المنهج العملي أساسيات الهندسة الكهربية والإلكترونية

الباب الأول
السلامة والصحة المهنية


1. –1 : قواعد الأمن والسلامة داخل مكان العمل – فكرة مبسطة عن مصادر التيار الكهربي وطرق توزيعه
1-1-1 مفهوم السلامة والصحة المهنية :
تعرف السلامة والصحة المهنية بأنها العلم الذي يهتم بالحفاظ على سلامة وصحة الإنسان وذلك بتوفير بيئات عمل آمنة خالية من مسببات الحوادث آو الإصابات أو الأمراض المهنية ، أو بعبارة أخرى هي مجموعة من الإجراءات والقواعد والنظم في إطار تشريعي تهدف إلي الحفاظ علي الإنسان من خطر الإصابات والحفاظ على الممتلكات من خطر التلف والضياع ، وتدخل السلامة والصحة المهنية في كل مجالات الحياة فعندما نتعامل مع الكهرباء أو الأجهزة الكهربية والإلكترونية فلا غنى عن إتباع قواعد السلامة وبديهي انه داخل المصانع وأماكن العمل المختلفة وفي المنشآت التعليمية فإننا نحتاج إلي قواعد السلامة ، بل يمكننا القول بأنة عند تناول الأدوية للعلاج أو الطعام لنمو أجسامنا فإنه يجب إتباع قواعد السلامة.
1-1-2 - الأهداف من اتباع قواعد السلامة والصحة المهنية :
1 – 1 – 2- 1- حماية العنصر البشرى من الإصابات الناجمة عن مخاطر بيئة العمل وذلك بمنع تعرضهم
للحوادث والإصابات والأمراض المهنية .
1 – 1 – 2- 2- الحفاظ علي مقومات العنصر المادي المتمثل في المنشآت وما تحتويه من أجهزة ومعدات من التلف
والضياع نتيجة الحوادث .
1 – 1 – 2- 3- توفير وتنفيذ كافة اشتراطات السلامة والصحة المهنية التي تكفل توفير بيئة آمنة تحقق الوقاية من
المخاطر للعنصرين البشرى والمادي .
1 – 1 – 2- 4 - تهدف السلامة والصحة المهنية كمنهج علمي تثبيت الآمان والطمأنة في قلوب العاملين أثناء قيامهم بأعمالهم والحد من نوبات القلق والفزع الذي ينتابهم وهم يتعايشون بحكم ضروريات الحياة مع أدوات ومواد وآلات يكمن بين ثناياها الخطر الذي يتهدد حياتهم وتحت ظروف غير مأمونة تعرض حياتهم بين وقت وآخر لأخطار فادحة .
ولكي تتحقق الأهداف السابق ذكرها لابد من توافر المقومات التالية :
1- التخطيط الفني السليم والهادف لأسس الوقاية في المنشآت .
2- التشريع النابع من الحاجة إلي تنفيذ هذا التخطيط الفني
3- التنفيذ المبني علي الأسس العلمية السليمة عند عمليات الإنشاء مع توفير الأجهزة الفنية المتخصصة لضمان استمرار تنفيذ خدمات السلامة والصحة المهنية .




