فاز و نول چیست؟
بسیاری از افراد اسامی سیم‌های فاز و سیم‌های نول را شنیده‌اند، اما اکثر آن‌ها از کارکرد کلی این دو سیم و همچنین تفاوت سیم فاز و نول اطلاعی ندارند. شناخت تفاوت این دو سیم را می‌توان یکی از مهم‌ترین مباحثی دانست که برق‌کاران و افرادی که در رشته برق تحصیل می‌کند باید با آن آشنا باشند.
جهت روشن کردن یک وسیله الکتریکی باید در درون آن یک مدار بسته قرار دهیم، در حالتی که مدار یا دستگاه در بین دو بخش با اختلاف پتانسیل‌های مختلف قرار گیرد، روشن می‌شود. در مدارهای عادی برق سه مدل مختلف سیم وجود دارد که به آن‌ها سیم نول، سیم فاز و سیم ارت گفته می‌شود.
در ادامه با ما همراه باشید تا اطلاعات بیشتری در مورد این سیم‌ها و کارکرد هر کدام از آن‌ها را به شما عزیزان ارائه دهیم.
فاز چه جریانی است؟
پیش از هر چیز باید به معرفی سیم فاز بپردازیم. در اغلب موارد سیم نام سیم فاز و نول در کنار یکدیگر می‌آيد. سیم فازی سیمی محسوب می‌شود که دارای بار الکتریکی مثبت است. این مثبت بودن باعث می‌شود تا هنگام اتصال سیم فاز به مدار یک وسیله الکتریکی، برق در درون آن مدار به جریان درآید.
نکته جالب اینجاست که سیم‌های فاز میزان جریان ورودی به درون مدار را کنترل خواهند کرد. از سیم‌های فاز با عناوینی چون سیم حامل جریان نیز یاد می‌شود. معمولاً در مطالب تخصصی انگلیسی به سیم فاز، سیم load یا بار گفته خواهد شد و آرم و علامت آن نیز یک حرف L است.
سیم فاز در زمان قرارگیری با سیم‌های ارت و سیم‌های نول، موجب ایجاد یک جریان امن در درون مدار می‌شود.
رنگ سیم نول و فاز؟!
برای مشخص کردن رنگ سیم نول و فاز، معمولاً از رنگ مشکی استفاده می‌شود، اما باید توجه داشته باشید که ممکن است از سیم فاز رنگ‌های دیگری نیز داشته باشد. به طور کلی رنگ در سیم‌کشی ساختمان اهمیت چندانی ندارد، زیرا برق‌کاران با توجه به سلیقه و علاقه خود نسبت به استفاده از سیم‌هایی با رنگ‌های مختلف اقدام می‌کنند. در حالت ایده‌آل سیم‌های به کار رفته در ساختمان باید از جدول زیر پیروی نمایند:
- نوع سیم رنگ
- تک فاز مشکی
- دو فاز قرمز
- سه فاز آبی
نول چه نوع جریانی است؟
در ادامه بررسی سیم‌های فاز و نول، باید به این پرسش پاسخ دهیم که سیم نول چه کاربرد خاصی دارد؟ جهت برقراری یک جریان الکتریکی به شکل صحیح، باید از سیم نول و سیم فاز در کنار یکدیگر استفاده کنیم، در واقع امکان استفاده جداگانه از این موارد وجود ندارد.
سیم نول را می‌توان سیم هادی زمین دانست. این سیم چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ کارکرد کلی با سیم فاز شباهت‌های زیادی دارد. همان‌طور که می‌دانید جریان الکتریکی ایمن زمانی ایجاد می‌گردد که هر مسیر رفتی، دارای یک مسیر بازگشت نیز باشد.
این مسیر بازگشت یک نکته مهم در زمینه برق‌کشی ساختمان به شمار می‌آید که باید به آن دقت کرد. شما می‌توانید با استفاده از سیم‌های نول، یک مسیر برگشتی را برای جریانی که مدار عبور کرده است تعیین کنید. سیم نول نیز همانند سیم فاز دارای جریان است، به همین علت باید در هنگام کار با آن تمامی اقدامات ایمنی رعایت شود.
متأسفانه بسیاری از افراد فکر می‌کنند که سیم نول یک سیم فاقد جریان و مخالف کلی سیم فاز است. این تصور یک ایده کاملاً نادرست محسوب می‌شود، زیرا همان‌طور که گفته شد، سیم فاز و نول در کنار یکدیگر فعالیت می‌کنند و هر دو دارای جریان هستند.
