Λύσεις — Κεφ.4 Μηχανισμοί Ελέγχου, Διακοπής και Προστασίας (σελ. 161-167) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις των ασκήσεων του σχολικού βιβλίου (σελ. 161-167).

Ομάδα Α — σελ. 161-164

Άσκηση Α.1 — σελ. 161

Εκφώνηση. Όταν οι διακόπτες είναι στη θέση λειτουργίας OFF, επιτρέπουν τη διέλευση ρεύματος. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ορισμός. Τι σημαίνει OFF;

Λύση.

• Όταν οι επαφές επιτρέπουν τη διέλευση, ο διακόπτης είναι κλειστός — θέση ΟΝ.
• Όταν δεν επιτρέπουν, είναι ανοικτός — θέση OFF.
• Άρα στη θέση OFF δεν περνάει ρεύμα.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Η ορολογία μπερδεύει: κλειστός διακόπτης = κλειστό κύκλωμα = περνάει ρεύμα. Το «κλειστός» δεν σημαίνει «σβηστός».

Άσκηση Α.2 — σελ. 161

Εκφώνηση. Ο διακόπτης μιας γραμμής παροχής μπορεί να κλείσει, όταν η γραμμή βρίσκεται υπό πλήρες φορτίο; α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ρώτα: για ποιον ακριβώς σκοπό κατασκευάζεται ένας διακόπτης;

Λύση.

• Κάθε διακόπτης χαρακτηρίζεται από Ονομαστικό Ρεύμα Λειτουργίας (το ρεύμα που αντέχει κλειστός) και από Ικανότητα Διακοπής Ρεύματος (το μεγαλύτερο ρεύμα που διακόπτει χωρίς να καταστραφεί).
• Η επιλογή γίνεται «με βάση την ισχύ του κυκλώματος που ελέγχουν, έτσι ώστε η λειτουργία τους να παρέχει ασφάλεια μέχρι τη μέγιστη τιμή ρεύματος και τη μέγιστη τάση».
• Άρα ο σωστά επιλεγμένος διακόπτης είναι ακριβώς ο μηχανισμός που προορίζεται να ανοίγει και να κλείνει το κύκλωμα υπό φορτίο.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Το επιβεβαιώνουν και οι ασφαλειοδιακόπτες, για τους οποίους το βιβλίο λέει ρητά ότι «μπορούν ακόμη και να διακόψουν το κύκλωμα υπό φορτίο στην κανονική του λειτουργία».
• Προϋπόθεση είναι να έχει επιλεγεί σωστά: αν το ρεύμα ξεπερνά την ικανότητα διακοπής του, ο διακόπτης καταστρέφεται.

Άσκηση Α.3 — σελ. 161

Εκφώνηση. Οι μονοπολικοί διακόπτες τοποθετούνται και σε διπολικές διακλαδώσεις ισχύος μέχρι 2,5 kW. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Το όριο ισχύος υπάρχει — αλλά έλεγξε την τιμή του στο βιβλίο. Η πρόταση είναι σωστή στη δομή και λάθος στον αριθμό.

Λύση.

• Το βιβλίο για τους μονοπολικούς: «Τοποθετούνται επίσης σε διπολικές διακλαδώσεις, από τις οποίες τροφοδοτούνται ηλεκτρικές παροχές με ισχύ όχι μεγαλύτερη από 1,5 kW».
• Συμπληρωματικά, για τους διπολικούς: «Χρησιμοποιούνται στην τροφοδοσία καταναλώσεων με ισχύ μεγαλύτερη από 1,5 kW».
• Το όριο είναι 1,5 kW, όχι 2,5 kW.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Είναι αριθμητική παγίδα: η πρόταση περιγράφει σωστά τη διάταξη και αλλάζει μόνο την τιμή. Τέτοιες ερωτήσεις απαιτούν να θυμάσαι το νούμερο, όχι μόνο την ιδέα.
• Το 1,5 kW στα 230 V αντιστοιχεί σε ρεύμα περίπου \(1500/230 \approx 6{,}5\ \mathrm{A}\).

Άσκηση Α.4 — σελ. 161

Εκφώνηση. Οι διακόπτες τοποθετούνται μετά τις ασφάλειες των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Είναι ένας από τους δύο απόλυτους κανόνες του κεφαλαίου. Σκέψου τι θες να μπορείς να απομονώσεις όταν αλλάζεις ασφάλεια.

Λύση.

• Παρατήρηση του βιβλίου: «Οι διακόπτες τοποθετούνται πάντοτε πριν από τις ασφάλειες των ηλεκτρικών κυκλωμάτων».
• Η πρόταση λέει «μετά», άρα είναι λάθος.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Ο λόγος είναι πρακτικός και σωτήριος: με τον διακόπτη πριν την ασφάλεια, ανοίγοντάς τον αποσυνδέεται και η ίδια η ασφάλεια από την τάση. Έτσι η αντικατάσταση του φυσιγγίου γίνεται με ασφάλεια.
• Πρόσεξε τη διάκριση με τις αυτόματες ασφάλειες, που το βιβλίο λέει ότι τοποθετούνται «μετά τους διακόπτες» — είναι η ίδια σειρά, ειπωμένη ανάποδα.

Άσκηση Α.5 — σελ. 161

Εκφώνηση. Οι διακόπτες τοποθετούνται και στους αγωγούς γείωσης. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ο δεύτερος απόλυτος κανόνας. Σκέψου τι θα σήμαινε ένας ανοικτός διακόπτης στη γείωση.

Λύση.

• Παρατήρηση του βιβλίου: «Ποτέ δεν τοποθετείται διακόπτης στον αγωγό της γείωσης».
• Το ίδιο ισχύει και για τις ασφάλειες: «Δεν τοποθετούνται ποτέ ασφάλειες σε αγωγούς γείωσης», ενώ οι αυτόματες ασφάλειες «δε διακόπτουν ποτέ τον αγωγό γείωσης».

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Ο λόγος: η γείωση είναι η διαδρομή διαφυγής του ρεύματος σφάλματος. Αν ένας διακόπτης ή μια καμμένη ασφάλεια τη διέκοπτε, η προστασία θα καταργούνταν ακριβώς τη στιγμή που χρειάζεται — και μάλιστα χωρίς καμία ορατή ένδειξη.
• Η γείωση πρέπει να είναι συνεχής και αδιάκοπη σε όλη τη διαδρομή της.

Άσκηση Α.6 — σελ. 161

Εκφώνηση. Στους διαδρόμους χρησιμοποιούμε διακόπτες διαδοχής (κομιτατέρ). α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Τι θέλουμε σε έναν διάδρομο: να ανάβουμε δύο φώτα από μία θέση ή ένα φως από δύο θέσεις;

Λύση.

• Κομιτατέρ (διαδοχής): ελέγχουν «δύο, ανεξάρτητα μεταξύ τους, φωτιστικά σημεία» — χρήση σε σαλόνια, τραπεζαρίες.
• Αλέ-ρετούρ (εναλλαγής) ακραίοι: «Χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται ο έλεγχος φωτιστικών σημείων από δυο διαφορετικές θέσεις, όπως δωμάτια, διάδρομοι, κλιμακοστάσια».
• Στον διάδρομο θέλουμε να ανάβουμε από τη μία άκρη και να σβήνουμε από την άλλη — άρα αλέ-ρετούρ, όχι κομιτατέρ.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Ο μνημονικός κανόνας: κομιτατέρ = δύο φώτα, μία θέση· αλέ-ρετούρ = ένα φως, δύο θέσεις.
• Για περισσότερες από δύο θέσεις προστίθενται μεσαίοι αλέ-ρετούρ ανάμεσα στους δύο ακραίους.

