سیم ارت چیست؟

شاید بسیاری از ما سیمی را که به بدنه وسایل برقی در منزل همانند ماشین لباسشویی، گاز برقی، یخچال و غیره وصل شده است را مشاهده کرده باشیم ولی دلیل استفاده از آن را ندانیم. در واقع سیم ارت جزو تجهیزات الکتریکی است که با اتصال به وسایل الکترونیکی مذکور دو وظیفه اصلی از جمله محافظت از هادی های فاز در مقابل صاعقه و یا فرآهم آوردن گذرگاهی با امپدانس و یا مقاومت پایین تا در صورت بروز اتصال کوتاه در جریان که ناشی از برگشت برق از هادی به دستگاه است، به دستگاه و افراد آسیب نرسد را، بر عهده دارد. به عبارت دقیق تر سیم ارت از بروز شوک الکتریکی در صورت تماس با این وسایل جلوگیری می نماید. در نتیجه همانطور که مشخص است استفآده از سیم ارت برای جلوگیری از بروز آسیب در افراد و وسایل نصب میشود. اما اینکه سیم ارت چیست و چه کاربردی دارد و البته چطور عمل می کند، در ادامه به آن پرداخته ایم،

مزیت استفاده از سیم ارت

همانطور که گفته شد وسایل الکترونیکی -که دارای محفظه فلزی هستند- می بایست زمین شوند، ولی این مساله چه مفهومی دارد؟ به طور دقیق، زمین شدن به این معنی است که محفظه فلزی دستگاه باید با استفاده از سیم ارت به زمین متصل گردد. در واقع سیم ارت یک مسیر جایگزینی برای انتقال جریان الکتریکی -در صورتی که خطایی بروز نماید- می باشد. در صورتی که خطایی حال به دلیل صاعقه یا اتصال کوتاه بروز نماید و اگر سیم ارت به محفظه دستگاه وصل نباشد در این صورت ممکن است جریان در تمام سطح محفظه پخش شود و اگر حواستان نباشد با تماس با این محفظه دچار برق گرفتگی می شوید، اما در صورت وجود سیم ارت با برق دار شدن محفظه این جریان الکتریکی اضافه از سیم ارت عبور داده می شود و به دلیل حجم زیادی که دارد منجر به پراندن فیوز دستگاه شده و در نتیجه جریان قطع می شود. به عبارت دقیق تر جریان الکتریکی به طور کامل در وسیله برقی قطع می گردد. در این صورت ممکن است صدای پریدن فیوز را بشنوید که کاملا طبیعی است و مشکلی ایجاد نمی کند چرا که دستگاه سالم می ماند و شما نیز دچار شوک الکتریکی نمی شوید.

سیم ارت چطور عمل می کند؟

سیم فاز که به طور معمول به رنگ های قرمز، قهوه ای و یا برنجی (سیاه) در هر سیم کشی بستگی به تعدا فاز ظاهر می شود و دارای ۲۴۰ولت ولتاژ می باشد، قابلیت حمل کل انرژی الکتریکی را از منبع تغذیه دارد. در صورتی که فاز به محفظه فلزی یک دستگاه برای مثال تستر وصل شود و سپس به مدار درونی تستر متصل گردد، فیوز در مسیر سیم فاز قرار می گیرد که دارای جریان نامی است که با آن جریان تستر عمل و شروع به راه اندازی می کند و قابلیت کارکرد دارد. در این حالت برای مثال اگر تستر با ۱۰ آمپر جریان کار کند، فیوز دارای ۱۳ آمپر جریان نامی است تا فیوز در عملیات عادی دستگاه نسوزد.

توجه داشته باشید که سیم فاز به دستگاه گرم کننده در درون تستر متصل می گردد و در این حالت ما نیازمند یک مسیر برگشت هستیم که این مسیر توسط سیم نول یا نوترال دستگاه را دوباره به منبع تغذیه یا ایستگاه برق متصل می کند.

