بارهای خطی و غیرخطی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

بارهای خطی و غیرخطی چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟
اگر سر و کارتان با یوپی‌اس، اینورتر یا منابع تغذیه متناوب باشد، حتماً یک بار با واژه‌ی بار خطی و یا بار غیرخطی برخورد کرده‌اید. استاندارد IEC62040 بطور کلی بارها را به دو گروه خطی (Linear) و غیرخطی (Non Linear) طبقه‌بندی کرده است. به همین دلیل در مشخصات فنی یو‌پی‌اس‌ها اغلب این کلمات را مشاهده می‌کنیم. به عنوان مثال اغلب THD ولتاژ خروجی را یک بار برای بارهای خطی و یک بار برای بارهای غیرخطی مشخص می‌کنند.

  بارهای خطی: اگر به باری ولتاژ سینوسی بدهیم و جریان بار نیز سینوسی باشد، به آن "بار خطی" می‌گوییم. این یک تعریف ساده شده از بارهای خطی بود. دقت نمایید که حرفی از وجود اختلاف فاز بین جریان و ولتاژ در میان نیست. اغلب وقتی صحبت از بارهای خطی به میان می‌آید همه به بارهای مقاومتی اشاره می‌کنند و بارهای سلفی یا خازنی را جزء بارهای غیرخطی طبقه بندی می‌نمایند.

در صورتی که چنین نیست!
بارهای خازنی و سلفی نیز خطی می‌باشند. زیرا اگر به آنها ولتاژ سینوسی متصل شود، جریانشان نیز سینوسی است و تنها با شکل موج ولتاژ اختلاف فاز دارد. به طور کلی هر ترکیبی از عناصر پسیو (متشکل از مقاومت، خازن و سلف) به عنوان یک بار خطی بشمار می‌رود. اگر خاصیت سلفی بار غالب باشد جریان آن پس‌فاز است. یعنی شکل موج جریان اندکی بعد از شکل موج ولتاژ می‌آید و در صورتی که بار خازنی باشد شکل موج جریان اندکی قبل از شکل موج ولتاژ می‌آید.

بارهای غیرخطی:  برخلاف بارهای خطی، اگر به این بارها ولتاژ سینوسی اعمال شود، جریانشان غیر سینوسی خواهد بود.

شاید جالب باشد بدانید برخلاف آنچه به نظر می‌رسد دنیای ما توسط بارهای غیرخطی احاطه شده است! به عنوان مثال تمام منابع تغذیه سوئیچینگ جزء بارهای غیرخطی به شمار می‌روند. این یعنی کامپیوتر، پرینتر، اسکنر، تلویزیون، رادیو، مایکروویو، LED و LCDها، شارژر موبایل، تمامی لامپ‌های کم مصرف، یوپی‌اس‌ها و یا تمامی کانورترها و مبدل‌هایی که مدارات تصحیح شکل موج جریان ورودی ندارند، رکتی‌فایرهای دیودی یا تریستوری و بسیاری دیگر از لوازم و ادوات اطراف ما، همگی جزء بارهای غیرخطی به حساب می‌آیند. وجه مشترک تمام این بارها، استفاده از ادوات اکتیو (نیمه هادی‌هایی مثل دیود، تریستور، IGBT یا ماسفت و...) به جای قطعات پسیو (مقاومت، سلف یا خازن) در ورودی‌شان است. 

ماهیت غیرخطی جریان، لحظه‌ای بودن و در نتیجه ضربه‌ای بودن آن، پیک بالاتر آن نسبت به جریان مشابه سینوسی، بالاتر بودن Crest factor و بالا بودن قابل ملاحظه‌ی هارمونیک آن نسبت به یک جریان سینوسی، بارهای غیرخطی را برای هر منبع تغذیه‌ای نامناسب می‌نماید. به همین دلیل استاندارد IEC62040-3 توجه بسیاری به بارهای غیرخطی دارد و تست یوپی‌اس با بارهای غیرخطی را به یک الزام برای هر سازنده‌ای بدل نموده است.
جالب است بدانید اکثر بارهایی که به یوپی‌اس متصل می‌شود غیرخطی هستند. فرضاً یک سایت کامپیوتر را در نظر بگیرید؛ سرور، پرینتر، اسکنر، پلاتر و کلیه کامپیوترهای موجود در سایت به دلیل استفاده از مدارات تغذیه سوئیچینگ تماماً غیرخطی به حساب می‌آیند. شاید این سوال برایتان مطرح شود که با توجه به ماهیت نامناسب جریان بارهای غیرخطی، چگونه می‌توان تشخیص داد که یک یوپی‌اس می‌تواند تغذیه بارهای غیرخطی را به خوبی تأمین نماید؟ پاسخ این سؤال را می‌بایست در جدول مشخصات فنی یوپی‌اس جستجو نمایید. مطابق استاندارد، سازندگان مکلف به ارائه پارامتری به عنوان THD یا درصد اعوجاج ولتاژ خروجی یوپی‌اس به خریدار هستند. اگر بخواهیم تعریف ساده‌ای از این پارامتر داشته باشیم به این معنی است که با اعمال بار کامل خطی یا غیرخطی، چه مقدار کیفیت شکل موج ولتاژ خروجی یوپی‌اس کاهش می‌یاید. هر چه عدد THD ولتاژ کمتر باشد نشان‌گر کیفیت بهتر یوپی‌اس است. طبق استاندارد، بهتر است این عدد کمتر از 8 باشد.

