تعریف seven segment

برای نشان دادن اعداد در ساعتهای دیجیتالی ،چراغ راهنما، ماشین حساب ، ترازوی دیجیتالی و...از یک قطعه به نام seven segment یا هفت قسمتی استفاده می کنند .که اغلب به رنگ سبزو قرمزهستند. این قطعه در واقع یک IC است که دارای هفت LED (دیود نورانی) می باشد وروشن یا خاموش بودن این LED ها اعداد را به ما نشان میدهد . همان طور که در شکل زیر مشاهده می کنید اگر هرکدام از این هفت قسمت را با حروف a b c d e f g در جهت عقربه های ساعت نام گذاری کنیم، آنگاه مثلا برای نمایش عدد"1" کافیست که فقط حرفهای b وc روشن بشوند:



حال به مدار زیر دقت کنید:




اگر شما در ورودی مدار یکی از ارقام 0تا 9 را وارد کنید ، seven segment عدد شما را به صورت دیجیتالی نمایش می دهد .
ابتدا معادل دودویی (باینری ) عدد خود را بدست آورید .مثلا :

معادل باینری 8 ، 1000 می باشد .

عدد دودویی خود را از راست به چپ به ترتیب با A و B و C و D
نام گذاری می کنیم رقم A ،کم ارزش ترین ورقم D با ارزش ترین رقم است .
ما نیاز به یک IC با شماره 7447 داریم . پایه های ورودی آن مربوط به قرار دادن معادل دودویی عدد ما است .خروجی های ان نیز مانند شکل به ورودی های seven segmentمتصل می گردند .
پایه های A,B,C,D را به چهار سوئیچ متصل می کنیم .قرار گرفتن سوئیچ ها در وضعیت بالا وپایین ، صفر ویک بودن رقم مارا مشخص می کند .
IC 7447 ،یک دیکدر BCD به هفت قسمتی نام دارد این دیکدر یک عدد دهدهی به فرم BCDرا دریافت نموده وکد هفت قسمتی مربوط به آن را تولید می کند.
مدارات زیاد دیگری نیز وجود دارند که کارهای مختلفی را انجام می دهند . مثلا مداری که از عدد دلخواهی شروع به شمارش می کند ویکی یکی کم می کند تا به صفر برسد(تایمر).یا مداری که از صفر شروع به شمارش می کند ویکی یکی اضافه می کند و دارای کلید شروع و توقف می باشد (کرنومتر).

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

سلف

سیم پیچ

سیم پیچ به طور ساده یک سیم هادی معمولی است که پیچانده شده است . مقاومت اهمی سیم پیچ را در اغلب موارد می توان صفر فرض نمود و بنابر این با عبور جریان dc سیم پیچ مانند یک هادی عمل کرده و عکس العملی ندارد . (ولتاژ دو سر آن صفر است) اما چنانچه جریان عبوری بخواهد تغییر نماید . سیم پیچ با تغییر جریان مخالفت نموده و این مخالفت به صورت ایجاد ولتاژی به نام ولتاژ القائی بروز نماید. و اصولاَ این خاصیت خودالقائی سیم پیچ می نامیم.
هرگاه از سیمی جریان عبور کند اطراف سیم میدان مغناطیسی ایجاد می شود . در سال 1824 دانشمندی به نام اورستد دریافت که هرگاه قطب نمائی به سیم حامل جریان نزدیک شود عقربه منحرف می شود . و اثبات این موضوع است که اطراف سیم حامل جریان میدان مغناطیسی وجود دارد . تجمع براده ها در نزدیکی سیم بیشتر بوده به این معنی که شدت میدان مغناطیسی ایجاد شده در نزدیکی سیم بیشتر است . و هر چه از سیم دورتر شویم میدان مغناطیسی ضعیف تر می شود.

عمل موتوری

در جلوی سیم حامل جریان میدان مغناطیسی جریان مزبور با میدان مغناطیسی دائم در خلاف جهت بوده و در پشت سیم میدان های مزبور هم جهت هستند بنابر این در پشت سیم یک میدان قوی و در جلوی سیم یک میدان ضعیف بوجود می آید . اختلاف شدت میدان در دو طرف سیم باعث می گردد تا بر سیم حامل جریان نیروئی به سمت بالا وارد شود . امتداد نیروی مزبور عمود بر صفحه ای است که امتداد جریان و میدان مغناطیسی دائم بوجود می آورند و جهت آن در جهتی است که سیم را از میدان قوی تر به سمت میدان ضعیف تر حرکت دهد ، تا تعادل در دو طرف سیم برقرار گردد.پدیده مزبور اساس کار همه موتورهای الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می نماید.