به طور معمول در کتب آموزشی انگلیسی زبان از سیم نول با نام‌هایی نظیر سیم Neutral (خنثی) نیز یاد می‌شود. علامت کلی این سیم نیز حرف N است.
سیم نول معمولاً به چه رنگ است؟
همانند سیم فاز، سیم نول نیز معمولاً دارای رنگ مختص به خود خواهد بود. همان‌طور که گفته شد، سیم نول را می‌توان بخشی از مدار دانست که در آن بخش جریان بسته می‌شود. به طبع رنگ این سیم نیز باید با این کارایی همخوانی داشته باشد، به همین دلیل در اکثر موارد از رنگ‌های خنثی مانند آبی یا سفید برای این کار استفاده می‌شود.
البته در بخش قبلی گفتیم که این رنگ‌ها سلیقه‌ای به شمار می‌آیند و هر برق‌کاری می‌تواند با توجه به علاقه خود نسبت به خرید سیمی با رنگ متفاوت اقدام کند. در کابل‌هایی که از نوع کابل‌های چندرشته‌ای هستند، از سیم‌های دارای مقطع پایین‌تر به‌عنوان سیم نول استفاده می‌شود.
جالب است بدانید که سیم ارت نیز به طور معمول با رنگ‌هایی همچون سبز و یا سفید مشخص خواهد شد. اصلی‌ترین شباهت سیم فاز و نول را می‌توان نوع کارکرد آن‌ها در یک شبکه تک‌فاز دانست، زیرا در این نوع شبکه‌ها، هم سیم فاز و هم سیم نول جریانی یکسان را از خود عبور خواهند داد.
استفاده از سیم نول یک امر دلخواه نیست و در هر مدار بسته‌ای باید از این نوع سیم کمک گرفته شود. جهت انتقال برق از کوچه به درون خانه باید با تعداد سیم‌های نول و فاز درون جعبه‌های تقسیم آشنا باشید. به طور معمول سیم‌های برق در محیط‌های بیرونی دارای سه سیم فاز و دو سیم نول هستند.
البته از بین این سیم‌های فاز و نول، تنها یک سیم نول به درون خانه‌ها راه پیدا می‌کند، زیرا سیم نول دیگر باید به چراغ‌های درون کوچه متصل شود.
چرا باید از سیم نول استفاده کنیم؟
پیش از پاسخ به این پرسش بسیار مهم باید با الگوی برق‌رسانی در شهر‌ها و روستاها آشنا شوید. مهم‌ترین عامل جهت برقراری جریان برق در درون سیم‌های یک الگوی برق‌رسانی شهری، عاملی به نام اختلاف پتانسیل است، در واقع عدم وجود اختلاف پتانسیل برابر است با عدم ایجاد هرگونه جریانی در درون مدارهایی که بسته شده‌اند.
اختلاف پتانسیل مربوطه حدوداً دو هزار و پانصد ولت است. سیم‌های انتقال جریان وقتی به درون دستگاهی به نام transformator می‌رسند به 4 قسمت اصلی تقسیم خواهند شد. هر یک از این چهار قسمت یا نول است و یا فاز. در سیستم‌های برق‌رسانی شهری مدرن، معمولاً سه سیم فاز و یک سیم نیز نول خواهد بود.
اصلی‌ترین تفاوت سیم فاز و سیم نول را می‌توان اختلاف پتانسیل جریان درون آن‌ها دانست. به عنوان مثال، سیم‌های فاز می‌توانند از اختلاف پتانسیلی برابر با 350 الی 380 ولت پشتیبانی کنند. این در حالی است که سیم‌های نول تنها توانایی پشتیبانی از سیم‌های 220 ولتی را دارند.
در واقع مهم‌ترین وظیفه سیم نول در یک سیستم برق‌رسانی شهری به شکل مدرن، محافظت کلی از سیستم و همچنین بهبود کلی امنیت آن است. در واقع بدون استفاده از سیم نول نمی‌توان بدون خطر از جریان ورودی به درون منازل استفاده کرد، زیرا میزان اختلاف پتانسیل مربوطه بیش از حد خواهد بود.
سایر تفاوت‌های بین سیم فاز و نول چیست؟
سایر تفاوت‌های بین سیم فاز و نول را می‌توان تنها با کمک یک مثال ساده توضیح داد. فرض کنید سیم فاز مربوط به بخش منفی یک باتری و سیم نول نیز مربوط به بخش منفی یک باتری است. همان‌طور که می‌دانید جهت برقرار شدن جریان به هر دو قسمت نیاز دارید.