همانطور که انتظار داشتیم ماهیت ضربه‌ای بارهای غیر خطی باعث می‌شود که کیفیت ولتاژ خروجی یوپی‌اس در بارهای غیرخطی نسبت به بارهای خطی کاهش یابد، یا به عبارتی THD ولتاژ آن در بارهای غیرخطی بالاتر باشد.
دیدگاه مخاطبان
kazem
۱۴۰۲/۱۰/۱۴
عالی بود ممنون
ارسال پاسخ به دیدگاه " kazem"
 _          ____    _ 
(_)        / ___|  (_)
 _  _ __  / /___    _ 
| || '_ \ | ___ \  | |
| || | | || \_/ |  | |
|_||_| |_|\_____/  | |
                  _/ |
                 |__/ 
کد امنیتی نمایش داده شده در تصویر بالا را وارد فرمایید.
لطفا دیدگاهتان را در فرم زیر درج نمایید.
 _          ____    _ 
(_)        / ___|  (_)
 _  _ __  / /___    _ 
| || '_ \ | ___ \  | |
| || | | || \_/ |  | |
|_||_| |_|\_____/  | |
                  _/ |
                 |__/ 
کد امنیتی نمایش داده شده در تصویر بالا را وارد فرمایید.
مطالب بیشتر در این زمینه
 ۲۴ دی ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

چرا از یو پی اس استفاده کنیم؟

در دنیایی که به نظر می رسد هر روز در حال رشد کردن و پیشرفت می باشد، ما باید آماده هر کاری باشیم. از کلاهبرداری گرفته تا حملات باج افزار. اما اگر تهدیدی برای تجارت و داده های شما ناشی از جنگ فناوری نباشد، چه می کنید؟ اگر چیزی بسیار ساده باعث از دست رفتن داده های کسب و کار شما شود چه؟ مثلا همین قطعی برق شهری. ...  ادامه مطلب 
انتخاب و خرید بهترین یو پی اس
 ۱۹ آذر ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

انتخاب و خرید بهترین یو پی اس

UPS چیست؟ Uninterruptible power supplyعبارت تکمیلی UPS می باشد. در تعریف ساده یو پی اس یعنی منبع تغذیه بدون وقفه که میزان برق مورد نیاز تجهیزات شما را در زمان قطعی برق تامین می نماید. در واقع یو پی اس یک منبع تغذیه الکترونیکی می باشد که وظیفه اصلی آن این است که برق مصرفی مورد نیاز برای تجهیزات الکترونیکی را بدون ...  ادامه مطلب 
چه نوع یو پی اسی برای کسب و کار شما مناسب است؟
 ۱۹ آذر ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

چه نوع یو پی اسی برای کسب و کار شما مناسب است؟

در یک تعریف کلی می توان گفت که یو پی اس منبع تغذیه الکترونیکی می باشد که وظیفه آن تامین برق مصرفی بدون وقفه برای سیستم ها و تجهیزات مختلف می باشد. در حقیقت یو پی اس ها سیستم هایی هستند که بین برق شهری و دستگاه هایی که شما از آن ها استفاده می کنید قرار میگریند تا بتوانند با تنظیمات لازم از ...  ادامه مطلب 
انواع UPS از نظر عملکرد
 ۰۵ آبان ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

انواع UPS از نظر عملکرد

 UPSهای کوچک معمولاً درون خود، یک باتری دارند که هنگام قطع برق یا افت ولتاژ به‌طور اتوماتیک منبع تغذیه از برق شهر به باتری تغییر می‌دهد. یوپی‌اس یا منبع تغذیه بدون وقفه: وسیله‌ای است که در کنار یک رایانه (یا مصرف‌کننده برقی دیگر) نصب می‌شود و هنگام قطع یا تغییرات شدید ولتاژ ورودی، امکان ادامه ...  ادامه مطلب 
برنامه  UPS چیست؟
 ۰۹ مهر ۱۳۹۹
 گروه تحقیق و توسعه تالی الکتریک

برنامه UPS چیست؟

یو پی اس چیست؟ قبل از آنکه بخواهیم درباره برنامه یو پی اس صحبت کنیم به اختصار برای چندمین بار می خواهیم خاطر نشان کنیم که یو پی اس چیست؟ Uninterruptible Power Supply همان عبارت تکمیلی ups می باشد که در حقیقت به معنای تغذیه بدون وقفه می باشد و کار آن تامین میزان برق مورد نیاز بار مصرفی بسیاری از دستگاه ها و تجهیزاتی می باشد که از ...  ادامه مطلب