عمل ژنراتوری

عکس پدیده مزبور یعنی موتوری عمل ژنراتوری است . به همان ترتیبی که بر سیم حامل جریان در یک میدان مغناطیسی نیرو وارد می شود . چنانچه یک سیم هادی را در یک میدان مغناطیسی به نحوی حرکت دهیم که خطوط قوای مغناطیسی را قطع نماید تولید جریان می شود که به آن جریان القائی گویند.

شارژ و دشارژ

همانند خازن سیم پیچ هم قابلیت شارژ و دشارژ دارد. با این فرق که انرژی در سیم پیچ به صورت الکترو مغناطیسی ذخیره می شود. در صورتی که انرژی ذخیره شده در خازن از نوع الکترواستاتیکی است.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

مبدلها

مبدلها یا حس کننده ها

مبدلها یا حس کننده ها اولین طبقه یک سیستم اندازه گیری را تشکیل میدهند در واقع عمل تبدیل کمیتهای فیزیکی مختلف به سیگنال الکتریکی را انجام میدهد. سنسوری که در مقابل اکسیژن یا هیدروژن عکس العمل نشان میدهد سنسور گاز است.

حس گرهای گازی

اهداف این تلاش بر پایه توسعه یک سری از حسگرهای گازی حساس/ مشخص/ قابل حمل و پردوام بنا شده . اصول کار اساسا بر این سه مقوله تمرکز دارد که ردیابهایی برای مواد سلاح شیمیایی از قبیل سارین وسومان . ردیابهایی برای مواد منفجره از قبیل /تی ان تی / دی ان تی / و حسگرهایی برای نمایش کیفیت محیط زیست هوا / ردیاب برای ملکولهای از قبیل ( مواد فرار حیاتی ) / منواکسید کربن / دی اکسید کربن / اکسیژن و هیدروکربنها ساخته شود . در این رابطه تلاش بر این نیز است که حسگرهایی را که آلاینده کنان آب در محیط زیست را تشخیص میدهند از قبیل کرومیوم را توسعه داد.

پایه گذار

اداره تحقیقات علمی نیروی هوایی و بنیاد علمی ملی .

مواد

یک یا چندین لایه از ( اس-آی ) پر از خلل و فرج را بوسیله تیزاب کاری الکتروشیمیایی کریستالی ( اس-آی ) در محلول آناتولی ( اچ-اف ) بدست می آید چند لایه که شکل گروه شیارهای فوتونیک که ساختار بسیار ریز حفره ای دارند ساخته می شوند . چون آنها پر از خلل و فرج هستند/ برشها شامل گاز و مایعات هستند . از تغییرات مشخصه ای درنتایج انعکاسات طیفی چشمی می توان به عنوان عناصر حس کننده حساس استفاده کرد. تجزیه و تحلیل مشخص کننده به وسیله تطابقات شیمیایی بدست می آید .

توصیف و تکنیک

بر اساس تجزیه و تحلیل کافی بدست آمده / یک تغییر در طول موج فابری-پروت یا ساختار ارتعاش نوری کریستال اتفاق می افتد.
فیلمی با سرعت بالا از یک حس کننده کریستالی نوری ساخته شده از یک برش سیلیسیوم پر از خلل و فرج با ساختار فوق العاده ریز ( نانو متر ) / در عکس دیده می شود . فیلم / ردگیری یک شبیه سازی برای مواد سلاح شیمیایی ( آستون ) که یک برش پر از منفذ سلیسیوم با ساختار نانومتری را بکار گرفته است نشان میدهد . این همان ماده ای است که ما برای توسعه روی تراشه عصب حس کننده ماده سلاح سارین و انواع آلاینده های صنعتی و سمی استفاده می کنیم . عنصر حسگر از یک گروه شیار فوتونیک چند لایه تشکیل شده که ساختار آن شامل لایه های سیلیکون پر از خلل و فرج خیلی زیاد تشکیل شده . مسیر حسگر سیلیسیوم پر منفذ طوری طراحی شده که در حضور هوا سبز باشد و در معرض مواد شیمیایی به رنگ قرمز در بیاید . در تولید تراشه های کامپیوتری که از همین مواد درساختارشان استفاده می شود ما امیدواریم هزاران مسیر مینیاتوری حسگر روی یک تراشه سیلیکون به اندازه یک مربع تولید کنیم که اجازه تشخیص سریع انواع گوناگون سمهای شیمیایی را به ما بدهد .

