امروزه برق به بیشتر از یک ضرورت برای بشر تبدیل شده است و عملا زندگی بدون آن امکان پذیر نیست از روز کشف شدن برق تا بحال این پدیده زندگی ما را کاملا متحول کرده است. در این میان برق متناوب یا AC رایج ترین نوع جریان الکتریکی برای مصارف مسکونی و تجاری در سراسر جهان است. به گفته اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده در سال های اخیر بیشترین میزان مصرف در بخش خانگی در این کشور مربوط به مصرف کولر های گازی و تجهیزات تهویه مطبوع بوده است.
در این مقاله در یو پی اس کاران به نقل از سایبرپاور قصد داریم در مورد اینکه برق سه فاز چیست صحبت کرده و همینطور بصورت جامع و کامل در مورد تفاوت برق سه فاز و برق تکفاز توضیح داده و به مزایا و معایب هر کدام بپردازیم.
برای اینکه با مفهوم کلی برق سه فاز و تکفاز آشنا شوید ابتدا با توضیح مفهوم فاز شروع می کنیم. آیا تا به حال در مورد علم پشت شبکه توزیع نیروی برق و یا نحوه عملکرد آن در لوازم خانگی خود فکر کرده اید؟ آیا می دانید چطور برق تک فاز به خانه مسکونی شما می رسد؟ به نظر شما چرا اکثر مردم برق سه فاز را به برق تک فاز ترجیح می دهند؟
راهنمای مطالعه
فاز در الکتریسیته چیست؟
در واقع “فاز” (phase) جریان یا ولتاژ بین سیم حاوی جریان و سیم نول می باشد و در واقع سیگنالهای الکترونیکی سینوسی شکلی است که توسط اسیلوسکوپ، (دستگاه دیجیتالی ای که سیگنال ولتاژ لحظه ای را به صورت تابعی از زمان نمایش می دهد) تجزیه و تحلیل می شود. در بررسی برق متناوب تکفاز با استفاده از اسیلوسکوپ می توانید مشاهده کنید که برق تکفاز دارای یک موج سینوسی است و اما برق سه فاز دارای سه موج سینوسی است که مقداری باهم اختلاف زاویه دارند.
برق سه فاز چیست؟
برق سه فاز (3phase) یا در اصطلاح تخصصی برق، جریان متناوب سه فاز (AC) معمولاً برای رساندن برق به ماشین آلات صنعتی و همچنین ساختمان‌های تجاری و صنعتی که موتور های الکتریکی پرقدرت را در خود جای می‌دهند استفاده می‌شود. امروزه بدلیل استفاده از آسانسور در ساختمان های مسکونی از برق سه فاز در اکثر ساختمان ها استفاده می شود.
برای کاربرد برق سه فاز در صنایع دلیل خوبی وجود دارد، زیرا برق سه فاز بر خلاف برق تک فاز می تواند قدرت بیشتری را با راندمان بیشتر منتقل کند. برق تک فاز در واقع نوعی از جریان الکتریکی است که معمولاً برای کاربردهای تجاری سبک و همچنین مصارف خانگی مانند روشنایی و لوازم خانگی کوچک استفاده می شود. در ادامه مقاله برق سه فاز، دلیل این موضوع و تفاوت های کلیدی بین سیستم های برق تک فاز و سه فاز را توضیح خواهیم داد.
در برق سه فاز از سه سیم با ولتاژ برابر استفاده می‌شود که بین هرکدام از سیم ها 120 درجه اختلاف فاز وجود دارد که منجر به برقراری جریان الکتریکی بصورت مستمر می‌شود. در برق سه فاز برای ایجاد اختلاف پتانسیل نیازی به استفاده از سیم نول نبوده و اینکار توسط اختلاف فاز بین آنها انجام می شود.
