Utilizarea in siguranta a echipamentelor electrice si electronice este esentiala atat pentru protejarea investitiei realizate prin achizitionarea lor, cat si pentru evitarea unor situatii periculoase. O componenta cheie in acest sens o reprezinta cunoasterea si monitorizarea atenta a tensiunii electrice care alimenteaza aceste dispozitive.

Tensiunea electrica reprezinta un aspect fundamental al circuitelor electrice, care poate influenta puternic functionarea si durata de viata a aparatelor. Fie ca vorbim despre computerul personal, centrala termica sau alte echipamente, incapacitatea retelei de a mentine o tensiune electrica stabila poate duce la defectiuni si chiar avarii grave.

In cadrul acestui articol vom explora in detaliu conceptul de tensiune electrica - de la definitie si unitati de masura, pana la cauzele si implicatiile caderilor si fluctuatiilor de tensiune electrica. De asemenea, vom prezenta modalitatile concrete de a masura si verifica tensiunea la priza, precum si solutiile eficiente de protejare a dispozitivelor impotriva perturbatiilor de curent electric.

Cunoasterea temeinica a acestui subiect va permite utilizatorilor finali sa identifice si sa previna problemele legate de alimentarea electrica, contribuind la o exploatare indelungata si in siguranta a echipamentelor.

1. Ce este si cum se masoara si verifica tensiunea electrica?

Tensiunea electrica, ca notiune de baza a fizicii, reprezinta diferenta de potential electric intre doua puncte ale unui circuit. In mod simplu, aceasta masoara forta cu care electronii sunt impinsi prin circuit, permițând circulatia curentului electric.

Tensiunea electrica este, de fapt, o marime fizica care exprima forta care pune in miscare sarcinile electrice intr-un circuit, determinand aparitia curentului electric, sau, altfel spus, este cantitatea de energie electrica acumulata intre doua puncte intr-un circuit, masurata in volti (V). Aceasta reprezinta "presiunea" - daca am putea spune astfel - care determina deplasarea electronilor prin circuit.

Intr-o alta definitie, tensiunea electrica este o marime care indica intensitatea campului electric intre doua puncte, fiind egala cu lucrul mecanic necesar pentru deplasarea unei sarcini electrice intre acele doua puncte.

Aceste definitii suplimentare ajuta la o intelegere mai completa a conceptului de tensiune electrica si a rolului sau esential in functionarea circuitelor electrice.

Unitatea de masura pentru tensiunea electrica, asa cum probabil ca stii deja, este voltul (V). Astfel, o tensiune electrica de 230V inseamna ca exista o diferenta de potential de 230 de volti intre cele doua puncte ale circuitului. Cu cat tensiunea electrica este mai mare, cu atat "forta" care impinge electronii este mai puternica.

Pentru a functiona in parametri normali, fiecare echipament electric sau electronic are nevoie de o tensiune electrica specifica, precizata in documentatia tehnica a producatorului. Aceasta poate varia de la cativa volti pentru dispozitive mici, pana la sute sau chiar mii de volti pentru instalatii industriale.

Tensiunea electrica a fost descoperita si studiata de mai multi savanti de-a lungul istoriei. Cativa dintre cei mai importanti pionieri in domeniul electricitatii si cei care au contribuit in mod esential la intelegerea fenomenelor fizice legate de tensiunea electrica, dar si care au facut posibila aparitia sistemelor moderne de azi de alimentare cu curent electric si de distributie a energiei electrice sunt:

• Alessandro Volta (1745-1827). Fizicianul italian Alessandro Volta a inventat in 1800 prima baterie electrica functionala, numita "pila Volta", cu care a demonstrat si explicat aparitia tensiunii electrice intr-un circuit.
• Georg Simon Ohm (1789-1854). Fizicianul german Georg Ohm a formulat in 1827 legea fundamentala a circuitelor electrice, care exprima relatia dintre tensiunea electrica, curent si rezistenta electrica.
• Michael Faraday (1791-1867) - a fost un fizician englez care a realizat numeroase experimente care au dus la o mai buna intelegere a fenomenelor electromagnetice, inclusiv a tensiunii electrice.
• James Clerk Maxwell (1831-1879). Fizicianul scotian James Clerk Maxwell a unit in teoria sa electromagnetica conexiunile dintre campul electric, campul magnetic si tensiunea electrica.
• Thomas Edison (1847-1931). Inventatorul si, totodata, omul de afaceri american Thomas Edison a contribuit semnificativ la dezvoltarea sistemelor de alimentare si distributie a tensiunii electrice in scopuri practice.