1-1-3 - قواعد الأمن والسلامة داخل مكان العمل :
1 – 1 – 3 – 1 - الاهتمام بنظافة مكان العمل وترتيبه وارتداء الملابس المناسبة .
1 – 1 – 3 –2- عدم توصيل التيار الكهربي لأي من الآلات أو الأجهزة دون إشراف المعلم .
1 – 1 – 3 –3 - التأكد من فصل التيار الكهربي عن آي دائرة قبل إجراء أي عمليات بها .
1 – 1 – 3 –4 - التأكد من مطابقة فرق جهد المصدر الكهربي للجهد المقنن لتشغيل الأجهزة والآلات قبل تشغيلها .
1 – 1 – 3 –5 - التأكد من صلاحية مكونات الدوائر الكهربية قبل توصيلها بالتيار الكهربي .
1 – 1 – 3 –6 - المحافظة علي معدات العمل وأدواته واستخدامها بالطرق الصحيحة .
1 – 1 – 3 –7 - إجراء الصيانة الدورية المستمرة لجميع الأدوات والأجهزة والآلات الموجودة .
1 – 1 – 3 –8 - التأكد من صحة توصيل أجهزة القياس المختلفة مع الأحمال الكهربية ، كتوصيل جهاز الأميتر علي التوالي وجهاز الفولتميترعلي التوازي مع اختيار المدى المناسب للقيمة المقاس والقطبية المناسبة .
1 – 1 – 3 –9 - التعاون مع الزملاء وهيئة التدريس لتحسين الأداء واكتساب المهارات .
1 – 1 – 3 –10 - تأريض المعدات والآلات الكهربية والأجسام المعدنية للأجهزة .
1 - 1 - 4 : فكرة مبسطة عن مصادر التيار الكهربي وطرق توزيعه :-
الكهرباء هي إحدى صور الطاقة النظيفة ( أي التي لا يحدث عنها مخلفات ضارة بالبيئة) ولا غني عنها في حياتنا سواء في الاستخدامات المنزلية للإنارة والتدفئة وتشغيل الأجهزة الكهربية المنزلية والإلكترونية أو في الصناعة لتشغيل الماكينات اللازمة للإنتاج أو في الزراعة لتشغيل طلمبات الري أو حفظ المحاصيل أوفي المستشفيات في تشغيل الأجهزة الطبية وخلافه . ومصادر التيار الكهربي كثيرة ومتعددة نذكر منها علي سبيل المثال لا الحصر
1 – 1 – 4- 1 ـ المولدات الكهربية وهي إما أن تكون ذات قدرات صغيرة وتستخدم في المنازل أو المصانع شــــــكل ( 1- 1) .

شكل ( 1- 1 ) ماكينة توليد كهرباء

أو تكون ذات قدرات كبيرة تستخدم لتغذية المدن والمصانع عن طريق خطوط النقل الكهربية وتنسب هذه المحطات إلي الطاقة الميكانيكية التي تديرها ومنها :
1 – محطات تعمل بوقود مشتقات البترول ( سائل أو غازي ) .
2- محطات بخارية تعتمد علي الطاقة الحرارية الناتجة عن تسخين المياه (البخار) .
3- محطات مائية تعتمد علي الطاقة الناتجة من تساقط أو اندفاع المياه .
4- محطات نووية (المفاعلات النووية ) – مصر في سبيلها الآن إلي إنشاء تلك المحطات .
1 – 1 – 4- 2 ـ البطاريات السائلة (المستخدمة في السيارات ) أو الجافة ( المستخدمة في كشاف الطوارئ ) شكل ( 1-2) .

شكل ( 1- 2 ) يبين بعض الأشكال للبطاريات السائلة والجافة



1 – 1 – 4- 3 ـ الأعمدة الجافة بمختلف أنواعها تمثل مصادر بسيطة للتيار الكهربي شكل ( 1- 3 ) .

شكل (1-3 ) عامود جاف 1.5 فولت
1 – 1 – 4- 4 ـ الخلايا الشمسية والضوئية وهي مصادر حديثة للتيار الكهربي ( 1- 4 ) .

شكل (1-4 ) يوضح دائرة بسيطة تستخدم الخلية الشمسية لإنارة مصباح كهربي
وتوجد مصادر أخري تعتمد علي توليد القدرة الكهربية بفعل طاقة الرياح شكل (1-5 ).

شكل (1-5 ) مولد كهربي ي يعمل بفعل طاقة الرياح
ولنقل القدرة الكهربية من أماكن التوليد إلي أماكن الاستهلاك تستخدم محولات قدرة لرفع الجهد وبالتالي ينخفض التيار ولذلك تقل مساحة مقطع الموصلات المستخدمة فتقل تكلفة منظومة النقل ويعاد استخدام محولات قدرة خفض ومحولات توزيع في أماكن الاستهلاك . شكل ( 1 – 6 )


شكل (1-6 ) يبين منظومة توليد ونقل وتوزيع القدرة الكهربية
يتم توزيع التيار الكهربي في مصر بأربعة أسلاك تميز بالحروف R-S-T-MP أو L1-L2-L3-N ويؤخذ الموصل الرابع (N أو MP ) من نقطة النجمة لمحول التوزيع شكل ( 1-7 ) الذي يبين طرق الحصول جهد
220 V وجه واحد , 380 V ثلاثة أوجه .

