزء صغير من القدرة الإجمالية .
ب- الشدة الضوئية : وتعرف الشدة الضوئية في زاوية فراغية( )بنسبة التدفق الى الزاوية الفراغية . وتقدر الشدة الضوئية بالكانديلا.
وتقدر ايضاً باللومن واللومن يساوي 12.5 كانديلا.
ج- شدة الأنارة :هي التدفق الضوئي بواحدة السطح وتقدر باللومن متر مربع = لوكس .

د- مردود المصباح : وهو نسبة التدفق الضوئي الى استطاعة الجهاز الضوئي الكهربائية و يقاس باللومن لكل وات .
هـ-الاستهلاك النوعي : وهو نسبة استطاعة منبع الضوء الى متوسط شدته الضوئية ويقاس بالوات لكل كانديلا .
ك-عامل الاستثمار : ويعرف بنسبة التدفق الضوئي الكلي الذي يصل الى مستوى العمل الى التدفق الكلي الذي يصدره جهاز الانارة أي:
عامل الاستثمار = التدفق الكلي الواصل الى مستوى العمل التدفق الضوئي الكلي الصادر من المصباح
ل-عامل الصيانة: يعرف عامل الصيانة بالنسبة التالية :
عامل الصيانة = الانارة عند الشروط الطبيعية الانارة عند شروط النظافة التامة .
ز-عامل الاستهلاك: وهو ببساطة مقلوب عامل الصيانة . وقيمة أعلى من واحد.
ص-عامل الامتصاص : وهو نسبة التدفق الضوئي الموجود بعد الامتصاص الى التدفق الكلي المنطلق من المنبع الضوئي وتتراوح قيمته بين (1-0.5) حسب نظافة المكان .
ط-عامل الانعكاس : عند تعريف عامل الانعكاس بأنة الورود تساوي زاوية الانعكاس نأخذ بعين الاعتبار أن زاوية الورود تساوي زاوية الانعكاس ونكتب عامل الانعكاس بأنة : نسبة الضوء المنعكس الى الضوء الوارد وهو دوماً أقل من الواحد .
ي- الانارة : هيكمية التدفق الضوئي في واحد السطح و تقاس باللوكس .
و-تعريف الضياء :نسبة الاستطاعة الضوئية بواحدة المساحة المسقطة وهو يقاس بالكانديلا لكل cm2 أو 2m .