حسگر مینیاتوری کروماتوگرافی گاز :
حس سر وقت / به موقع شیمیایی برای صنعت و تقاضای دولت

کاربردها

- حس کردن آلوده کننده ها به موقع و به جا
- حس کردن گازهای سمی در محیطهای صنعتی
- وسایل محافظ برای موقعیت های بالقوه سلاحهای شیمیایی
- تجزیه و تحلیل پیگیری شیمیایی

کروماتوگرافی میکروماشینی شده

ما به کوچکترین حسگر کروموتوگراف گازی درجهان با به کار گرفتن استوانه موئین میکروماشینی / تزریق کننده نمونه و ردیاب دسترسی پیدا کرده ایم . حسگر به اندازه یک تلفن و یا حتی کوچکتر خواهد بود . تشخیص در طول مدت یک یا دو دقیقه انجام خواهد شد . نمونه های شیمیایی گاز یا مایع خواهند بود . نتیجه هدف یک در میلیارد

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

تقویت کننده های عملیاتی

تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.

از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیا تی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.

این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ‌ در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.

این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی در ورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.
پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.

نحوه عملکرد op_amp

این المان بسته به وضعیت پایه های ورودی و خروجی دارای شرایط و عملکرد متفاوتی خواهد شد که در زیر به توضیح راجب این وضعیت ها می پردازیم.


اگر inverting > noninverting باشد.خروجی به سمت منفی VSS اشباع می شود.منظور از منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آیسی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به اشباع می رود.


اگر inverting < noninverting باشد.خروجی به سمت مثبت VSS اشباع می شود.مثلا اگر تغذیه آیسی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منف با شد خروجی به منفی VSS می رود.
منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بین ورودی مثبت از منفی است.

بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف ولتاژ‌ در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار شما بسیار نویز پذیر است.

در حالت ایده آل منظور حالت غیر عملی است.،در این حالت op-amp ها دارای مقاومت ورودی بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر هستند.

در حالت واقعی گین یا تقویت بین ولتاژ های مثبت و منفی ورودی محدود می شود.

بین پایه های ورودی و خروجی آپ امپ جریانی وجود ندارد.و این تنها ولتاژ ورودی است که خروجی را کنترل می کند.

استفاده از فیدبک در آپ امپ

با استفاده از فیدبک می توانید میزان تقویت ولتاژ های ورودی در خروجی را تعیین کنید.فیدبک می تواند.،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی یا negative feedback می نامند.
با استفاده از فرمول زیر می توانید. میزان تقویت یا گین(gain) را در این نوع از فیدبک به راحتی محاسبه کنید.

در فرمول فوق Rf همان مقاومت فیدبک است.که در شکل زیر با نام R2 و از خروجی به پایه منفی ورودی زده شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.

بنابر فرمول فوق اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ خروجی برابر ولتاژ ‌ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.

آپ امپ در حالت مقایسه گری یا Comparator

در این حالت کوچکترین اختلاف بین ولتاژ های ورودی تقویت شده و در خروجی نمایان می شود.
در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شود.که مقدار ولتاژ‌ در پایه inverting یا منفی به سطح ولتاژ‌ در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref است.
از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده می شود.
در این مدار به جای مقاومت R2 می توانید از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ‌ Vref و تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کنید.

 

تقویت کننده مستقیم (noninverting amplifier)

در این حالت ورودی منفی یا inverting توسط مقاومت R1 زمین می شو د.و فیدک نیز از خروجی توسط مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.

تغذیه Op-Amp

در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.
اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.ولتاژ‌ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.
در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.
در لینک زیر می توانید.یک مدار ساده تغذیه دوبل را تجربه کنید.
تغذیه دوبل 5 ولت

نکاتی راجب به Op-Amp

هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس وصل نکنید.،با این کار Op-Amp خواهد سوخت.
تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست.از مقادیر ورودی در پایه های inverting و noninverting بیشتر باشد.سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.

در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و مقاومت خروجی صفر می باشند.همچنین در این حالت ولتاژ‌ در ورودی های مثبت و منفی با یکدیگر مساوی هستند.
 