شكل (1-7 ) توزيع التيار الكهربي بأربعة موصلات

1 – 2 - مخاطر الكهرباء
بالرغم من مميزات الكهرباء العظيمة إلا إنها تعتبر سلاح ذو حدين حيث أن الاستعمال الخاطئ وعدم اتخاذ الاحتياطات الأمنية اللازمة سواء في المنازل أو المنشآت الصناعية أوالتعليمية قد يصاحبه بعض الأخطار والحوادث مما يتسبب عنه فقد في الأرواح والممتلكات . وتنقسم المخاطر الكهربية حسب تأثيرها إلي قسمين أساسيين
1 – 2 – 1 - مخاطر تؤثر علي الإنسان :
إذا لمس شخص أجزاء عارية حاملة للتيار الكهربي أثناء وقوفه علي الأرض أو ملامسته لبعض أجزاء من مبنى ليكون مكملا لدائرة كهربية فسوف يسرى تيارا كهربيا خلال جسمه وينتج عن ذلك ما يلي :
1 – 2 – 1 – 1 - صدمة كهربية : قد تؤدى للوفاة وتحدث نتيجة اتصال موصل أحد الأوجه للتيار الكهربي بالجسم المعدني أو هيكل الأجهزة أو المعدات الكهربية , وعندما يلمس الشخص هذه المعدات أو الموصل مباشرة يتعرض فورا لصدمة كهربية نتيجة مرور تيار كهربي خلال جسمه ويعتمد مقدار الضرر الذي يصيبه علي قيمة ذلك التيار ومدة سريانه وكذا حالته الصحية والجدول ( 1 – 1 ) يبين العلاقة بين قيم التيار ونوعه والضرر الذي يصيب الشخص الذي يتعرض للصدمة الكهربية وتتوقف شدة الصدمة التي يتعرض لها الإنسان علي عدة عوامل نذكر منها :
1- شدة ونوع التيار الكهربي المار بالجسم ( فتأثيرالتيار المستمر DC أقل من تأثيراالتيار المتغير AC )
2- مدة سريان التيار في الجسم ، فكلما زادت مدة سريان التيار الكهربي بالجسم زاد تأثيره الضار .
3- العضو الذي يسري فيه التيار الكهربي ؛ فالجهاز العصبي والقلب أكثر الأعضاء تأثرا بالكهرباء ولعل المسار الأكثر خطورة هو من اليد إلي اليد عبر الصدر مرورا بالقلب حيث قد تحدث الوفاة الفورية والجدول ( 1 – 2 ) يبين مقاومة أعضاء الجسم المختلفة.
4- حالة الجلد ؛ فالجلد الجاف أكثر مقاومة للإصابة بالصدمة الكهربية من الجلد الرطب .
5- مدي مقاومة الشخص لتأثير الكهرباء .
1 – 2 – 1 – 3- الحروق : تختلف شدتها من حروق بسيطة تنشأ عن تيارات ضعيفة إلي حروق
شديدة تنشأ عن تيارات ذات جهد عالي والتي تؤدي إلي تدمير لمعظم طبقات الجلد .
انبهار العين : ينتج عن الصدمة الكهربية عتامه في العدسة وذلك لسريان التيار
الكهربي المباشر من خلال العين الذي ينتج عنه تعرض العين للوميض الكهربي ؛
كما يحدث لعامل اللحام بالقوس الكهربي .