Άσκηση Α.7 — σελ. 161

Εκφώνηση. Στα πολύφωτα χρησιμοποιούμε διακόπτες διαδοχής (κομιτατέρ). α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Ένα πολύφωτο έχει ομάδες λαμπτήρων που θέλουμε να ανάβουν ξεχωριστά — από ένα σημείο.

Λύση.

• Το πολύφωτο αποτελείται από δύο ανεξάρτητες ομάδες λαμπτήρων, ώστε να μπορούμε να ανάβουμε τη μία, την άλλη ή και τις δύο.
• Αυτό ακριβώς κάνει το κομιτατέρ: «ελέγχουν δύο, ανεξάρτητα μεταξύ τους, φωτιστικά σημεία».

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Σύγκρινε άμεσα με την ερώτηση 6: ίδιος μηχανισμός, διαφορετική χρήση — και η μία πρόταση είναι σωστή, η άλλη λάθος. Οι δύο ερωτήσεις ελέγχονται μαζί.

Άσκηση Α.8 — σελ. 161

Εκφώνηση. Στα κλιμακοστάσια χρησιμοποιούμε διακόπτες εναλλαγής (αλέ-ρετούρ). α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Στο κλιμακοστάσιο ανάβεις κάτω και σβήνεις πάνω — ένα φως, δύο θέσεις.

Λύση.

• Το βιβλίο αναφέρει ρητά τα κλιμακοστάσια ανάμεσα στις χρήσεις των αλέ-ρετούρ ακραίων: «όπου απαιτείται ο έλεγχος φωτιστικών σημείων από δυο διαφορετικές θέσεις, όπως δωμάτια, διάδρομοι, κλιμακοστάσια».

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Σε πολυώροφα κτίρια χρησιμοποιούνται και αυτόματοι διακόπτες κλιμακοστασίου, που σβήνουν μόνοι τους μετά από ρυθμιζόμενο χρόνο — λύση οικονομικότερη από τους πολλούς μεσαίους αλέ-ρετούρ.

Άσκηση Α.9 — σελ. 162

Εκφώνηση. Ο «εισερχόμενος» αγωγός φάσης συνδέεται πάντοτε στη μήτρα της ασφάλειας. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Σκέψου ποιο μέρος της ασφάλειας αγγίζει ο τεχνικός όταν ξεβιδώνει το πώμα — εκεί δεν πρέπει να υπάρχει τάση.

Λύση.

• Παρατήρηση του βιβλίου: «Ο "εισερχόμενος" αγωγός φάσης συνδέεται πάντοτε, για λόγους ασφάλειας, στη μήτρα της ασφάλειας, ενώ ο "εξερχόμενος" αγωγός φάσης συνδέεται πάντοτε στο πώμα».

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Το «για λόγους ασφάλειας» δεν είναι διακοσμητικό: με αυτή τη σύνδεση, όταν ξεβιδώνεται το πώμα, αυτό αποσυνδέεται από την εισερχόμενη τάση. Αν ήταν ανάποδα, ο τεχνικός θα κρατούσε στο χέρι του εξάρτημα υπό τάση.

Άσκηση Α.10 — σελ. 162

Εκφώνηση. Ο «εξερχόμενος» αγωγός φάσης συνδέεται πάντοτε στο πώμα της ασφάλειας. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Είναι το δεύτερο σκέλος του ίδιου κανόνα με την ερώτηση 9.

Λύση.

• Η ίδια παρατήρηση ορίζει: ο «εξερχόμενος» αγωγός φάσης συνδέεται πάντοτε στο πώμα της ασφάλειας.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Οι ερωτήσεις 9 και 10 είναι συμπληρωματικές και και οι δύο σωστές — μην θεωρήσεις ότι η μία πρέπει να είναι λάθος επειδή αναφέρονται στο ίδιο θέμα.

Άσκηση Α.11 — σελ. 162

Εκφώνηση. Επιτρέπεται να αντικαθιστούμε το λιωμένο νήμα του φυσιγγίου μιας ασφάλειας με λεπτά συρματίδια από χαλκό. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Τι θα γινόταν αν το «νέο νήμα» δεν έλιωνε στο σωστό ρεύμα;

Λύση.

• Παρατήρηση του βιβλίου: «Απαγορεύεται να αντικαθιστούμε το λιωμένο νήμα του φυσιγγίου μιας ασφάλειας με οποιοδήποτε άλλο λεπτό σύρμα ή αλουμινόχαρτο».
• Το τηκτό έχει υπολογιστεί ώστε να λιώνει σε συγκεκριμένο ρεύμα. Χάλκινα συρματίδια έχουν άγνωστο και συνήθως πολύ μεγαλύτερο ρεύμα τήξης.
• Αποτέλεσμα: η ασφάλεια παύει να προστατεύει — το κύκλωμα υπερφορτίζεται ελεύθερα μέχρι να καεί η καλωδίωση.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Επιπλέον κανόνας: «Πριν αντικαταστήσουμε ένα κατεστραμμένο φυσίγγι, πρέπει να εξετάσουμε την αιτία η οποία προκάλεσε τη βλάβη και να την εξουδετερώσουμε».
• Δηλαδή μια καμμένη ασφάλεια δεν είναι το πρόβλημα — είναι το σύμπτωμα. Αν την αντικαταστήσεις χωρίς να βρεις την αιτία, θα ξανακαεί.

Άσκηση Α.12 — σελ. 162

Εκφώνηση. Όταν φτάσουμε γρήγορα σε μια καμμένη ασφάλεια και διαπιστώσουμε ότι το πώμα είναι πολύ ζεστό, τότε συμπεραίνουμε ότι το κάψιμο της ασφάλειας προήλθε από βραχυκύκλωμα. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Η θερμότητα θέλει χρόνο για να αναπτυχθεί. Ποια από τις δύο βλάβες διαρκεί περισσότερο;

Λύση.

• Το βιβλίο: αν το πώμα είναι ακόμη πολύ ζεστό, «τότε συμπεραίνουμε ότι το κάψιμο της ασφάλειας προήλθε από υπερφόρτιση και όχι από βραχυκύκλωμα».
• Ο λόγος: «στο βραχυκύκλωμα το νήμα λιώνει πολύ γρήγορα και δεν προλαβαίνει να ζεσταθεί».
• Αντίθετα, «με την υπερφόρτιση μπορεί να έχουμε ροή ρεύματος μεγαλύτερου του ονομαστικού για αρκετό χρόνο, που θα επιτρέψει την ανάπτυξη θερμότητας».
• Η πρόταση λέει «βραχυκύκλωμα», άρα είναι λάθος.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• Είναι πραγματική τεχνική διάγνωση, όχι απομνημόνευση: το ζεστό πώμα είναι ένδειξη διάρκειας. Πολλή θερμότητα → αργό φαινόμενο → υπερφόρτιση.
• Πρακτική αξία: αν διαγνώσεις υπερφόρτιση, ψάχνεις πολλά φορτία στην ίδια γραμμή· αν βραχυκύκλωμα, ψάχνεις βλάβη μόνωσης. Δύο τελείως διαφορετικές έρευνες.

Άσκηση Α.13 — σελ. 162

Εκφώνηση. Οι ασφάλειες βραδείας τήξης χρησιμοποιούνται, κυρίως, σε εγκαταστάσεις κίνησης και στις κεντρικές διακλαδώσεις. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Σκέψου τι συμβαίνει τη στιγμή που ξεκινά ένας κινητήρας.