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

نيروگاه گازي

نيروگاه هاي گازي ، كاربردهاي ويژه اي دارند.
    نيروگاه گازي به نيروگاهي مي گويند كه برمبناي سيكل گاز( سيكل برايتون) كارمي كند ؛وازسيكل هاي حرارتي مي باشد، يعني سيال عامل كاريك گاز است.( عامل انتقال وتبديل انرژي گازي است ، مثلا هوا )
  درنيروگاه هاي بخارعامل انتقال : بخارمايع مي باشد.
  نيروگاه گازي داراي توربين گازي است ،يعني باسيكل رايتون كارمي كند.ساختمان آن درمجموع ساده است :
1. كمپرسور: وظيفه فشردن كردن هوا .
2. اتاق احتراق : وظيفه سوزاندن سوخت درمحفظه .
3. توربين :  وظيفه گرداندن ژنراتور . 
 هواي ٿشرده كمپرسور وارد اتاق احتراق كه داراي سوخت گازوئيل است مي شود .
چون هواي ٿشرده شده گرم است ودراتاق احتراق سوخت آتش گرٿته وهواٿشرده وداغ مي شود .
هواي داغ ٿشرده كارهمان بخارداغ ٿشرده توربين هاي بخار راانجام مي دهد .
  كمپرسور به كاررفته درنيروگاه هاي گازي شبيه توربين است ، داراي رتوري است كه برروي اين رتور پره متحرك است ، هوا به حركت درآمده وبه پره هاي ساكني برخوردكرده ، درنتيجه جهت حركت هوا عوض شده واين هوا بازبه پره هاي متحرك برخورد كرده واين سيكل ادامه دارد ودرهرعمل هوا فشرده ترمي شود.
  كمپرسور مصرف كننده عظيم انرژي است .
  هواي فشرده گرم است .  هواي فشرده كمپرسور وارد اتاق احتراق كه داراي سوخت گازوئيل است مي شود .
چون هواي فشرده شده گرم است ودراتاق احتراق سوخت آتش گرفته وهوافشرده وداغ مي شود .
هواي داغ فشرده كارهمان بخارداغ فشرده توربين هاي بخار راانجام مي دهد .
هواي داغ فشرده رابه توربين مي دهيم ؛ توربين داراي پره هاي متحرك وساكن است .
پره هاي ثابت چسبيده به استاتور مي باشد ؛ پره هاي متحرك چسبيده به رتور مي باشد.
حال ژنراتور رامي توان به محور وصل كرده واز ترمينال هاي ژنراتور مي توان برق گرفت ؛ طول نيروگاه ممكن است به  m 20 است . ژنراتور را مي توان به محل B ويا A متصل نمود ؛ اما محل  A بهتراست .
قدرت نيروگاه هاي گازي از 1 M w وتا بالاي 100Mw نيز ساخته مي شود .
نحوه راه اندازي واستارت نيروگاه چگونه است ؟
درابتدا نياز به يك عامل خارجي است تا توربين رابه سرعت 3000 دوربرساند.
حسن نيروگاه :
1. سادگي آن است -تمام آن روي يك شافت سواراست .
2. ارزان است - چون تجهيزات آن كم است . يكي از عواملي كه برروي راندمان تأثيرمي گذارداين است كه هواي ورودي چه دمايي دارد.
3. سريع النصب است .
4. كوچك است . درسكوهاي نفتي كه نياز به برق زيادي مي باشد بايدازنيروگاه گازي استفاده كرد، تاجاي كمتري بگيرد.
5. احتياج به آب ندارد. ( درسيكل اصلي نيروگاه نياز به آب نيست ) اما درتجهيزات جنبي نيازبه آب است براي خنك كردن هيدروژن به كاررفته جهت سردكردن ژنراتور درسرعت هاي بالا .
6. راه اندازي اين نيروگاه سريع است .
7. پرسنل كم .