Acesti savanti si teoreticieni alaturi de multi altii au pus bazele teoretice si practice ale intelegerii tensiunii electrice, fenomen esential pentru dezvoltarea electrotehnicii, electronicii si tehnologiilor electrice moderne.

Asadar, tensiunea electrica reprezinta un element de baza care asigura alimentarea corespunzatoare a circuitelor, permitand echipamentelor electrice si electronice sa functioneze in mod optim si sigur. Monitorizarea atenta a acesteia poate preveni numeroase probleme legate de caderi sau fluctuatii de tensiune.

Pentru a identifica eventualele caderi sau fluctuatii de tensiune electrica sau de curent, este necesar sa se efectueze masurarea periodica a tensiunii electrice la diferite puncte din instalatie.

Acest lucru se realizeaza utilizand aparate de masura specializate, cum ar fi voltmetrul sau multimetrul. Aceste instrumente permit citirea directa a valorii tensiunii electrice intr-un circuit.

• Tensiunea la priza

Tensiunea minima sau maxima la priza reprezinta valorile tensiunii electrice masurate direct la nivelul prizei de alimentare a unui echipament. Aceasta ar trebui sa fie de aproximativ 230V in retelele electrice standard din Romania.

Valoarea tensiunii la priza este extrem de importanta, deoarece de ea depinde functionarea corespunzatoare a dispozitivelor. O tensiune prea mica la priza poate determina:

• Functionare instabila a echipamentelor;
• Consum excesiv de curent electric;
• Incalzirea excesiva a componentelor;
• Reducerea duratei de viata a dispozitivelor.

Pe de alta parte, o tensiune prea mare la priza poate duce la:

• Deteriorarea componentelor electronice;
• Arderea sigurantelor sau a altor elemente de protectie;
• Risc sporit de incendiu sau electrocutare.

Cauzele unei tensiuni mici la priza sau ale unei tensiuni prea mari la priza pot fi diverse:

• Probleme in reteaua de distributie a energiei electrice;
• Caderi de tensiune pe liniile de alimentare;
• Supraincarcarea instalatiei electrice a cladirii;
• Defectiuni in instalatia electrica a cladirii.

De aceea, este esential sa se efectueze periodic verificari periodice ale tensiunii electrice la prize pentru a depista si remedia orice probleme legate de alimentarea electrica a echipamentelor.

Pentru a sti cum se masoara sau cum se verifica tensiunea electrica este important sa cunosti etapele de verificare sau de masurare a tensiunii electrice la priza. Aceste etape contau in:

• Alege un aparat de masura adecvat, care poate masura tensiunea alternativa la valori de pana la 250V;
• Conecteaza aparatul de masura direct la priza pe care doresti sa o verifici, respectand polaritatea;
• Citeste cu atentie valoarea afisata pe aparat. Aceasta trebuie sa se incadreze in parametrii normali;
• Efectueaza masuratori la mai multe prize, pentru a identifica eventualele caderi de tensiune in instalatie;
• Inregistreaza valorile masurate si compara-le cu tensiunea nominala de 230V.

In cazul in care se constata tensiuni mici la priza sau, dimpotriva, tensiuni prea mari la priza, trebuie identificate si remediate cauzele, pentru a proteja echipamentele impotriva defectarilor.

Verificarea periodica a tensiunii electrice este, deci, esentiala pentru a asigura o alimentare stabila si sigura a dispozitivelor alimentate de la reteaua electrica.

2. Fluctuatiile si caderea de tensiune sau de curent - cauze, manifestare si efecte

Caderile de tensiune reprezinta scaderi ale valorii tensiunii electrice in anumite parti ale unui circuit, cauzate de rezistenta conductorilor electrici sau de consumul excesiv de curent de catre echipamente.

Aceste caderi de tensiune pot aparea din mai multe motive:

• Lungimea excesiva a cablurilor de alimentare cu curent electric;
• Sectiune insuficienta a cablurilor electrice;
• Conexiuni electrice defectuoase, realizate in cadrul instalatiei electrice;
• Supraincarcarea circuitelor electrice ale unei instalatii.

O cadere de tensiune prea mare, sub limitele normale, poate determina functionarea necorespunzatoare sau chiar defectarea echipamentelor electrice sau electronice, deoarece acestea nu mai primesc tensiunea necesara.

Pe de alta parte, fluctuatiile de tensiune electrica se refera la variatiile constante ale tensiunii electrice, in sus si in jos, fata de valoarea standard a tensiunii datorate unor factori externi, cum ar fi:

• Conectarea sau deconectarea de sarcini mari in reteaua electrica;
• Defecte in reteaua de distributie a energiei electrice;
• Fenomene meteorologice (de exemplu, trasnetele din timpul furtunilor).