Λύση.

• Παρατήρηση 8 του βιβλίου: «Οι ασφάλειες βραδείας τήξης χρησιμοποιούνται κυρίως σε εγκαταστάσεις κίνησης και στις κεντρικές διακλαδώσεις».

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Ο λόγος: οι ηλεκτροκινητήρες τραβούν κατά την εκκίνηση ρεύμα πολλαπλάσιο του ονομαστικού, για λίγο χρόνο. Μια ασφάλεια ταχείας τήξης θα έκαιγε σε κάθε εκκίνηση.
• Η βραδείας τήξης ανέχεται τη σύντομη υπέρβαση, αλλά επεμβαίνει κανονικά σε παρατεταμένη υπερφόρτιση ή βραχυκύκλωμα.

Άσκηση Α.14 — σελ. 162

Εκφώνηση. Τα τριφασικά ρελέ προστασίας διακόπτουν τις τρεις φάσεις. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Έλεγξε στον πίνακα του βιβλίου πόσους πόλους έχουν τα τριφασικά ρελέ — και θυμήσου τι ακριβώς παρακολουθεί ένα ρελέ διαρροής.

Λύση.

• Ο πίνακας του βιβλίου (Εικόνα 4.4α) δίνει μόνο δύο κατηγορίες: διπολικά (230 V) και τετραπολικά (400 V). Τριπολικό ρελέ προστασίας δεν αναφέρεται.
• Το τετραπολικό διακόπτει τέσσερις αγωγούς: τις τρεις φάσεις ΚΑΙ τον ουδέτερο.
• Αυτό είναι αναγκαίο από την ίδια την αρχή λειτουργίας: το ρελέ συγκρίνει το άθροισμα των ρευμάτων των τριών φάσεων με το ρεύμα του ουδέτερου — άρα ο ουδέτερος περνάει μέσα από τον μηχανισμό και διακόπτεται μαζί με τις φάσεις.
• Επομένως η πρόταση είναι ελλιπής: διακόπτουν τις τρεις φάσεις και τον ουδέτερο.

Απάντηση. Λάθος (β)

Πρόσεξε:

• ΠΡΟΣΟΧΗ — η απάντηση δεν προκύπτει ρητά από το βιβλίο. Το βιβλίο δεν διατυπώνει πουθενά τον κανόνα «τα τριφασικά ρελέ διακόπτουν Χ αγωγούς»· το συμπέρασμα βγαίνει από τον πίνακα (μόνο τετραπολικά στα 400 V) και από την αρχή λειτουργίας.
• Αν ο διδάσκων εννοεί «διακόπτουν και τις τρεις φάσεις» (σε αντιδιαστολή με το να κόβουν μόνο μία), τότε η απάντηση είναι Σωστό. Αν εννοεί «διακόπτουν μόνο τις τρεις φάσεις», είναι Λάθος.
• Σε κάθε περίπτωση, το ουσιώδες που πρέπει να γράψεις είναι: τετραπολικό, τρεις φάσεις + ουδέτερος.

Άσκηση Α.15 — σελ. 162

Εκφώνηση. Όταν έχουμε ρελέ προστασίας χρειάζεται και άμεση γείωση στις συσκευές. α) Σωστό β) Λάθος

Σκέψη. Το ρελέ αντικαθιστά ή συμπληρώνει τις άλλες μεθόδους προστασίας;

Λύση.

• Το βιβλίο ορίζει: «Τα ρελέ προστασίας χρησιμοποιούνται μαζί με άλλες μεθόδους προστασίας μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, όπως η ουδετέρωση ή η άμεση γείωση».
• Άρα το ρελέ δεν αντικαθιστά τη γείωση — τη συμπληρώνει.

Απάντηση. Σωστό (α)

Πρόσεξε:

• Ο λόγος είναι ουσιώδης: χωρίς γείωση, μια διαρροή προς το μεταλλικό περίβλημα μιας συσκευής δεν δημιουργεί ρεύμα προς τη γη μέχρι να την αγγίξει άνθρωπος. Το ρελέ θα επέμβει μόνο τη στιγμή της ηλεκτροπληξίας, όχι πριν.
• Με γείωση, το ρεύμα διαρροής φεύγει αμέσως προς τη γη, το ρελέ το ανιχνεύει και διακόπτει πριν πλησιάσει κανείς.
• Γι' αυτό η προστασία είναι πάντα πολυεπίπεδη, ποτέ ένας μόνο μηχανισμός.

Άσκηση Α.16 — σελ. 162

Εκφώνηση. Οι διακόπτες στα δωμάτια τοποθετούνται, έτσι ώστε να απέχουν από το δάπεδο: α) 30 cm β) 60 cm γ) 1,20 m δ) 1,50 m

Σκέψη. Το ύψος επιλέγεται ώστε ο διακόπτης να είναι άνετα προσιτός σε όρθιο ενήλικα και ταυτόχρονα να μην τον φτάνουν εύκολα μικρά παιδιά.

Λύση.

• Το κριτήριο είναι εργονομικό: ο διακόπτης πρέπει να βρίσκεται στο ύψος του χεριού ενός όρθιου ενήλικα, ώστε να εντοπίζεται και να χρησιμοποιείται χωρίς προσπάθεια — ακόμη και στο σκοτάδι, μπαίνοντας στο δωμάτιο.
• Τα 30 cm και τα 60 cm είναι ύψη πριζών (κοντά στο δάπεδο), όχι διακοπτών.
• Το 1,50 m είναι υπερβολικά ψηλά για άνετη χρήση.
• Η καθιερωμένη τιμή στις οικιακές εγκαταστάσεις είναι το 1,20 m.

Απάντηση. Σωστό το γ) 1,20 m.

Πρόσεξε:

• ΠΡΟΣΟΧΗ — η τιμή αυτή ΔΕΝ αναφέρεται πουθενά στο σχολικό βιβλίο. Ελέγχθηκε όλο το βιβλίο και δεν δίνεται ύψος τοποθέτησης διακοπτών. Η απάντηση στηρίζεται στην καθιερωμένη πρακτική των εσωτερικών εγκαταστάσεων.
• Αν ο διδάσκων έχει δώσει διαφορετική τιμή στο μάθημα, ισχύει η δική του.
• Σύγκρινε με τις ασφάλειες, για τις οποίες το βιβλίο δίνει ύψος: 2 m από το δάπεδο (Ομάδα Β, ερώτηση 6) — και μάλιστα με ρητή αιτιολόγηση.

Άσκηση Α.17 — σελ. 163

Εκφώνηση. Σε ποια περίπτωση από τις παρακάτω απαιτείται διπολικός διακόπτης; α) Ηλεκτρικό σίδερο β) Πολύφωτο γ) Ηλεκτρική σκούπα δ) Θερμοσίφωνας

Σκέψη. Το κριτήριο είναι ένα και μόνο: η ισχύς. Πάνω από πόσα kW θέλει διπολικό;

Λύση.

• Ο κανόνας: διπολικοί διακόπτες «χρησιμοποιούνται στην τροφοδοσία ηλεκτρικών καταναλώσεων με ισχύ μεγαλύτερη από 1,5 kW (ηλεκτρικές κουζίνες, θερμοσίφωνες, πλυντήρια)».
• Ο θερμοσίφωνας αναφέρεται ονομαστικά στο βιβλίο και έχει τυπική ισχύ 3–4 kW.
• Το σίδερο (~1–1,2 kW) και η σκούπα (~0,8–1,5 kW) είναι φορητές συσκευές που τροφοδοτούνται από πρίζα — δεν έχουν δικό τους διακόπτη γραμμής. Το πολύφωτο είναι φωτιστικό φορτίο, πολύ μικρής ισχύος.