زماني نيروگاه گازي خاموش است كه دراتاق احتراق سوخت نباشد .
 يك نيروگاه بخار رابعد از راه اندازي نبايد خاموش كرد .
اما نيروگاه گازي بدين صورت است كه صبح مي توان روشن كردوآخرشب خاموش نمود .
نيروگاه گازي بسيارمناسب براي بارپيك است ونيروگاه بخاربراي بارپيك نامناسب است .
معايب :
1. آلودگي محيط زيست زياد است .
2. عمرآن كم است .( فرسودن توربين وكمرسور)
سوخت مازوت به علت آلودگي بيشتري كه نسبت به سوخت گازوئيل دارد، كمتربه كارمي رود .
3. استهلاك زياداست . ( پره توربين ، پره كمپرسور )
4. راندمان كم است . ( مصرف سوخت آن زياد است ) ؛ اين نقيصه اي است كه كشورهاي اروپايي باآن مواجهند .
دلايل راندمان پايين :
الف ) خروج دود بادماي زياد
ب ) حدود 3/1 توان توربين صرف كمپرسور مي شود .
   بنابراين درنيروگاه گازي براي استفاده درازمدت اصلا جايزنيست چراكه هزينه مصرف سوخت گران است .
5. امكان استفاده ازسوخت جامد فراهم نيست . ( مانند زغال سنگ ) چراكه بلافاصله پره هاي رتورپرازدود مي شود .
نيروگاه هاي گازي رااگربخواهيم براي مدت طولاني استفاده كنيم ، هزينه نيروگاه گازي بالا ست .
نيروگاه گازي راازجايي استفاده كنند كه امكان بهره برداري زمان بهره برداري زير2000 ساعت باشد .
اگرزمان بهره برداري بالاي 2000 ساعت باشد (رسال) نيروگاه بخار اگرزمان بهره برداري درسال بالاي 5000ساعت باشد ، نيروگاه آبي استفاده مي شود.
 دركشورما برق عمده مصرفي برق خانگي است ( 60% ) وحدود 30 % برق صنعتي است . درنتيجه 50 % نيروگاه هاي كشوربايد هرشب روشن شود ؛ بنابراين قسمت عمده برق توليدي مابايد ازنوع نيروگاه گازي باشد.
نيروگاه گازي رابه دليل ارزاني دركارخانجات نيز مي توان به كاربرد .نيروگاه گازي را درنيروگاه اتمي نيزاستفاده مي شود جهت سردكردن رآكتور به كارمي رود كه درنتيجه هواداغ وفشرده مي شود ودرنتيجه به نيروگاه گازي داده وبرق مصرفي نيروگاه اتمي راتأمين مي كنند .
  درنيروگاه هاي گازي جهت افزايش راندمان روش هايي رااتخاذ مي كنند.
1- دود خروجي هواي ورودي به اتاق را گرم مي كند .( سيكل پيچيده ترشده اما راندمان بالا مي رود. )
    حالت اول : دودباهواب ورودي كمپرسوركناريكديگرقرارداده دراين صورت راندمان تجهيزات به شدت افت مي كند.
    حالت دوم : باروش ذيل راندمان 1 الي 2 درصدقابل افزايش است ؛ ( هواي ورودي به اتاق احتراق گرم مي شود )
2 - استفاده از توربين هاي دو مرحله اي :
    زياد شدن راندمان مستلزم مخارج وصرف هزينه نيز مي باشد .
2. استفاده از كمپرسور دومرحله اي هر چه دماي ورودي كمپرسور پايين ترباشد ؛ راندمان بيشتراست .
    بااين روش دماي ورودي كمپرسور به طورمصنوعي پايين نگه داشته مي شود درمرحله L    p به دليل بالارفتن فشارهواگرم مي شود كه ازكولراستفاده مي كنند ؛ آب سرد برروي لوله فشارهوا ريخته وهواخنك كرده آب گرم مي شود وخارج مي شود .
    بالاترين راندمان چيزيث درحدود 35% است كه نيروگاه داراي كمپرسور دومرحله اي توربين دومرحله اي وپيش گرم كن مي باشد.
    نيروگاه گازي به اين معنا نيست كه سوخت ان گازاست ، بلكه توربين آن گازي است وسوخت آن مايع است يا گازوئيل است كه اكثرا گازوئيل است .
    دركشورما به دليل زيادبودن سوخت گازوئيل ، نيروگاه گازي باسوخت گازوئيل نيروگاه گازي باسوخت گازوئيل به كار ميرودومرسوم است اما دركشورهاي اروپايي به دليل زيادبودن سوخت جامد ، نيروگاه گازي به نحو ديگري طراحي شده كه باسوخت جامد كارمي كند ، به اين نيروگاه ها ، نيروگاه گازي سيكل بسته مي گويند.
     هواي داغ ناشي ازاحتراق راداخل گرم كن مي چرخانيم وبعد هوارابيرون مي فرستيم .
    ملاحظه مي شودكه هواي داغ ناشي از احتراق داخل توربين مي شود .لذامي توان ازسوخت جامد استفاده كردكه اين نوع ساده ترين نوع نيروگاه گازي سيكل بسته مي باشد.
    مي توان سيكل فوق راكامل تركرد. اگرهواي ورودي به كمپرسورتصفيه شده باشد ، پره هاي توربين داراي عمرزيادي خحواهدبود. مشكل ايجاد اين است كه هواي خارج شده ازتوربين به دليل تصفيه بودن بايداستفاده شود ، پس هواس خروجي ازتوربين رااستفاده مي كنيم ، اما اين هوا داغ است وگاز وارد كمپرسور شود راندمان افت مي كند ؛ لذااز كولراستفاده مي كنيم وهواراسرد مي كنند .
    در نيروگاه گازي هرچه هواي ورودي به كمپرسور سردتر باشد، راندمان افزايش مي يابد. لذا نيروگاه هاي گازي درزمستان راندمان بهتري دارند.