در واقع عدم وجود یکی از این بخش‌ها موجب عدم کارکرد بخش دیگر می‌شود. نکته مهمی که در این رابطه باید بدانید روش انتقال جریان است. در مدارهای موسوم به مدارهای مستقیم، جریان الکتریکی از بخش مثبت به بخش منفی منتقل می‌شود، این در حالی است که در درون مدارهای متناوب، جریان می‌تواند از بخش منفی به مثبت و از مثبت به منفی منتقل گردد (جریان در هر دو حرکت خواهد کرد)
فاز را می‌توان یک شکل از منابع تغذیه دانست که به حرکت جریان الکتریکی کمک می‌کند، حال آنکه نول مختص بازگشت این جریان انتقال یافته خواهد بود. کوچک‌ترین عدم تناسبی بین این دو بخش منجر به عدم انتقال جریان به شکل صحیح می‌شود. به همین دلیل همواره باید از سیم فاز و نول به شکل با همراهی یکدیگر استفاده کرد.
روش‌های تشخیص فاز و نول
همان‌طور که گفته شد، اگر در سیم‌کشی یک ساختمان از رنگ‌های استاندارد استفاده شده باشد، تنها با کمک رنگ سیم می‌توان فاز یا نول بودن آن را تشخیص داد، زیرا سیم‌های فاز معمولاً به رنگ مشکی و سیم‌های نول معمولاً سفید یا آبی هستند.
افراد برق کار حرفه‌ای، هیچ اعتمادی به رنگ‌کاری ندارند، زیرا رنگ‌کاری یک عامل مناسب برای تشخیص فاز از نول نیست. جهت تشخیص صحیح باید از دستگاهی به نام فازمتر استفاده کنید. فازمتر را می‌توان یکی از مهم‌ترین دستگاه‌های موسوم به آزمایش‌کننده یا tester دانست.
فازمتر‌ها قیمت مناسبی دارند و آشنایی با کارکرد کلی آن‌ها برای هر برق‌کاری یک ضرورت به شمار می‌آید. در درون بدنه فازمتر یک چراغ بسیار کوچک قرار دارد. در واقع شما به کمک همین چراغ کوچک می‌توانید تشخیص دهید که سیم مربوطه فاز است یا نول.
روش تشخیص فاز و نول به کمک فازمتر
تشخیص فاز و نول از یکدیگر به کمک فازمتر در کوتاه‌ترین زمان ممکن انجام می‌شود. برای تشخیص این دو سیم از یکدیگر باید نوک فازمتر را به سیم مدنظر خود متصل کنید. اگر چراغ درون بدنه فازمتر روشن شد، باید به این نتیجه برسید که سیم مدنظر یک سیم مخصوص فاز است.
علت روشن شدن چراغ درون فازمتر نیز وجود جریان الکتریکی در داخل سیم به شمار می‌آید. جالب اینجاست که پس از اتصال فازمتر مدنظر به یک سیم نول، چراغ درون بدنه فازمتر به هیچ وجه روشن نمی‌شود. به طور کلی روشن نشدن چراغ فازمتر پس از اتصال به یک سیم برق، نشان‌دهنده عدم ارسال جریان و یا نول بودن سیم مربوطه است.
رابطه بین جریان‌های سه‌فاز و سیم فاز و نول
یکی دیگر از مواردی که هنگام تشخیص سیم فاز از نول باید به آن دقت کنید، نوع جریان مدنظر است. در مدارهای موسوم به سه فاز، حتی اگر فاز اول قطع شود، جریان در مدارهای دوم ادامه پیدا می‌کند و در واقع جریان برق هنوز جاری است.
علت اصلی ادامه یافتن این جریان، سیم نول خواهد بود. در واقع سیم نول موجب تخلیه شدن بار الکتریکی می‌شود و به همین دلیل، مدار به طور کلی متعادل می‌شود.
سخن پایانی
در این مقاله به بررسی و معرفی مهم‌ترین تفاوت‌های سیم‌های فاز و نول پرداختیم. هر یک از این موارد دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که آن‌ها را از سیم مقابل متفاوت کرده است. به طور کلی می‌توان گفت اصلی‌ترین تفاوت این دو سیم، میزان اختلاف پتانسیل درون آن‌ها خواهد بود.
کلیه برق‌کاران باید با نحوه کارکرد سیم فاز و نول در کنار یکدیگر آشنا باشند تا بتوانند یک سیستم برقی مناسب را اجرا نمایند. شما می‌توانید از ابزاری به نام فازمتر جهت تشخیص سیم‌های فاز و نول از یکدیگر استفاده کنید.