Απάντηση. Σωστό το δ) Θερμοσίφωνας.

Πρόσεξε:

• Δύο λόγοι κάνουν τον διπολικό υποχρεωτικό στον θερμοσίφωνα: η ισχύς (>1,5 kW) και το ότι είναι σταθερή συσκευή σε υγρό χώρο — θέλουμε να μπορούμε να απομονώσουμε φάση ΚΑΙ ουδέτερο.
• Οι υπόλοιπες επιλογές είναι όλες φορητές συσκευές — ήδη αυτό τις αποκλείει.

Άσκηση Α.18 — σελ. 163

Εκφώνηση. Σε ποια περίπτωση από τις παρακάτω απαιτείται μονοπολικός διακόπτης; α) Ηλεκτρική κουζίνα β) Πλυντήριο ρούχων γ) Πλυντήριο πιάτων δ) Ανεμιστήρας

Σκέψη. Αντίστροφη λογική από την προηγούμενη: ποιο φορτίο είναι κάτω από 1,5 kW;

Λύση.

• Μονοπολικοί: για παροχές ισχύος όχι μεγαλύτερης από 1,5 kW.
• Η ηλεκτρική κουζίνα, το πλυντήριο ρούχων και το πλυντήριο πιάτων αναφέρονται ρητά στο βιβλίο ως παραδείγματα φορτίων άνω των 1,5 kW → απαιτούν διπολικό.
• Ο ανεμιστήρας έχει ισχύ της τάξης των 50–100 W — πολύ κάτω από το όριο.

Απάντηση. Σωστό το δ) Ανεμιστήρας.

Πρόσεξε:

• Οι ερωτήσεις 17 και 18 είναι ζεύγος: η μία ζητά το φορτίο πάνω από το όριο, η άλλη το φορτίο κάτω από αυτό. Και οι δύο λύνονται με έναν αριθμό: 1,5 kW.
• Τα τρία λάθος της ερώτησης 18 είναι ακριβώς τα τρία παραδείγματα που το βιβλίο δίνει για τους διπολικούς — η ερώτηση ελέγχει αν διάβασες τη λίστα.

Άσκηση Α.19 — σελ. 163

Εκφώνηση. Σε ποια περίπτωση από τις παρακάτω μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ρυθμιστή έντασης φωτισμού; α) Λαμπτήρας φθορισμού 40W β) Λαμπτήρας φθορισμού 100W γ) Λαμπτήρας πυράκτωσης 500W δ) Ηλεκτρική θερμάστρα 1000W

Σκέψη. Δύο φίλτρα: πρώτα τι είδους φορτίο δέχεται ο ρυθμιστής, μετά αν χωράει στην περιοχή ισχύος του.

Λύση.

• Οι τυποποιημένες σειρές ρυθμιστών του βιβλίου αφορούν λαμπτήρες πυράκτωσης ή ιωδίνης: «Ρυθμιστής 60 έως 600 W, λαμπτήρων 230 V πυράκτωσης ή ιωδίνης», «Ρυθμιστής 60 έως 1000 W, λαμπτήρων πυράκτωσης ή ιωδίνης».
• Οι λαμπτήρες φθορισμού δεν περιλαμβάνονται: λειτουργούν με στραγγαλιστικό πηνίο (μπάλαστ) και εκκενώσεις αερίου — δεν ρυθμίζονται με απλό ρυθμιστή έντασης.
• Η θερμάστρα δεν είναι φωτιστικό φορτίο· είναι θερμαντικό και δεν αφορά ρυθμιστή φωτισμού.
• Ο λαμπτήρας πυράκτωσης 500 W είναι σωστός τύπος και χωράει στην περιοχή 60÷600 W.

Απάντηση. Σωστό το γ) Λαμπτήρας πυράκτωσης 500 W.

Πρόσεξε:

• Πρόσεξε ότι δεν αρκεί ο σωστός τύπος λαμπτήρα — πρέπει και η ισχύς να πέφτει μέσα στην περιοχή ρύθμισης. Ένας λαμπτήρας πυράκτωσης 40 W θα ήταν κάτω από το όριο των 60 W της σειράς.
• Οι ρυθμιστές «μπορούν να συνδεθούν με διακόπτη αλέ-ρετούρ», ώστε να ελέγχεται το φως και από δεύτερη θέση.

Άσκηση Α.20 — σελ. 163

Εκφώνηση. Δίπλα στον αριθμό του κάθε φυσιγγίου ασφάλειας της πρώτης στήλης να προσθέσετε το γράμμα που αντιστοιχεί, από το χρώμα φυσιγγίου και μήτρας της δεύτερης στήλης. (1. 10 A · 2. 16 A · 3. 20 A · 4. 25 A · 5. 35 A — α. άσπρο, β. ασημί, γ. γκρι, δ. κόκκινο, ε. κίτρινο, ζ. πράσινο, η. μπλε, θ. μαύρο)

Σκέψη. Καθαρή ανάγνωση του Πίνακα 4.3β. Πρόσεξε ότι οι επιλογές είναι περισσότερες από τα ζητούμενα — υπάρχουν χρώματα που δεν χρησιμοποιούνται.

Λύση.

• Από τον Πίνακα 4.3β (στήλη «Χρώμα φυσιγγίου»):
• 1. 10 A → δ. κόκκινο
• 2. 16 A → γ. γκρι
• 3. 20 A → η. μπλε
• 4. 25 A → ε. κίτρινο
• 5. 35 A → θ. μαύρο

Απάντηση. 1→δ, 2→γ, 3→η, 4→ε, 5→θ

Πρόσεξε:

• Τα χρώματα που περισσεύουν δεν είναι τυχαία: το άσπρο (α) αντιστοιχεί σε 50 A και το ασημί (β) σε 80 A — υπάρχουν στον πίνακα, αλλά δεν ζητούνται.
• Το πράσινο (ζ) όμως δεν υπάρχει καθόλου στον Πίνακα 4.3β — είναι καθαρός περισπασμός. Μην το βάλεις πουθενά.
• Χρήσιμο να το θυμάσαι ως ακολουθία: 10 κόκκινο · 16 γκρι · 20 μπλε · 25 κίτρινο · 35 μαύρο · 50 άσπρο · 63 χάλκινο · 80 ασημί.
• Το χρώμα είναι οπτικός έλεγχος ασφαλείας: αναγνωρίζεις με μια ματιά αν κάποιος έβαλε φυσίγγι λάθος μεγέθους.

Άσκηση Α.21 — σελ. 164

Εκφώνηση. Δίπλα στον αριθμό της διατομής της πρώτης στήλης να προσθέσετε τα γράμματα που αντιστοιχούν από τη δεύτερη και τρίτη στήλη. (Διατομές: 1. 1,5 · 2. 2,5 · 3. 4 · 4. 6 · 5. 10 · 6. 16 mm² — Μέγιστη επιτρεπόμενη ένταση: Α.10, Β.14, Γ.20, Δ.25, Ε.30, Ζ.33, Η.43, Θ.60 — Ονομαστικό ρεύμα αυτόματης ασφάλειας: α.6, β.10, γ.14, δ.16, ε.20, ζ.25, η.30, θ.32, ι.50, κ.80)

Σκέψη. Διπλή αντιστοίχιση από τον Πίνακα 4.3α. Κάθε γραμμή του πίνακα δίνει και τα δύο ζητούμενα ταυτόχρονα.

Λύση.