محاسن نيروگاه هاي گازي سيكل بسته :
1. امكان استفاده ازسوخت جامد فراهم مي شود.
2. عمرزياد ( خوردگي پره ها كم است )
3.  چون سيكل بسته است ، لذاضرورت نداردكه فشارهواي خروجي توربين 1  Atm باشد، پس مي توان سطح كارفشار هوارابالا برد، به جاي 1 Atm از 10 Atm كه چون هواي فشرده ترشده ، جاي كمتري گرفته وحجم كمپرسور وتوربين درنهايت كوچك ترمي شود.

معايب :
1. راندمان درمقايسه باسيكل بازكمتر است .   4 الي 5 درصد راندمان كاهش مي يابد.
2. هزينه زياداست .

    درسوخت مايع نيروگاه هاي گازي سيكل بسته ، اجازه داريم توربين رادوقسمتي بسازيم .
    كمپرسورهواراگرفته وداخل اتاق احتراق مي سوزاند ، هواي خروجي آن راوارد گرم كن مي كنيم كه خود گرم كن يك سيكل بسته راتشكيل مي دهد.
    توربين كمكي قدرت لازم ازژنراتور كوچك درقسمت توربين كمكي به كاربرد .
    درنيروگاه گازي سيكل بازداراي معايب زيراست :
قدرت كمپرسور خيلي ازانرژي توربين رامي گيرد وهمچنين دود خروجي داغ است 3 00  C درنتيجه سوخت ايجاد شده به هدرمي رود ؛ لذا راندمان كاهش مي يابد.
    استفاده از نيروگاه سيكل تركيبي ( نيروگاه گازي دركنار نيروگاه بخار)
   هواي گرم خروجي ازتوربين رابال اضافه كردن اكسيژن به آن به طرف بويل نيروگاه بخار برده مي شود .
    راندمان اين قبيل نيروگاه ها50 % مي باشد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

بررسي مولدهاي جريان مستقيم

كاربرد مولدهاي جريان مستقيم
از مولدهاي جريان مستقيم بيشتر به عنوان منبع انرژي براي تحريك مولدهاي نيروگاهي و ماشينهاي خودكار، هواپيماها، جوشكاري با قوس الكتريكي، قطارهاي راه آهن، اتوبوسهاي برقي، زير درياييها و غيره استفاده مي نمايند بدين ترتيب كاربرد مولدهاي جريان مستقيم زياد و متنوع است و لذا مولدهاي جريان مستقيم با توان ها و دورهاي مختلف ساخته مي شوند.
طبقه بندي مولدهاي جريان مستقيم
ماشين هاي DC واقعي داراي دو دسته سيم پيچ هستند
1- سيم پيچ آرميچر
2- سيم پيچ تحريك (قطب ها)
كه با توجه به نحوه ارتباط الكتريكي سيم پيچ تحريك و سيم پيچ آرميچر به دو دسته كلي تقسيم بندي مي شوند.
1- مولدهاي تحريك مستقل
2- مولدهاي خود تحريك
- در مولدهاي تحريك مستقل بين سيم پيچ آرميچر و سيم پيچ تحريك هيچ ارتباط الكتريكي وجود ندارد
- در مولدهاي خود تحريك بين اين دو سيم پيچ ارتباط الكتريكي وجود دارد و انرژي سيم پيچ تحريك از انرژي توليدي خود مولد تامين مي شود نحوه اين ارتباط الكتريكي مولدهاي خود تحريك را به دو دسته تقسيم بندي مي كند.
- مولدهاي تحريك شنت يا موازي
- مولدهاي تحريك سري
- مولدهاي تحريك مختلط يا كمپوند