الجدول) 1 - 1 ) يلخص القيم المؤثرة للتيار الكهربي علي جسم الإنسان
م شدة التيار (مللي أمبير) التيار المتغير التيار المستمر
1 1.5 - 6 بداية الشعور برجفة خفيفة في الأصابع لايشعر به
2 2 -3 رجفة في الأصابع لايشعر به
3 5 – 7 رجفة في اليدين شعور بالحرارة
4 8 – 10 شعور بالألم في الأصابع وعظام اليدين ويستطيع المصاب التخلص من مصدر الصدمة بسهوله شعورزائد بالحرارة
5 20 - 25 عجز اليدين عن الحركة وعجز المصاب عن التخلص من مصدر الصدمة وشعور بضيق في التنفس شعورزائد بالحرارة
6 50 - 80 توقف التنفس واضطراب في الدورة الدموية قد يسبب الوفاة تقلص وصعوبة في التنفس
7 90 –100 توقف التنفس ويتوقف القلب بعد 3 ثوان وتحدث الوفاة توقف التنفس
8 100 - 200 توقف القلب وحدوث الوفاة بشكل مؤكد حدوث الوفاة
9 أكثر من 200 توقف التنفس والقلب وحدوث حروق كبيرة حدوث الوفاة

وشدة التيار المارة بجسم الإنسان تتوقف علي مقدار مقاومة أعضاء جسم الإنسان . وفيما يلي جدول يبين مقدار والجدول ( 1 – 2 ) يبين مقاومة أعضاء الجسم المختلفة :
مسلسل البيـــــــــــــان المقاومة بالأوم
1
2
3
4
6 من القدم الي القدم
من اليد الي القدم
من اليد الي اليد
من الي القدمين معا
من اليدين الي القدمين 6500
4500
4000
3000
1800
من الجدولين السابقين يمكن حساب شدة التيار المارة بجسم الإنسان ومدى تأثيرها علية وذلك باستخدام قانون أوم ( شدة التيار الكهربي = خارج قسمة فرق الجهد علي المقاومة )
1 – 2 – 2 - مخاطر تؤثر علي المنشآت والمواد :-
نتيجة لسوء استخدام ومراعاة شروط الأمن للطاقة الكهربية قد تحدث حرائق وانفجارات أو تلف بالمعدات . دلت الإحصائيات علي أن أسباب الحوادث الناجمة عن سوء استخدام القوى الكهربية تنحصر فيما يلي :
1- التحميل الزائد
2- قصر بالدائرة
3- استعمال معدات أو مهمات كهربية تالفة
4- لمس أجزاء مكهربة
5- عدم توصيل الأجهزة والمعدات بالأرضي .
1 – 3- طرق الوقاية من مخاطر التيار الكهربي والصدمة الكهربية والإسعافات الأولية للمصابين بالصدمة الكهربية :
1 – 3 – 1 – طرق الوقاية من مخاطر التيار الكهربي والصدمة الكهربية :
يجب عند تركيب الأسلاك الكهربية لإغراض الإنارة أن تكون داخل مواسير عازلة ولايجوز تركها مكشوفة حتى لا تتسرب إليها الرطوبة أو تؤثر فيها الحرارة التي يمكن أن تؤدى آلي قصر كهربي .
1- يجب عدم عمل عقد بالسلك المدلي لتقصيره أو دق مسامير عليه لتقريبه من الحائط ولأغراض التقصير يقطع السلك حسب المقاس المناسب .
2- يجب أن تكون الأسلاك والكابلات المستخدمة في التوصيلات الكهربية مناسبة لشدة التيار المار بها ؛ كما توصل الهياكل المعدنية للأجهزة والمعدات بالقطب الأرضي .
3- يجب عدم تحميل آي مأخذ كهربي ( بريزة ) بحمل زيادة عن المقنن له وعند آي زيادة في درجة حرارة المفاتيح أو التوصيلات الكهربية إبلاغ الفني المختص لعمل أتلازم , ويجب عدم القيام بأي أعمال في التوصيلات الكهربية أو إصلاحات إلا بمعرفة المختص المسئول عن الصيانة الكهربية .
4- توصيل الأجهزة والمعدات بمجمع أرضي إستاتيكي مناسب لتفريغ أي شحنات إستاتيكية فور تولدها .
5- يجب مراعاة الأسس القياسية الكهربية حسب الكود المصري وشروط الأمان عند تركيب الأجهزة الكهربية كالمحولات , المحركات , لوحات التوزيع الكهربية , المفاتيح , البرايز ( مآخذ التيار ) ....
6- يجب منع أي احتمال للمس المفاجئ للموصلات الحاملة للتيار الكهربي .
7- في حالة تركيب أي أجهزة كهربية في العراء يجب تسويرها بالحواجز الواقية لمنع الاقتراب منها .
8- يجب وضع تعليمات تحذيرية واضحة بحيث بسهل قراءتها بجانب الأجهزة والمصلات الحاملة للتيار الكهربي تبين مقدار الجهد وخاصة الجهد العالي .
9- يجب أن يكون القائمين علي أعمال الصيانة الكهربية للأجهزة والمعدات والتركيبات الكهربية فنيين مدربين كل في تخصصه ويجب قبل إجراء أي إصلاحات للأجهزة أو التركيبات الكهربية فصل التيار الكهربي والتأكد من ذلك ( وفي بعض الحالات توصل هذه الأجهزة بالأرضي العام ) , ويجب ارتداء ملابس الوقاية المناسبة .