• Από τον Πίνακα 4.3α (Επιλογή αυτόματων ασφαλειών):
• 1. 1,5 mm² → Β (14 A) · β (10 A)
• 2. 2,5 mm² → Γ (20 A) · δ (16 A)
• 3. 4 mm² → Δ (25 A) · ε (20 A)
• 4. 6 mm² → Ζ (33 A) · ζ (25 A)
• 5. 10 mm² → Η (43 A) · θ (32 A)
• 6. 16 mm² → Θ (60 A) · ι (50 A)

Απάντηση. 1→Β,β · 2→Γ,δ · 3→Δ,ε · 4→Ζ,ζ · 5→Η,θ · 6→Θ,ι

Πρόσεξε:

• Παρατήρησε τη λογική που διατρέχει όλον τον πίνακα: το ονομαστικό ρεύμα της ασφάλειας είναι πάντα ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ από τη μέγιστη επιτρεπόμενη ένταση του αγωγού. Αυτό είναι το νόημα της προστασίας — η ασφάλεια πρέπει να επέμβει πριν ζοριστεί ο αγωγός.
• Οι τιμές που περισσεύουν είναι παγίδες: το Α (10) και το γ (14) είναι τιμές που εμφανίζονται στον πίνακα αλλά σε λάθος στήλη — το 10 είναι ρεύμα ασφάλειας, όχι επιτρεπόμενη ένταση αγωγού· το 14 το αντίστροφο.
• Το Ε (30) και το η (30) δεν υπάρχουν καθόλου στον πίνακα.
• Για τα 10 mm² και 16 mm² ο πίνακας δίνει και εναλλακτικές τιμές — 32 (40) και 50 (63) αντίστοιχα. Εδώ ζητείται η κύρια τιμή.

Ομάδα Β — σελ. 165-166

Άσκηση Β.1 — σελ. 165

Εκφώνηση. Ποια προϋπόθεση, από πλευράς προστασίας, πρέπει να πληροί η τοποθέτηση πολλών αγωγών στον ίδιο σωλήνα;

Σκέψη. Η απάντηση έχει έναν κανόνα και έναν ορισμό που πρέπει να δοθεί ξεχωριστά για μονοφασικά και τριφασικά.

Λύση.

• Η τοποθέτηση πολλών αγωγών στον ίδιο σωλήνα προϋποθέτει ότι αυτοί προστατεύονται από την ίδια ομάδα ασφαλειών.
• Στα τριφασικά κυκλώματα, ομάδα ασφαλειών θεωρούνται οι ασφάλειες των τριών φάσεων που τροφοδοτούν το κύκλωμα.
• Στα μονοφασικά, ως ομάδα θεωρείται μόνο η μία ασφάλεια που τροφοδοτεί το κύκλωμα.

Απάντηση. Οι αγωγοί πρέπει να προστατεύονται από την ίδια ομάδα ασφαλειών — δηλαδή τις ασφάλειες των τριών φάσεων στα τριφασικά, ή τη μία ασφάλεια στα μονοφασικά.

Πρόσεξε:

• Ο λόγος είναι η ασφάλεια του τεχνικού: αν στον ίδιο σωλήνα υπήρχαν αγωγοί από διαφορετικές ομάδες, τότε κατεβάζοντας μία ασφάλεια ο τεχνικός θα νόμιζε ότι ο σωλήνας είναι νεκρός, ενώ κάποιοι αγωγοί μέσα του θα παρέμεναν υπό τάση.
• Το ίδιο θέμα εμφανίστηκε και στο Κεφ.3 (συρμάτωση): «όταν μέσα σε σωλήνα τοποθετούνται πολλοί αγωγοί, πρέπει όλοι να ασφαλίζονται από την ίδια ομάδα ασφαλειών».

Άσκηση Β.2 — σελ. 165

Εκφώνηση. Όλοι οι διακόπτες πρέπει κατά το δυνατόν να έχουν ενδείξεις για την ασφαλή διαπίστωση της θέσης τους (ανοικτός ή κλειστός), χωρίς να υπάρχει ανάγκη αφαίρεσης του καλύμματος. Ποιοι διακόπτες εξαιρούνται από τον παραπάνω κανόνα;

Σκέψη. Ρώτα σε ποια περίπτωση η θέση του διακόπτη είναι ήδη προφανής χωρίς ένδειξη.

Λύση.

• Εξαιρούνται οι διακόπτες που χρησιμοποιούνται για τον φωτισμό.

Απάντηση. Εξαιρούνται οι διακόπτες φωτισμού.

Πρόσεξε:

• Η λογική της εξαίρεσης: στον φωτισμό η θέση του διακόπτη φαίνεται αμέσως και αδιαμφισβήτητα από το ίδιο το φως — αν το φως είναι αναμμένο, ο διακόπτης είναι κλειστός. Δεν χρειάζεται άλλη ένδειξη.
• Σε κάθε άλλο κύκλωμα (κινητήρες, θερμαντικά, γενικοί διακόπτες) η κατάσταση δεν είναι ορατή, οπότε η ένδειξη γίνεται ζήτημα ασφαλείας.

Άσκηση Β.3 — σελ. 165

Εκφώνηση. Η ικανότητα διακοπής των οργάνων προστασίας πρέπει να μην είναι μικρότερη από την ένταση του ρεύματος βραχυκύκλωσης στο σημείο εγκατάστασής τους. Σε ποια περίπτωση δεν ισχύει ο παραπάνω κανόνας;

Σκέψη. Αν κάποιο άλλο όργανο προλαβαίνει να επέμβει πρώτο, το δεύτερο δεν χρειάζεται να αντέξει όλο το ρεύμα.

Λύση.

• Ο κανόνας δεν ισχύει όταν το όργανο προστασίας είναι συνδεδεμένο με άλλο όργανο, το οποίο:
• • διαθέτει την απαιτούμενη ικανότητα διακοπής, και
• • λειτουργεί πριν (νωρίτερα) από αυτό.

Απάντηση. Δεν ισχύει όταν το όργανο είναι συνδεδεμένο με άλλο όργανο που έχει την απαιτούμενη ικανότητα διακοπής και επεμβαίνει νωρίτερα από αυτό.

Πρόσεξε:

• Αυτό λέγεται στην πράξη υποστήριξη (back-up) προστασίας: μια ισχυρότερη ασφάλεια ανάντη «καλύπτει» μια ασθενέστερη κατάντη.
• Η κρίσιμη προϋπόθεση είναι το «λειτουργεί πριν» — αν το ανάντη όργανο ήταν βραδύτερο, το κατάντη θα καταστρεφόταν πρώτο και η προστασία θα αποτύγχανε.

Άσκηση Β.4 — σελ. 165

Εκφώνηση. Με ποια προϋπόθεση μπορούμε να ελαττώσουμε, από ένα σημείο και πέρα, τη διατομή σε μία γραμμή μεγάλου μήκους;

Σκέψη. Μικρότερη διατομή σημαίνει μικρότερη επιτρεπόμενη ένταση. Άρα κάτι πρέπει να αλλάξει και στην προστασία.

Λύση.

• Μπορούμε να ελαττώσουμε τη διατομή με την προϋπόθεση ότι στο σημείο αλλαγής θα τοποθετηθεί νέα ασφάλεια, της οποίας το φυσίγγι θα αντιστοιχεί στη νέα, μικρότερη διατομή.

Απάντηση. Με την προϋπόθεση ότι στο σημείο αλλαγής τοποθετείται νέα ασφάλεια, με φυσίγγι κατάλληλο για τη νέα μικρότερη διατομή.