در برق سه فاز جهت برقراری جریان، به جای ایجاد اختلاف پتانسیل بین فاز و نول (مانند آنچه در برق تکفاز اتفاق می افتد) از تفاوت فاز 120 درجه‌ای بین هر کدام از فاز ها استفاده می‌شود به این شکل دیگر نیازی به سیم نول نیست و جریان منتقل شده به مصرف کننده ها نیز مانند برق تکفاز دچار قطع و وصلی پیاپی نمی شود به همین دلیل برق سه فاز، توان را با نرخ ثابت تر و مداوم تری به مصرف کننده ها منتقل می کند. وجود این اختلاف فاز بین سه فاز از جمله تفاوت برق سه فاز و تکفاز است.
در حال حاضر در تمام کارخانجات، مراکز صنعتی و کشاورزی از برق سه فاز استفاده می شود حتی در مناطق مسکونی هم بطور گسترده از برق سه فاز برای تامین برق آسانسور ها، سیستم های تهویه مطبوع مرکزی و هوا سازها استفاده می شود.
استفاده از برق سه فاز هزینه های انتقال برق، سایز کابل، هزینه های کابل کشی و همچنین بسیاری از هزینه های عملیاتی انتقال برق را کاهش می دهد.
در برق سه فاز بین هر فاز 120 درجه اختلاف فاز وجود دارد.
برق سه فاز چند ولت است؟
در برق سه فاز بین هرکدام از سیم ها 120 درجه اختلاف فاز وجود دارد که منجر به برقراری جریان الکتریکی می شود. در ایران برق تکفاز 220 تا 230 ولت و برق سه فاز نیز 380 تا 400 ولت است.
ولتاژ و فرکانس برق سه فاز در کشور های مختلف
| کشور | ولتاژ برق تکفاز | ولتاژ برق سه فاز | فرکانس |
| ایران | 230 ولت | 400 ولت | 50 هرتز |
| امارات | 230 ولت | 400 ولت | 50 هرتز |
| افغانستان | 220 ولت | 380 ولت | 50 هرتز |
| قطر | 240 ولت | 415 ولت | 50 هرتز |
| تایوان | 110 ولت | 220 ولت | 60 هرتز |
| مکزیک | 127 ولت | 220 ولت | 60 هرتز |
| ژاپن | 100 ولت | 200 ولت | 60 هرتز |
| ایالات متحده | 120 ولت | 277 ولت | 60 هرتز |
مزایای برق سه فاز
- با کمک برق سه فاز به راحتی قدرت انجام کارهای سنگین را خواهید داشت و از آن در مصارف صنعتی و سنگین استفاده قرار می شود.
- در زمان استفاده از برق سه فاز در موتور های بزرگ نیازی به خازن یا استارتر ندارید، زیرا برق سه فاز قادر به تامین گشتاور مورد نیاز برای شروع کار موتور است.
- برق سه فاز برای انتقال و توزیع در شبکه به کابل کشی کمتری نیاز دارد و هزینه انتقال آن در شبکه ارزانتر از برق تکفاز است.
- بر خلاف برق تکفاز که بصورت پیوسته در حال قطع و وصل شدن است برق سه فاز بصورت پیوسته می تواند توان ثابتی را به مصرف کننده ها برساند که این یکی از دیگر از تفاوت های اصلی بین برق سه فاز و تکفاز می باشد.
معایب برق سه فاز
- از آنجا که در زمان انتقال در شبکه توزیع ولتاژ سیستم بسیار بالا است ، برق سه فاز و همچنین موتورهای سه فاز هزینه عایق کاری بالایی دارند به دلیل اینکه عایق کاری بستگی به ولتاژ دارد در حالی که سایز کابل به جریان وابسته است.
- تجهیزات برق سه فاز قادر به تحمل اضافه بار نیستند و در زمانی که اضافه بار منجر به آسیب دیدگی تجهیزات شود هزینه تعمیرات و جایگزین کردن قطعات برق سه فاز مثل فیوزها، کنداکتور ها و … بیشتر از برق تکفاز خواهد بود.
برق تکفاز چیست؟
برق تک فاز متداول ترین شکل جریان متناوب یا AC است. از آنجا که لوازم خانگی مانند تلویزیون، یخچال و یا لوازم موتور داری مثل ماشین لباس شویی و یا آبمیوه گیری عموما دارای موتور های خیلی سنگین نبوده و به میزان توان بسیار کمی برای راه اندازی نیاز دارند برق تکفاز بهترین گزینه برای مصارف خانگی و تجهیزاتی که در منزل استفاده می شود هستند.