أنواع المصابيح المستخدمة في الأنارة :
1- المصابيح المتوهجة .
2 – مصابيح الفلوريسانت . 3 - المصابيح شديدة التفريغ .
ونحن سنستخدم النوع الثاني فقط لذلك نقدم دراسة موجزة عنه وأيضاً عن النوع الأول .
المصابيح المتوهجة :
تعتمد هذه المصابيح على التيار الكهربائي الذي يمر عبر سلك ضمن زجاجة مملوءة بالغاز وتمتاز هذه المصابيح بما يلي :
1- كلفة قليلة .
2- شدة الاضاءة جيدة .
3- طول فترة الاستعمال .
والسلك المستخدم في المصباح يصنع من التنغستين
-
وتصنف هذه المصابيح حسب ما يلي :
1-مصابيح كبيرة : تستعمل في الإنارة الخارجية والداخلية والإنارة المهمة .
2-مصابيح صغيرة : تستعمل من أجل أجهزة إنارة السيارات والطائرات .
3-مصابيح التصوير : تستعمل من أجل أجهزة الإضاءة المركبة .
مصابيح الفلوريسانت :
وهي عبارة عن أنبوب زجاجي مدهون سطحه الداخلي بمادة الفلوريسانت التي تتمتع بخاصية تحويل الأشعة غير المرئية الى أشعة مرئية طول قطر هذا الانبوب يتعلق باستطاعة المصباح .
يوجد بداخله نقاط من الزئبق وعلى طرفي هذه اللمبة يوجد فتائل من معدن التنغستين ولا يمكن وصل هذه اللمبة مباشرة بمنبع التغذية لأن الفتائل تحترق , لذاك لابد من بعض الوسائل :
1- الملف الخانق (coil) :
وهو عبارة عن ملف قلبه حديد ووظيفته تحديد تيار عمل المصباح والحفاظ على الحمل المستقر .
2- بادئ الأضاءة (STARTER) :
عبارة عن ريشة من معدنين مختلفين على أحدهما خطاف من معدن ألموليبديوم و بداخلة نقطة من الزئبق للإشعاع , و مكثف أيضاً وظيفته تسخين الفتائل و إحداث الشراة الكهربائية , و من ثم ينتهي دوره , و وظيفته المكثف الموجود بداخله الحد من حجم الشرارة .
هناك عدة أنواع من مصابيح الفلوريسانت :
1-ذات ضوء النهار .
2-ذات ضوء أبيض بارد .
3-ذات ضوء أبيض .
4-ذات ضوء أبيض دافئ .
5-ذات ضوء ملون .
تعمل مصابيح الفلوريسانت على شبكات التيار المتناوب ذات الجهد 27 أو 220 ف .
أنظمة الانارة و الاضاءة :
يشمل نضام الانارة توزيع المصابيح مع بعض بشكل جيد لتأمين و توزيع التغذية الكهربائية مع
الحماية .
ان اختيار طريقة الاضاءة يتم حسب طريقة التصميم و نوعية المكان و درجة اللمعان و يعتمد تصميم الانارة على المراحل التالية :
1-معلومات كافية عن المشروع تتضمن طبيعة المكان أنواع الاشخاص أو أي قواعد ضرورية تؤثر على تصميم الانارة .
2-معلومات لا تتعلق بالانارة مثل مستوى الرؤية (أمكنة الفرش – التردد – أبعاد المكان و أمكنة العمل ) .
3-قواعد الانارة : تتضمن هذه المعلومات مستوى الانارة من أجل نوعية المكان و مجموعة أخرى من المراحل .
التمديدات الكهربائية :
لا يمكن تغطية كافة المعلومات اللازمة لانجاز التمديدات الكهربائية و للتمديدات الكهربائية أنواع .
وسوف تكون حسب المواقع والتي تتألف من المناطق السكنية و التجارية و المواقع الصناعية .
وهناسوف ندرس التمديدات الكهربائية لشقة سكنية و الانارة لهذه الشقة .
و يجب أن نتبع في التمديدات القواعد العامة التالية :
1- تسير خطوط التمديدات الرئيسية و الفرعية بمحاذاة الجدار ما أمكن ذلك .
2- فصل دارات الانار عن دارات المآخذ من اللوحة الرئيسية .
3- يتم وصل الأسلاك و تفريغها في علب توزيع نظامية .
4-لا تمدد أسلاك الدارات المختلفة ضمن أنبوب واحد الى الأسلاك الخاصة بدارتي الانارة و المآخذ شرط ألا يوجد بينهما أي اتصال .
5-يتم تماسك البراغي بشكل جيد وبأنتباه عند تفريع الأسلاك أو فصلها في علب التفريع وذلك لتأمين تماسك جيد .
6- تمديدات المآخذ تشكل خطاً أرضياً أضافة الى الخط الحيادي .
7- يراعى تجنب حدوث أي جهد أو التواء في النواقل الموصلة الى الاجهزة .
8- يحدد قطر القساطل تبعاً لعدد النواقل التي تحتويها من جهة ولقطر هذه النواقل من جهة آخرى ولا يجوز أن يزيد عدد الأسلاك في القسطل الواحد عن (5) والجدول التالي يبين عدد الأسلاك المسموحة ضمن القساطل حسب القياسات :


قياس الأسلاك عدد الأسلاك

2 3 4 5
1.5 11 11 13.5 31.5
2.5 11 13.5 16 16
4 13.5 16 16
9- يتم حني القساطل (التيوب)عند نقاط الانعطاف بأدوات خاصة لتجنب انضغاط مقطع القسطل و تشكل حرف حاد فيه يؤدي لتجريح عوازل الأسلاك و حدوث تماس بينهما .
10-تصميم الدارات بحيث تتجه التغذية إلى الأمام دوماً ما أمكن .
11-الحد الأدنى لمقطع خطوط الإنارة 1.5 mm2 .
الحد الأدنى لمقطع خطوط المآخذ mm2 2.5 .
الحد الأدنى لمقطع خطوط الهاتف والجرس . 0.5 mm2
12- تحتوي دارة المآخذ على خط أرضي نظامي يفرع إلى جميع المآخذ .
13- في التمديدات أحدية الطور توضع الفاصمة وكذلك المفتاح على الطور الحي ولا يجوز وضعها على الحيادي .
14-في التمديدات ثلاثية الطور يجب الانتباه لكون الجهد بين الطور الحيادي(220 v) وبين الطور والطور الآخر(380 v) .
15- تستعمل الألوان للتمييز بين الأطوار من جهة والحيادي من جهة أخرى و يستعمل الأسود بشكل عام للدلالة على الحيادي و تستخدم الألوان الأحمر والأصفر والأزرق للدلالة على الأطوار الأخرى .
16- نسعى قدر الإمكان لتحميل كل طور من الأطوار الثلاثة بحمولة متساوية تقريباً و نعمد عادة لإدخال طور واحد فقط إلى الغرفة الواحدة .
شروط الإنارة الجيدة :
1-إنارة كافية على سطح العمل وذلك وفق (Standard) العالمي .
2-توزيع منتظم لشدة الإنارة في المكان المراد إنارته وذلك وفق (Standard) العالمي أيضاً .
3-اتجاه صحيح للسيالة الضوئية الساقطة .
4-ثبوت شدة التيار .
5-الاختيار الصحيح للضوئية الساقطة .
6-الاختيار الصحيح للألوان ومن المكان المراد إنارته .
حسابات الإنارة الداخلية :
يتم حساب عدد الأجهزة التي يجب تركيبها في مكان محدد وفق التسلسل التالي :
1- حساب الفيض الضوئي الكلي اللازم في المكان المراد إنارته ويقدر باللومن