Πρόσεξε:

• Χωρίς αυτή τη νέα ασφάλεια, το λεπτότερο τμήμα θα προστατευόταν από την παλιά, μεγαλύτερη ασφάλεια — δηλαδή δεν θα προστατευόταν καθόλου. Θα μπορούσε να υπερθερμανθεί και να πάρει φωτιά χωρίς η ασφάλεια να επέμβει ποτέ.
• Είναι εφαρμογή της γενικής αρχής των Πινάκων 4.3α/4.3β: σε κάθε διατομή αντιστοιχεί συγκεκριμένη ασφάλεια.

Άσκηση Β.5 — σελ. 166

Εκφώνηση. Σε ποιους χώρους πρέπει να αποφεύγεται η τοποθέτηση ασφαλειών;

Σκέψη. Σκέψου τι παράγει μια ασφάλεια τη στιγμή που καίγεται — και τι υπάρχει γύρω της.

Λύση.

• Η τοποθέτηση ασφαλειών πρέπει να αποφεύγεται σε χώρους αποθήκευσης:
• • εύφλεκτων υλών,
• • βρεγμένων ουσιών,
• • σκονισμένων ουσιών,
• • ρυπαρών ουσιών.

Απάντηση. Σε χώρους αποθήκευσης εύφλεκτων υλών ή βρεγμένων, σκονισμένων ή ρυπαρών ουσιών.

Πρόσεξε:

• Ο λόγος διαφέρει ανά περίπτωση: στα εύφλεκτα ο κίνδυνος είναι ο σπινθήρας και η θερμότητα τη στιγμή της τήξης· στα βρεγμένα η απώλεια μόνωσης· στα σκονισμένα/ρυπαρά η συσσώρευση αγώγιμων ή εύφλεκτων καταλοίπων πάνω στις επαφές.
• Συνδυάζεται με την επόμενη ερώτηση: οι ασφάλειες θέλουν καθαρό, στεγνό και προσιτό σημείο, σε ύψος 2 m.

Άσκηση Β.6 — σελ. 166

Εκφώνηση. Σε ποιο ύψος από το δάπεδο συνιστάται να τοποθετούνται οι ασφάλειες;

Σκέψη. Το ύψος επιλέγεται για να αποτρέπονται ατυχήματα — άρα ψηλότερα από ό,τι θα βόλευε απλώς τη χρήση.

Λύση.

• Οι ασφάλειες συνιστάται να τοποθετούνται σε ύψος 2 m από το δάπεδο.
• Ο σκοπός είναι «για να αποφεύγονται τα ατυχήματα»: χρήση από μικρά παιδιά, τυχαία κρούση αντικειμένων κ.λπ.

Απάντηση. Σε ύψος 2 m από το δάπεδο, ώστε να αποφεύγονται ατυχήματα (πρόσβαση παιδιών, τυχαίες κρούσεις).

Πρόσεξε:

• Σύγκρινε με την ερώτηση 16 της Ομάδας Α: για τους διακόπτες το βιβλίο δεν δίνει ύψος, ενώ για τις ασφάλειες το δίνει ρητά — και μάλιστα με αιτιολόγηση.
• Η διαφορά είναι λογική: ο διακόπτης πρέπει να είναι εύκολα προσιτός (χαμηλότερα), ενώ η ασφάλεια πρέπει να είναι δύσκολα προσιτή από μη ειδικούς (ψηλότερα).

Ομάδα Γ — σελ. 167

Άσκηση Γ.1 — σελ. 167

Εκφώνηση. Ποια η διαφορά μεταξύ αναλογικού και ψηφιακού σήματος;

Σκέψη. Η διαφορά είναι στο πώς παίρνει τιμές το σήμα: συνεχώς ή σε διακριτά βήματα;

Λύση.

• Αναλογικό σήμα: μεταβάλλεται συνεχώς στον χρόνο και μπορεί να πάρει άπειρες ενδιάμεσες τιμές μέσα σε ένα εύρος. Κάθε τιμή αντιστοιχεί σε ένα φυσικό μέγεθος (τάση, ρεύμα, θερμοκρασία).
• Ψηφιακό σήμα: παίρνει διακριτές τιμές — συνήθως δύο στάθμες, 0 και 1 (χαμηλή/υψηλή τάση). Η πληροφορία κωδικοποιείται σε ακολουθίες τέτοιων σταθμών.
• Στην πράξη, στους μηχανισμούς του κεφαλαίου:
• • Ο αναλογικός χρονοδιακόπτης έχει περιστρεφόμενο καντράν με μηχανικούς δείκτες και ρυθμίζεται συνεχώς.
• • Ο ψηφιακός έχει οθόνη, προγραμματίζεται με ακριβείς αριθμητικές τιμές και υποστηρίζει σύνθετα προγράμματα (ωριαία, ημερήσια, εβδομαδιαία).
• Πλεονεκτήματα του ψηφιακού: μεγαλύτερη ακρίβεια, αντοχή στον θόρυβο (μια μικρή παραμόρφωση δεν αλλάζει το 0 σε 1), ευκολότερη αποθήκευση και επεξεργασία.

Ενδεικτική απάντηση. Το αναλογικό σήμα μεταβάλλεται συνεχώς και παίρνει άπειρες ενδιάμεσες τιμές· το ψηφιακό παίρνει διακριτές τιμές (0/1). Στους χρονοδιακόπτες, ο αναλογικός ρυθμίζεται μηχανικά με καντράν, ενώ ο ψηφιακός προγραμματίζεται με ακρίβεια και υποστηρίζει σύνθετα χρονικά προγράμματα.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να πιάνει τη διάκριση συνεχές ↔ διακριτό, όχι απλώς «ο ένας έχει οθόνη».
• Το βιβλίο αναφέρει τη διάκριση στους χρονοδιακόπτες: «Εμφανίζονται ως αναλογικοί ή ψηφιακοί, με διάφορα χρονικά προγράμματα σε ωριαία, ημερήσια ή εβδομαδιαία βάση».

Άσκηση Γ.2 — σελ. 167

Εκφώνηση. Να περιγράψετε την αρχή λειτουργίας ενός τριφασικού ρελέ προστασίας.

Σκέψη. Ξεκίνα από τη φυσική αρχή (τι πρέπει να ισχύει σε ομαλή λειτουργία), μετά περίγραψε τον μηχανισμό που το μετρά, και τέλος τι γίνεται σε κάθε μία από τις δύο καταστάσεις.

Λύση.

• 1. Η αρχή: σε ομαλή λειτουργία τριφασικής εγκατάστασης, το άθροισμα των ρευμάτων των τριών φάσεων πρέπει να είναι ακριβώς ίσο με το ρεύμα του ουδέτερου αγωγού. Ό,τι ρεύμα μπαίνει στην εγκατάσταση, επιστρέφει.
• 2. Ο μηχανισμός: βασικό στοιχείο είναι ένας μετασχηματιστής έντασης. Πρωτεύον τύλιγμα είναι οι ίδιοι οι αγωγοί των τριών φάσεων και ο ουδέτερος· δευτερεύον είναι ένα πηνίο τοποθετημένο πάνω σε δακτύλιο σιδηρομαγνητικού υλικού, ο οποίος περικλείει όλους αυτούς τους αγωγούς.
• 3. Ομαλή λειτουργία: τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται είναι ίσα και αντίθετα → το συνολικό πεδίο είναι μηδέν → η μαγνητική ροή στον δακτύλιο είναι μηδέν → η τάση εξ επαγωγής στο πηνίο είναι μηδέν. Το ρελέ δεν επεμβαίνει.
• 4. Διαρροή: αν υπάρχει διαρροή προς τη γη από κάποια βλάβη, τα ρεύματα δεν είναι ίσα → τα πεδία διαφέρουν → το συνολικό πεδίο είναι διάφορο του μηδενός → αναπτύσσεται μαγνητική ροή → επάγεται τάση στο πηνίο.
• 5. Η επέμβαση: από αυτή την τάση, μέσω ενός ηλεκτρομαγνήτη, ενεργοποιείται ο διακόπτης του ρελέ και διακόπτεται η παροχή τάσης στην εγκατάσταση.
• 6. Ο χρόνος: κατά τους διεθνείς κανονισμούς η διακοπή πρέπει να γίνεται μέσα σε 0,2 sec, ώστε να μην εμφανιστούν επικίνδυνες τάσεις επαφής που θα οδηγούσαν σε ηλεκτροπληξία ή πυρκαγιά.