10- يجب عمل صيانة دورية للأجهزة والتركيبات الكهربية وإصلاح ما يظهر من أعطال فور اكتشافيها وتغيير التالف فورا .
11- يجب عدم تعريض الأسلاك والكابلات المعزولة للشمس أو الحرارة المباشرة حتى لا يتعرض العازل للتلف بعد مدة طويلة .
12- يجب مراعاة وضع لوحات التوزيع العمومية والفرعية والمفاتيح والبرايز خارج الغرف التي تحتوي علي أبخرة أو أتربة أو غازات قابلة للاشتعال .
13- يجب تخصيص منصهرات لكل مجموعة من الدوائر مع استخدام القاطع الكهربي الأتوماتيكى ( C.B ) وذلك لفصل التيار الكهربي في حالة زيادة الأحمال آو حدوث قصر كهربي .
14- يجب أن تكون المفاتيح ومآخذ التيار المستخدمة داخل مخازن المواد الكيميائية من النوع المعزول المخمد للشرر المصنع خصيصا لهذا الغرض .
15- يجب تركيب قواطع حماية ضد التسرب الأرضي . Earth leakage protection
16- يجب قطع التيار الكهربي عن جميع المنشآت بعد انتهاء العمل أو عند مغادرة المنزل لمدة طويلة كالسفر .
1 – 3 – 2 - الإسعافات الأولية للمصابين بالصدمة الكهربية
عندما يصاب شخص بالصدمة الكهربية فإنه يموت ظاهريا ولذلك يجب بذل أقصي جهد ممكن لاستعادة حياة المصاب والتي تتوقف علي عاملين أساسيين :
1 - الطريقة الصحيحة التي يجب إتباعها عند قطع التيار عن المصاب .
2 - إتباع الطريقة الصحيحة لعمل التنفس الصناعي إذ أن إتباع الطرق الخاطئة ربما تؤدى الي إختناق المصاب والتعجيل بنهايته بدلا من إنقاذه .
1 – 3 – 2 – 1 - الإجراءات التي يجب إتباعها في حالة تعرض شخص لصدمة كهربية
1- فصل التيار الكهربي وبأسرع ما يمكن .
2- إذا كان مفتاح التحكم بعيدا يتم استخدام وسيلة لإبعاد الشخص المصاب عن مصدر التيار الكهربي باستخدام قطعة خشب جافة أو حزام من الجلد آو أي مادة عازلة ، وعدم لمس المصاب مباشرة ؛ لأن ذلك يعرضك للإصابة بالصدمة والاهتمام بالتحرك السريع لإنقاذ الشخص المصاب وإذا تعرض للإغماء يجب إجراء عملية التنفس الصناعي له وهى مسألة حيوية لإنقاذ المصاب حتى يستعيد وعية أو علي الأقل يبدأ في التنفس الطبيعي لحين وصول الطبيب .
3- تدفئة المصاب ببطاطين آو أي وسيلة أخرى .
4- عمل تدليك للأطراف في اتجاه القلب مما يساعد ذلك علي وصول أكبر كمية من الدم اليه وبالتالي تنشيط الدورة الدموية.
1 – 4 - التدريب عن طريق المشاهدة والمحاكاة علي كيفية إسعاف المصاب بالصدمة الكهربية :
1 – 4 – 1 - طريقة إجراء عملية التنفس الصناعي
1- يمدد المصاب علي ظهره ما لم يكن مصابا بكسر في العنق أو الظهر .
2- فتح المجاري الهوائية وذلك بجذب الرأس الي الخلف ودفع الفك إلي أعلي بلطف أو توضع يد تحت الرقبة واليد الأخرى علي الجبهة ويغلق الأنف لمنع تسرب الهواء ومن الضرورى جذب اللسان والذقن الي الأمام لمنع إنتفاخ معدة المصاب بالهواء .
3- يأخذ المسعف شهيقا عميقا ويباشر في نفخه في فم المصاب وذلك بعد وضع منديل نظيف حول فم المصاب وإذا كان طفلا يضع المسعف فمه علي فم وأنف الطفل معا شكل ( 1- 5 ) قبلة الحياة .
4- تكرر هذه العملية مرتين متتاليتين ويلاحظ معها حركة صدر المصاب .
5- يرفع المسعف فمه بسرعة وينصت لسماع صوت الزفير وتراقب حركة الصدر.
6- يكرر هذا الإجراء بمعدل 12 مرة في الدقيقة وتراقب حركة الصدر للبالغ ، وبمعدل من 12 الي 15 مرة في الدقيقة للأطفال .
7- في حال حدوث تقيؤ أدر رأس المصاب جانبا ثم نظف فمه برفق .
8- الدليل علي استعادة المصاب وعيه هو حركة الصدر وتحسن لون الجلد وتراجعت الزرقة مع العلم بأن تحرك الصدر والبطن لا يعني بالضرورة عودة التنفس الطبيعي ولكن التنفس الطبيعي يكون بشعور المسعف بأصابعه قرب الأنف والفم
9- يراقب المصاب بعد التنفس الصناعي لمدة ساعة علي الأقل .
شكل ( 1- 7 أ, ب , ج ) يوضح خطوات وكيفية اجراءعملية التنفس الصناعى .