در برق تکفاز تنها یک موج سینوسی جریان وجود دارد و اصطلاح جریان متناوب یا AC نشان دهنده این است که چگونه ولتاژ بطور متناوب بین دو پیک مثبت و منفی در طول زمان حرکت می کند. در واقع برق متناوب در طول زمان بارها قطع و وصل می شود که برای بوجود آوردن اختلاف پتانسیل در مصرف کننده ها برق تکفاز به دو سیم برای انتقال نیاز دارد که یک سیم اصطلاحا فاز و دیگری نول می باشد.
ولتاژ رایج برای برق تکفاز که در اکثر کشور ها استفاده می شود 230 ولت با فرکانس 50 هرتز است که به این معناست که در هر ثانیه 100 بار بطور متناوب قطع و وصل می شود. موتورهای الکتریکی تکفاز برای کار کردن نیاز به مدارهای اضافی دارند زیرا برق تک فاز در موتورهای AC باعث ایجاد میدان مغناطیسی چرخشی نمی شود برای همین برای راه اندازی موتور های تکفاز به استارتر و یا خازن برای راه اندازی اولیه موتور نیاز است.
مزایای برق تکفاز
- برق تک فاز برای مصارف خانگی و تجاری استفاده می شود زیرا اکثر لوازم خانگی مثل تلویزیون، یخچال و روشنایی به مقدار کمی انرژی برای کارکرد نیاز دارند.
- برق تکفاز برای حرکت موتورهای الکتریکی تا حداکثر تا 5 اسب بخار مناسب است. یک موتور تک فاز به طور قابل توجهی جریان بیشتری نسبت به موتور سه فاز معادل آن مصرف می کند به همین دلیل برق سه فاز انتخاب مناسب تری برای کاربردهای صنعتی است.
- طراحی منبع های تغذیه در دستگاه هایی که با برق تکفاز کار می کنند پیچیده نیست زیرا میدان مغناطیسی چرخشی ایجاد نمی کند.
معایب برق تکفاز
- موتورهای تکفاز کوچک به مدارهای اضافی بابت استارت نیاز دارند (مانند خازن های استارت در فن ها و پمپ ها) زیرا قدرت برق تک فاز برای راه اندازی اولیه موتور کافی نیست.
- موتورهای الکتریکی بزرگ که در کارخانه ها و ماشین آلات صنعتی به کار می روند به توان زیادی نیاز دارند و نمی توانند با برق تک فاز کار کند.
- در برق تکفاز جریان بصورت موج سینوسی به مصرف کننده می رسد و بصورت پیاپی در حال قطع و وصل شدن است. به همین دلیل در بسیاری از مراکز حساس برای برق اضطراری خود مانند یو پی اس در بیمارستان و یا یو پی اس در دیتاسنتر ها از دستگاه های یو پی اس UPS سه فاز استفاده می کنند.
ویدئو آشنایی با برق سه فاز
در این ویدئو که به زبان انگلیسی است نحوه عملکرد برق سه فاز توضیح بصورت 3D توضیح داده شده است.
4 thoughts on “برق سه فاز چیست؟ تفاوت بین برق سه فاز و تکفاز”
سلام برق سه فاز ارزونتر در میاد یا تک فاز
تک فاز
تکفاز ارزانتر است ولی،دراند زایی سه فاز بالاست یعنی بخاطر درآمد سه فاز برای کسی که می‌تواند استقاده کند ارزانتر از تک فاز می‌شود من خودم فهمیدم چه گفتم آیا شما هم فهمیدید .
خدمت محققین و دوستان برقکار فهیم و دانا عرض میکنم که تکفاز ارزانتر است ولی،دراند زایی سه فاز بالاست یعنی بخاطر درآمد سه فاز برای کسی که می‌تواند استقاده کند ارزانتر از تک فاز می‌شود من خودم فهمیدم چه گفتم آیا شما هم فهمیدید .