با توجه به اهميت مولدهاي DC به بررسي كامل اين مولدها و مشخصات آنها مي پردازيم
مولد تحريك مستقل
همانطور كه گفته شد در اين مولد بين سيم پيچ تحريك و آرميچر هيچ ارتباط الكتريكي وجود ندارد و مدار تحريك توسط يك منبع تغذيه جريان مستقيم خارجي تغذيه ميشود به اين منبع اكسايتر گفته ميشود. در مدار تحريك از يك مقاومت متغيير استفاده مي شود تا جريان تحريك را كنترل و فوران مغناطيسي قطبها را تغيير دهد. شكل زير مدار معادل الكتريكي يك مولد تحريك مستقل را نشان ميدهد.
در اين مولد جريان بار، ولتاژ ترمينال و جريان تحريك از روابط زير بدست مي آيد.
IL : جريان بار
IA : جريان آرميچر
VT : ولتاژ ترمينال                                                                                                               
EA : نيرومحركه القاء شده آرميچر
RA : مقاومت اهمي آرميچر
ε : افت ولتاژ ناشي از عكس العمل
VF : ولتاژ تحريك
RF : مجموع مقاومت سيم پيچ تحريك و رئوستاي تنظيم
IF : جريان تحريك

- مشخصه بي باري يا مشخصه مغناطيسي مولد تحريك مستقل
مشخصه بي باري يا مغناطيس مولد تغييرات نيرومحركه القاء شده آرميچر (EA) را به ازاء تغييرات جريان تحريك (IF) در شرايط  دور ثابت n = const و بدون بار IL = 0 نشان ميدهد اين مشخصه در شكل زير نشان داده شده است.

در بررسي بيشتر اين مشخصه به نكات زير توجه بيشتري داريم
1- مشخصه مغناطيسي به سه قسمت تقسيم بندي مي شود قسمت اول منحني تقريباٌ خط مستقيم است زيرا به ازاء جريان تحريك كم، تمام نيرومحركه مغناطيسي براي ايجاد فوران در فاصله هوايي كه قابليت نفوذ مغناطيسي آن ثابت است به مصرف مي رسد اما در قسمت دوم اشباع ماشين شروع شده و مشخصه به شكل منحني در مي آيد و در قسمت سوم كه هسته به اشباع مي رود مشخصه با محور افقي تقريباٌ موازي مي شود.
نقطه كار: ماشين بايد در قسمت منحني يعني شروع حالت اشباع باشد زيرا اگر ولتاژ نامي ماشين روي قسمت خطي قرار گيرد به ازاء تغيير جزيي در جريان تحريك ولتاژ به شدت تغيير مي كند و كار ماشين ناپايدار است و چنانچه روي قسمت اشباع شده واقع شود امكان تنظيم ولتاژ ماشين محدود ميشود.
2- در صورتيكه اين مشخصه را براي سرعت ثابت ديگري بدست آوريم شكل كلي مشخصه تغيير نخواهد كرد در صورتيكه سرعت بالاتر انتخاب كنيم مشخصه در بالاتر و به ازاء سرعت پايين تر مشخصه در پايينتر تشكيل مي شود. 
نكته: اگر مشخصه را براي دور نامي داشته باشيم مي توان مشخصه را براي دورهاي ديگر نيز بدست آوريم.
مشخصه خارجي يا بارداري مولد تحريك مستقل: اين مشخصه عبارت است از تغييرات ولتاژ خروجي به ازاء تغييرات جريان بار در شرايط جريان تحريك و سرعت ثابت
VT = f.(IL)                        RF=const                                  n=const           
اين مشخصه در حقيقت نشان ميدهد كه با عبور جريان از آرميچر افت ولتاژ اهمي آرميچر IA.RA و افت ولتاژ ناشي از عكس العمل مغناطيسي چگونه باعث كاهش ولتاژ ترمينال مي شوند.
مولد تحريك شنت
در اين مولد مدار تحريك با آرميچر به صورت موازي وصل مي شود. جريان تحريك تابع ولتاژ خروجي و مقاومت مدار تحريك است و قسمتي (حدود 2 تا 3 درصد) از جريان آرميچر را تشكيل ميدهد. براي اينكه با جريان تحريك كم بتوان آمپر دور زياد براي مولد تامين نمود بايد تعداد دور سيم پيچ تحريك زياد باشد و در نتيجه سطح مقطع آن بايد كاهش يابد. ولتاژ خروجي مولد توسط يك مقاومت متغيير كه با سيم پيچ تحريك سري مي شود تنظيم مي گردد. مدار معادل الكتريكي مولد شنت بصورت زير است:
روابط زير نيز براي جريان آرميچر، ولتاژ خروجي و جريان تحريك مولد شنت برقرار است
راه اندازي مولد شنت و تعيين نقطه كار: شروع كار مولد شنت بر اثر وجود پسماند مغناطيسي قطبها مي باشد. يعني ژنراتور بوسيله محرك با دور نامي به گردش در مي آوريم به علت قطع خطوط قواي پس ماند توسط هاديهاي آرميچر، ولتاژي در آن القاء مي شود. اين ولتاژ به دو سر مدار تحريك اعمال مي گردد. جريان كمي از سيم پيچ قطبها عبور مي كند و درنتيجه فوران قطبها زياد شده (در صورتيكه فوران هم جهت پسماند باشد) و نيرومحركه الكتريكي بيشتري در آرميچر القاء ميشود و ولتاژ دو سر مدار تحريك بالا مي رود و مجدداٌ جريان تحريك افزايش يافته و ولتاژ القائي بزرگتر ميشود. افزايش ولتاژ القائي تا جايي ادامه مي يابد كه به VT = Rf.If برسد در اين مقدار نيرومحركه القايي ثابت مي ماند. اگر مشخصه Rf.If را رسم كنيم خطي بدست مي آيد كه در نقطه اي مانند B منحني بي باري را قطع مي كند به خط Rf.If خط القاء گفته ميشود نقطه تقاطع اين خط با منحني نقطه كار مولد شنت مي باشد.
مقاومت بحراني و دور بحراني: در صورتيكه مقاومت مدار تحريك آنقدر زياد شود كه خط القاء بر منحني بي باري مماس شود مولد حالت ناپايدار خواهد داشت و نيرومحركه نمي تواند مقدار معيني داشته باشد در اين حالت مي گويند مقاومت مدار تحريك بحراني است. اگر مدار تحريك مقاومت بيش از اين داشته باشد ديگر مولد تحريك نخواهد شد در صورتيكه سرعت مولد آنقدر كم باشد كه مشخصه بي باري بر خط القاء مماس شود نيز مولد به حالت ناپايدار خواهد رسيد اين دور نيز به دور بحراني معروف است.
عوامل زير سبب عدم تحريك يا عدم راه اندازي مولد شنت مي شود
1- پس ماند مغناطيسي ناچيز يا صفر باشد
2- جهت جريان تحريك طوري باشد كه فوران ناشي از فوران پسماند را خنثي كند
3- مقاومت مدار تحريك از حد معيني بيشتر باشد
4- جهت گردش آرميچر برعكس باشد كه سبب عكس شدن جريان تحريك مي شود
5- دور محور از حد معين كمتر باشد
مشخصه مغناطيسي يا بي باري مولد شنت: همانطور كه در مورد مولد تحريك مستقل گفته شد مشخصه بي باري تغييرات نيرومحركه القاء شده آرميچر نسبت به تغييرات جريان تحريك در شرايط بدون بار و دور ثابت است. مشخصه بي باري مولد شنت با مولد تحريك مستقل تفاوتي ندارد و بصورت زير مي باشد.