أ - إمالة الرأس إلي الخلف لتفتيح مسارات دخول الهواء إلى رئتية


ب - فتح الفم لاخراج مابداخلة من أسنان صناعية أو قىء أوخلافة

ج ـ أخذ شهيق ونفخه في فم المصاب ( قبلة الحياة ) .
شكل ( 1- 7 أ, ب , ج ) يوضح خطوات وكيفية اجراءعملية التنفس الصناعى

التدليك الخارجي للقلب : تتطلب عملية تدليك القلب فهما دقيقا , وتدريبا عمليا حتي تؤدى بدقة صحيحة ولاينتج عنها مضاعفات قد تسبب كسر فى ضلوع المصاب وتتم العملية كما يلى :
1. لعمل تدليك خارجي للقلب يجب أن يكون المصاب ممد علي ظهره فوق أرض صلبة .
2. يقوم المسعف بتحسس صدر المصاب حتى يحدد الطرف السفلي من القفص الصدري وضع أحد أصابع اليد اليسرى علية .
3. ضع نهاية راحة اليد اليمني علي الثلث الأسفل من نهاية القفص الصدرى وضع اليد اليسرى على اليد اليمنى .
4. اضغط لاسفل بسرعة لاتقل عن مرة في الثانية ويكون الضغط بكلتا اليدين حتى ينخفض لمسافة من 2 : 5 سم علي أن يكون الضغط بقوة وزن الجسم ويتحقق ذلك عند ابقاء الزراعين مستقمين ولايكونا مثنيين من عند الكوع ثم ارفع ثقلك من علي المصاب مع ابقاء يدك علي صدر المصاب وكرر العملية بصفة منتظمة ـ اضغط ثم ارفع الضغط وهكذا مع ملاحظة أنك تقوم بعمل القلب فى دفع الدم الي جسم المصاب .
5. يراعى أن يستمر النفخ فى فم المصاب خلال عملية التدليك بمعدل نفس واحد كل خمس ضغطات خارجية شكل ( 1- 8 ) .



ملحوظة :
1. يجب تجنب التأخير في إسعاف إصابة مثل النزيف أو الكسر .
2. نقل المصاب لأقرب مستشفى بعد استرداد وعيه مباشرة .

شكل ( 1- 8 ) تدليك خارجي للقلب مع استمرار النفخ في فم المصاب ( التنفس الصناعي ) .