Ενδεικτική απάντηση. Το ρελέ συγκρίνει, μέσω μετασχηματιστή έντασης, το άθροισμα των ρευμάτων των τριών φάσεων με το ρεύμα του ουδέτερου. Σε ομαλή λειτουργία τα μαγνητικά πεδία αλληλοαναιρούνται και η επαγόμενη τάση στο πηνίο είναι μηδέν. Σε διαρροή τα ρεύματα διαφέρουν, αναπτύσσεται μαγνητική ροή, επάγεται τάση και μέσω ηλεκτρομαγνήτη ενεργοποιείται ο διακόπτης — μέσα σε 0,2 sec.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: πλήρης απάντηση πρέπει να περιέχει (α) την αρχή ισότητας των ρευμάτων, (β) τον μετασχηματιστή έντασης με τον σιδηρομαγνητικό δακτύλιο, (γ) και τις δύο καταστάσεις, (δ) τον χρόνο 0,2 sec.
• Συχνό λάθος: να πει κανείς ότι το ρελέ «μετράει το ρεύμα διαρροής προς τη γη». Δεν το μετράει άμεσα — συμπεραίνει την ύπαρξή του από τη διαφορά μεταξύ εισερχόμενου και εξερχόμενου ρεύματος.

Άσκηση Γ.3 — σελ. 167

Εκφώνηση. Να αναφέρετε τρόπο ελέγχου της σωστής σύνδεσης ενός εγκατεστημένου ρελέ προστασίας.

Σκέψη. Κάθε ρελέ διαθέτει ένα εξάρτημα ακριβώς γι' αυτόν τον σκοπό. Σκέψου τι πρέπει να προσομοιώσει ο έλεγχος.

Λύση.

• Ο βασικός τρόπος — το κουμπί δοκιμής (TEST): κάθε ρελέ προστασίας φέρει ενσωματωμένο πλήκτρο TEST. Πατώντας το, δημιουργείται τεχνητή διαρροή μέσα στον μηχανισμό: ένα μικρό ρεύμα παρακάμπτει τη διαδρομή του δακτυλίου, ώστε τα ρεύματα να μην ισοσκελίζονται.
• Αν το ρελέ είναι σωστά συνδεδεμένο και λειτουργικό, πρέπει να πέσει αμέσως (να διακόψει την παροχή).
• Αν δεν πέσει, τότε είτε είναι λανθασμένα συνδεδεμένο είτε έχει βλάβη.
• Πότε γίνεται: μετά την εγκατάσταση και περιοδικά (συνιστάται ανά μήνα), γιατί ο μηχανισμός μπορεί να «κολλήσει» αν μείνει αχρησιμοποίητος για καιρό.
• Συμπληρωματικός έλεγχος με όργανο: με ειδικό όργανο μέτρησης (tester ρελέ διαρροής) επιβεβαιώνεται ότι το ρελέ επεμβαίνει στο ονομαστικό ρεύμα διαρροής του (π.χ. 30 mA) και μέσα στον προβλεπόμενο χρόνο (0,2 sec).

Ενδεικτική απάντηση. Με το ενσωματωμένο πλήκτρο δοκιμής (TEST), που δημιουργεί τεχνητή διαρροή: αν το ρελέ είναι σωστά συνδεδεμένο, πρέπει να πέσει αμέσως. Ο έλεγχος επαναλαμβάνεται περιοδικά. Συμπληρωματικά, με ειδικό όργανο επαληθεύεται ότι επεμβαίνει στο ονομαστικό ρεύμα διαρροής και μέσα στα 0,2 sec.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να εξηγεί τι προσομοιώνει το πλήκτρο TEST (τεχνητή διαρροή), όχι απλώς «πατάμε το κουμπί».
• Σημαντικό: το πλήκτρο TEST ελέγχει τον μηχανισμό του ρελέ. Δεν επιβεβαιώνει ότι η εγκατάσταση έχει σωστή γείωση — αυτό ελέγχεται χωριστά.

Άσκηση Γ.4 — σελ. 167

Εκφώνηση. Να εξηγήσετε τι θα συμβεί και γιατί, εάν σε μια ηλεκτρική εγκατάσταση που φέρει ρελέ προστασίας κάποιος με το ένα χέρι πιάσει τον αγωγό φάσης και με το άλλο χέρι τον ουδέτερο.

Σκέψη. Εφάρμοσε αυστηρά την αρχή λειτουργίας: το ρελέ συγκρίνει το ρεύμα της φάσης με το ρεύμα του ουδέτερου. Ρώτα: σε αυτό το σενάριο, διαφέρουν;

Λύση.

• Το ρεύμα ξεκινά από τη φάση, περνά μέσα από το σώμα του ανθρώπου (χέρι → κορμός → χέρι) και επιστρέφει στον ουδέτερο.
• Κρίσιμη παρατήρηση: όλο το ρεύμα που έφυγε από τη φάση επέστρεψε από τον ουδέτερο. Δεν διέφυγε καθόλου ρεύμα προς τη γη.
• Άρα τα δύο ρεύματα που «βλέπει» ο μετασχηματιστής έντασης είναι ίσα. Τα μαγνητικά πεδία παραμένουν ίσα και αντίθετα, το συνολικό πεδίο μηδέν, η επαγόμενη τάση στο πηνίο μηδέν.
• Συμπέρασμα: το ρελέ ΔΕΝ θα επέμβει. Ο άνθρωπος θα υποστεί ηλεκτροπληξία, με το ρεύμα να διαπερνά τον θώρακα και την καρδιά — η πιο επικίνδυνη διαδρομή.
• Γιατί συμβαίνει αυτό: το ρελέ διαρροής είναι σχεδιασμένο να ανιχνεύει διαρροή προς τη γη, όχι να αναγνωρίζει τι βρίσκεται μέσα στο κύκλωμα. Για τον μηχανισμό, το ανθρώπινο σώμα σε αυτή τη θέση είναι απλώς ένα ακόμη φορτίο συνδεδεμένο ανάμεσα σε φάση και ουδέτερο — όπως θα ήταν μια λάμπα.