Aceste fluctuatii de curent sau de tensiune electrica pot provoca deteriorarea componentelor electronice din echipamente, reducand semnificativ durata lor de viata.

Pentru a preveni astfel de probleme, este esential sa se monitorizeze atent tensiunea electrica si sa se ia masurile de protectie adecvate.

3. Masuri de protectie ale echipamentelor electrice impotriva caderilor si fluctuatiilor de tensiune sau de curent

Pentru a asigura o alimentare stabila si sigura a echipamentelor electrice si electronice, este foarte important sa se implementeze solutii eficiente de protectie impotriva caderilor si fluctuatiilor de tensiune sau de curent electric.

Una dintre cele mai eficiente masuri este utilizarea UPS-urilor (Uninterruptible Power Supply). Aceste dispozitive sunt conectate intre priza de alimentare cu curent electric a instalatiei si echipamentele consumatoare, asigurand o tensiune electrica stabila si continua, chiar si in cazul unor pene de curent sau a unor fluctuatii de tensiune in reteaua electrica.

Principalele avantaje ale folosirii de UPS-uri, mai ales atunci cand este vorba de echipamente sensibile, cum ar fi PC-urile, laptopurile, centralele termice, si alte echipamente cu componente electronice sensibile sunt:

• Mentinerea tensiunii electrice la nivel constant pe intreaga durata de functionare a aparaturii consumatoare;
• Protectie impotriva caderilor de tensiune;
• Protectie impotriva fluctuatiilor de tensiune;
• Asigurarea alimentarii pentru o perioada limitata de timp in caz de intrerupere a curentului. Modelele avansate de UPS-uri permit un asa numit “buffer” de timp in care pot sustine alimentarea unui echipament electric dupa ce alimentarea principala cu energie electrica a suferit o cadere sau o intrerupere temporara.

Principiul de functionare al unui UPS se bazeaza pe urmatoarele elemente cheie:

• Transformator si rectificator

UPS-ul incepe prin a transforma curentul electric alternativ (AC) de la retea in curent continuu (DC) prin intermediul unui transformator si a unui rectificator.

• Baterie de acumulatori

Acest curent continuu este utilizat pentru incarcarea unei baterii interne de acumulatori, care reprezinta sursa de rezerva a UPS-ului.

• Invertor

Atunci cand se produce o pana de curent sau o fluctuatie de tensiune in retea, UPS-ul comuta instantaneu la alimentarea din baterie.

Un invertor transforma apoi tensiunea continua a bateriei inapoi in tensiune alternativa pentru a alimenta echipamentele conectate.

• Controlul si monitorizarea

UPS-ul are un sistem electronic de control care monitorizeaza continuu tensiunea de intrare si comuta automat intre retea si baterie, mentinand o tensiune de iesire stabila. De asemenea, UPS-ul poate semnala intreruperea curentului electric prin emiterea de alarme si poate furniza informatii privind starea sa de functionare.

In plus fata de UPS-uri, exista si alte solutii de protectie, precum stabilizatoarele de tensiune, care pot compensa fluctuatiile de tensiune si mentine tensiunea la priza in parametri normali.

Pentru o protectie optima, este recomandat ca fiecare echipament important (calculatoare, centrale termice etc.) sa fie prevazut cu un UPS sau un stabilizator de tensiune adecvat. Astfel, se vor preveni defectarile premature cauzate de perturbatiile alimentarii cu curent electric si se va asigura o functionare sigura si de lunga durata a dispozitivelor.

Pe scurt, tensiunea electrica este un aspect fundamental in functionarea in siguranta a echipamentelor electrice si electronice. Cunoasterea aprofundata a acestui concept, a cauzelor si implicatiilor caderilor si fluctuatiilor de tensiune electrica este esentiala pentru a preveni defectiuni si a asigura o exploatare indelungata a dispozitivelor.

Prin masurarea periodica a tensiunii la priza si implementarea solutiilor adecvate de protectie, cum ar fi UPS-urile si stabilizatoarele de tensiune, utilizatorii isi pot asigura o alimentare electrica stabila si de calitate.

Pe de alta parte, monitorizarea atenta a tensiunii electrice reprezinta o atitudine prudenta, care poate salva multe echipamente de la defectari premature. De asemenea, cunoasterea modului de functionare si a importantei acestui parametru este un pas esential in utilizarea in siguranta a dispozitivelor electrice si electronice.

In cele din urma, protejarea echipamentelor impotriva fluctuatiilor de curent trebuie sa fie o preocupare constanta, deoarece aceasta contribuie la cresterea fiabilitatii si duratei de viata a investitiilor realizate.