چه اتفاقی می افتد اگر به هر دلیل یا خطایی، سیم فاز فرسوده و یا خراب شود و به محفظه فلزی برخورد نماید؟ به خاطر داشته باشید که فلزات رسانا هستند و به همین خاطر به طور ناگهانی محفظه این دستگاه نیز دارای ۲۴۰ ولت است. در این صورت اگر با محفظه تماس داشته باشید می توانید دچار شد الکتریکی بسیار شدید شوید و حتی جان خود را از دست دهید. برای اینکه از بروز این اتفاق جلوگیری شود، محفظه به یک سیم با نام سیم ارت روی بدنه دستگاه متصل می گردد. در این حالت سیم ارت در مسیر دیگری خلاف سیم نول و فاز گذرگاهی را برای عبور ولتاژ و جریان به زمین ایجاد می کند. با این کار جریان قابلیت انتقال به زمین را به جای برگشت از سیم نول خواهد داشت. به عبارت بهتر در صورتی که محفظه دارای جریان شود به سمت سیم زمین به دلیل اختلاف پتانسیل و یا اختلاف ولتاژی که بین زمین و دستگاه وجود دارد منتقل می گردد و از آنجایی که جریان از حد جریان نامی فیوز بیشتر است به همین خاطر فیوز می پرد و یا حتی می سوزد و با این کار ارتباط منبع تغذیه و دستگاه قطع می شود. توجه داشته باشید در صورتی که وسیله برقی شما دارای محفظه فلزی نیست نیاز به استفاده از سیم ارت نیست چرا که جریان الکتریکی از پلاستیک رد نمی شود.

سیم ارت چه رنگی است؟

در سیم کشی بستگی به شرایط نصب و کاربرد سیم ها، بر اساس انواع مدلها و سایزهای مختلف سیم و البته کابلهایی که سطح ولتاژ و جریان مجاز را می توانند حمل نمایند و با توجه به دمای محیط، میزان رطوبت، قرار گرفتن در معرض نور خورشید و مواد شیمیایی که ممکن است در معرض آن قرار گیرند، نیازمند توجه به استانداردهایی در تولید سیم و کابل است که از بروز خطر جلوگیری نماید.

رنگ سیم ها برای کابلهای قابل انعطاف برای مثال سیم سیار، سیم مدار قدرت و سیم لامپ برای فازها به رنگ قهوه ای، زرد، سیاه و قرمز است. برای سیم نول یا خنثی نیز رنگ سیم به شکل آبی یا نقره ای در نظر گرفته شده است و سیم زمین یا سیم ارت نیزسبز یا ترکیبی از سبز و زرد است.

پرسشهای متداول سیم ارت چیست؟

1. سیم ارت چطور عمل می کند؟ با اتصال این سیم به محفظه فلزی وسایل برقی، جریان ناشی از بروز اتصال کوتاه و یا حتی صاعقه که میتواند منجر به شارش جریان الکتریکی در سطح محفظه و آسیب های جدی به افراد و دستگاه شود جلوگیری نماید.
2. در صورت نبود سیم ارت چه اتفاقی می افتد؟ در صورت زمین نشدن دستگاه و تماس با محفظه فلزی که جریان در آن به مقدار زیاد وجود دارد می تواند برق گرفتگی شدید و حتی مرگ ایجاد نماید.
3. آیا استفاده از سیم ارت ضروری است؟ درست است که دستگاه الکترگچیکی به طور معمول بدون سیم ارث بدون هیچ مشکلی کار می کنند ولی توجه داشته باشید که وجود این سیم در مواردی که خطا به ‌وجود می آید بسیار ضروری است.
4. چرا سیم ارت عایق بندی نمی شود؟ توجه داشته باشید زمین رسانا نیست و از این لحاظ سیم ارت همانند سیم نول و فاز نیاز به عایق بندی دارد، به همین خاطر عایق بندی آن ضرورتی ندارد و البته هزینه آن نیز زیاد است و از این لحاظ مقرون به صرفه نیست.
5. سیم ارت چه رنگی است؟ در بیشتر مواقع سیم زمین را به رنگ سبز و زرد و یا سبز تنها تهیه و عرضه می نمایند.

منابع

• Power Systems Modelling and Fault Analysis (Second Edition), 2019.
• How Does An Earth Wire Work? – Electricity Safety – GCSE Physics