حيث :
E - سوية الإنارة المراد أو المطلوب تحقيقها في المكان المراد إنارته وتأخذ عادة من جداول ونورمات عالمية .
A – مساحة المكان المراد إنارته .
- عامل الاستخدام :وهو عامل يتعلق بنوع اكساء كل من الجدران والسطح ويأخذ في بقيمة 0.65 غالباً.
- عامل الصيانة والتقادم ويعبر هذا العامل عن مدى الاعتناء بالجهاز وقيمته تتراوح ما بين
(1-.75) ويؤخذ بقيمة (0.85) غالباً.
حيث يتم اختيار مصباح الإنارة المناسب من الكتلوكات الخاصة بأجهزة الإنارة .
2- حساب عدد المصابيح اللازم تركيبها:
يمكن حساب عدد المصابيح من خلال العلاقة التالية :
حيث :
- الفيض الضوئي للمصباح الواحد ويؤخذ من الكتلوك الخاص بالمصباح .
ويتم حساب عدد الأجهزة من العلاقة التالية :
حيث :
Nr – عددالمصابيح بالجهاز الواحد .
ملاحظة :
هناك تقريبين خلال تحديد عدد الأجهزة النهائي :
1-يمكن رفع عدد الأجهزة بمقدار واحد أو اثنين وذلك لمراعاة التوزيع المتناسق للمكان المراد إنارته,
يتم تركيب الأجهزة بحيث يكون البعد ما بين الجهازين بمقدار X وما بين الجهاز والجدار بمقدار (x/2), ويراعى في توزيع الأجهزة المنحنيات الضوئية للجهاز التي تبين كيفية نشر الضوء في الفراغ المحيط لهذا الجهاز .
2-بعد حساب عدد الأجهزة يتم تقسيم هذه الأجهزة إلى مجموعات كل مجموعة تغذى من مفتاح خاص بها بحيث أن التيار المستجر من قبل هذه الأجهزة أقل من التيار الأسمي للمفتاح المراد تركيبه 4A) ) .
اختيار مقاطع الأسلاك :
نموذج الأسلاك المستخدمة (NYA) ذات نواقل نحاسية معزولة بالبلاستيك حيث يتم تحديد مقاطع الكابلات للوحة التوزيع أو الحمولات بحيث :
1-لا تتجاوز قيمة التيار المتوقعة قي السلك سعة التيار في شروط الخدمة الحدية . وقد اعتبرنا في دراستنا :
أ‌-سعة تحميل تيار في شروط الخدمة المحددة (حرارة محيطية ْC 30) .
حالة كابل وحيد محدد في الهواءهي وفق الجدول :


المقطع الإسمي mm2 سعة تحميل التيار(A)
16 80
25 105
35 130
50 200
70 245
2.5 25
4 34
6 44
10 60

ب-الدرجة الأعظمية المحيطة بالأسلاك المحددة هي ( ْ C 40) وهذا يستدعي تطبيق عامل إنقاص على سعة التحمل مقدارها 0.87 .
ج-توضع حدي للتمدد اعتبرنا توضعاً مجاوزاً للأسلاك مما يستدعي تطبيق عامل إنقاص على سعة التحمل مقداره (0.8) .
2- لا يتجاوز هبوط التوتر (%2) في حالات الحمولة القصوى المتوقعة و قد اعتمدنا العلاقة التالية في حساب هبوط التوتر :

: هبوط التوتر (u) .
: المقاومة النوعية لمادة الناقل و تساوي للتماس :
P : الاستطاعة المنقولة (w).
L : طول السلك أو الكابل (m) .
عند حساب هبوط التوتر ضمن الشقة فإن :
2-يجب ألا تقل قياسات أسلاك التغذية (تغذية الانارة) عن( mm2 1.5) مهما كانت الحمولة عليها وذلك بغية الحفاظ على ثبات كافٍ لتيارات الدارة القصيرة وأن لا تقل عن (2.5 mm2) لدارات المآخذ .