Ενδεικτική απάντηση. Το ρελέ δεν θα επέμβει και ο άνθρωπος θα ηλεκτροπληγεί. Το ρεύμα φεύγει από τη φάση και επιστρέφει εξ ολοκλήρου από τον ουδέτερο, χωρίς καμία διαρροή προς τη γη — άρα τα ρεύματα παραμένουν ίσα, το συνολικό μαγνητικό πεδίο μηδέν και ο μηχανισμός δεν ανιχνεύει τίποτε. Για το ρελέ, το σώμα είναι απλώς ένα κανονικό φορτίο μεταξύ φάσης και ουδέτερου.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να καταλήγει ρητά ότι το ρελέ ΔΕΝ επεμβαίνει, και να το αιτιολογεί με την ισότητα των ρευμάτων — όχι με γενικότητες.
• Είναι το σημαντικότερο όριο του ρελέ διαρροής και ο λόγος που το βιβλίο τονίζει ότι χρησιμοποιείται μαζί με γείωση/ουδετέρωση: κανένας μεμονωμένος μηχανισμός δεν καλύπτει όλα τα σενάρια.
• Αντιπαράδειγμα: αν ο ίδιος άνθρωπος πιάσει μόνο τη φάση πατώντας στο έδαφος, τότε το ρεύμα φεύγει προς τη γη, τα ρεύματα φάσης/ουδέτερου διαφέρουν και το ρελέ επεμβαίνει μέσα σε 0,2 sec. Η ίδια συσκευή, τελείως διαφορετική έκβαση.
• Πρακτικό συμπέρασμα: ποτέ δεν εργαζόμαστε σε κύκλωμα υπό τάση επειδή «υπάρχει ρελέ».

Άσκηση Γ.5 — σελ. 167

Εκφώνηση. Ποιος ο ρόλος της μήτρας προσαρμογής των ασφαλειών;

Σκέψη. Η μήτρα είναι μηχανικό εμπόδιο με ηλεκτρικό σκοπό. Τι λάθος εμποδίζει να γίνει;

Λύση.

• Σκοπός της μήτρας είναι «να εμποδίζεται η τοποθέτηση φυσιγγίου μεγαλύτερου ονομαστικού ρεύματος σε βάση που προορίζεται για μικρότερο ρεύμα».
• Ο τρόπος είναι γεωμετρικός: η μήτρα έχει τέτοια διάμετρο ώστε να δέχεται μόνο ένα συγκεκριμένο φυσίγγι, που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο ονομαστικό ρεύμα.
• Παράδειγμα του βιβλίου: μια μήτρα για φυσίγγι 10 A δεν μπορεί να δεχτεί φυσίγγι 16 A — η διάμετρος του φυσιγγίου των 16 A είναι μεγαλύτερη από το άνοιγμα της μήτρας των 10 A.
• Γιατί έχει σημασία: αν μπορούσε να μπει μεγαλύτερο φυσίγγι, ο αγωγός θα προστατευόταν από ασφάλεια μεγαλύτερη από όσο αντέχει — θα υπερθερμαινόταν και θα κινδύνευε να πάρει φωτιά χωρίς ποτέ να πέσει η ασφάλεια.
• Η μήτρα φέρει και αντίστοιχο χρώμα με το φυσίγγι (10 A κόκκινη, 16 A γκρι, 20 A μπλε κ.λπ.), ώστε να υπάρχει και οπτικός έλεγχος πέρα από τον μηχανικό.

Ενδεικτική απάντηση. Η μήτρα εμποδίζει μηχανικά την τοποθέτηση φυσιγγίου μεγαλύτερου ονομαστικού ρεύματος από αυτό για το οποίο έχει υπολογιστεί η γραμμή — η διάμετρός της δέχεται μόνο το σωστό φυσίγγι. Έτσι αποτρέπεται η υπερδιαστασιολόγηση της ασφάλειας, που θα άφηνε τον αγωγό απροστάτευτο.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να εξηγεί γιατί είναι επικίνδυνο το μεγαλύτερο φυσίγγι, όχι μόνο ότι «δεν χωράει».
• Είναι κλασικό παράδειγμα σχεδιασμού poka-yoke: το λάθος αποτρέπεται από τη γεωμετρία, όχι από την προσοχή του χρήστη. Την ίδια λογική έχει και η αδυναμία εισαγωγής φις σε ρευματοδότη διαφορετικής τάσης (Κεφ.2).

Άσκηση Γ.6 — σελ. 167

Εκφώνηση. Γιατί η ισχύς των λαμπτήρων φθορισμού δίνεται σε VA και όχι σε W;

Σκέψη. Σκέψου τι υπάρχει σε σειρά με έναν λαμπτήρα φθορισμού και τι κάνει αυτό στη σχέση τάσης–ρεύματος.

Λύση.

• Ο λαμπτήρας φθορισμού δεν λειτουργεί μόνος του: χρειάζεται στραγγαλιστικό πηνίο (μπάλαστ) σε σειρά, για να περιορίσει το ρεύμα της εκκένωσης.
• Το πηνίο είναι επαγωγικό φορτίο: προκαλεί το ρεύμα να καθυστερεί ως προς την τάση — δηλαδή εισάγει διαφορά φάσης \(\varphi\) μεταξύ τους.
• Έτσι το κύκλωμα παύει να είναι καθαρά ωμικό και εμφανίζονται δύο διαφορετικές ισχείς:
• • Φαινόμενη ισχύς \(S = V \cdot I\), σε VA — αυτή «βλέπει» το δίκτυο και σύμφωνα με αυτήν διαστασιολογούνται αγωγοί και ασφάλειες.
• • Πραγματική ισχύς \(P = V \cdot I \cdot \sigma\upsilon\nu\varphi\), σε W — αυτή μετατρέπεται πράγματι σε φως και θερμότητα.
• Επειδή \(\sigma\upsilon\nu\varphi < 1\), ισχύει \(P < S\): ο λαμπτήρας τραβά από το δίκτυο περισσότερα VA από τα W που καταναλώνει.
• Άρα η ένδειξη σε VA είναι η χρήσιμη για τον εγκαταστάτη, γιατί από αυτήν προκύπτει το πραγματικό ρεύμα της γραμμής: \(I = S / V\).
• Το ίδιο ισχύει και για τους ρυθμιστές έντασης του βιβλίου, που δίνονται σε VA όταν αφορούν φορτία με μετασχηματιστή (π.χ. «Ρυθμιστής 420 VA, λαμπτήρων 12 V ιωδίνης, με ηλεκτρονικό μετασχηματιστή»), ενώ δίνονται σε W για καθαρά ωμικά φορτία πυράκτωσης.

Ενδεικτική απάντηση. Γιατί ο λαμπτήρας φθορισμού λειτουργεί με στραγγαλιστικό πηνίο, που είναι επαγωγικό φορτίο και δημιουργεί διαφορά φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος. Έτσι \(\sigma\upsilon\nu\varphi < 1\) και η φαινόμενη ισχύς \(S = V\cdot I\) (VA) είναι μεγαλύτερη από την πραγματική \(P\) (W). Το δίκτυο και οι γραμμές διαστασιολογούνται με βάση τα VA, γιατί από εκεί προκύπτει το πραγματικό ρεύμα.

Πρόσεξε:

• ΚΡΙΤΗΡΙΟ: η απάντηση πρέπει να συνδέει τρία πράγματα: το πηνίο → τη διαφορά φάσης → τη διάκριση S (VA) από P (W). Η αναφορά μόνο στο «συνφ» χωρίς την αιτία είναι ελλιπής.
• Πρακτική συνέπεια: μια εγκατάσταση με πολλούς λαμπτήρες φθορισμού τραβά περισσότερο ρεύμα από όσο θα υπολόγιζε κανείς αθροίζοντας τα watt — γι' αυτό στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις γίνεται διόρθωση του συντελεστή ισχύος με πυκνωτές.
• Στους σύγχρονους λαμπτήρες LED και στα ηλεκτρονικά μπάλαστ ο συντελεστής ισχύος είναι πολύ κοντά στη μονάδα, οπότε η διαφορά VA–W μικραίνει.