مشخصه بارداري يا خارجي مولد شنت: اين مشخصه تغييرات ولتاژ ترمينال به ازاء تغييرات جريان بار را در شرايط دور ثابت و ثابت RF = نشان ميدهد.در مولد شنت سه عامل باعث افت ولتاژ خروجي خواهد شد:
1- افت ولتاژ اهمي آرميچر
2- افت ولتاژ ناشي از عكس العمل
3- افت ولتاژ خروجي بدليل كاهش جريان تحريك بعلت كاهش ولتاژ خروجي ناشي از دو عامل بالا
نكته مهم ديگر در اين مولد با كاهش مقاومت بار جريان IL (بار) تا مقدار معيني Icr كه معمولاٌ 2 تا 5/2 برابر جريان نامي است افزايش مي يابد و سپس رو به كاهش مي رود. توجيه اين مسئله (يعني كاهش جريان بار با توجه به كم شدن مقاومت بار) به اين صورت است كه در نقطه برگشت منحني اثر كاهش ولتاژ خروجي آنقدر زياد است كه نمي تواند جريان خروجي بار زياد شود. شكل زير مشخصه خارجي مولد شنت را در مقايسه با مولد تحريك مستقل را نشان ميدهد.

كاربرد مولد شنت: از اين مولدها بعلت اينكه تنظيم ولتاژ بهتري دارند در شارژ باتري ها و تامين برق روشنايي و تغذيه سيم پيچ مولدهاي نيروگاهي استفاده ميشود.
مولد تحريك سري
در اين ژنراتور آرميچر با سيم پيچ تحريك به صورت سري قرار مي گيرد. از آنجا كه جريان بار از سيم پيچ آرميچر و سيم پيچ تحريك عبور كند بايد سيم پيچ تحريك داراي سطح مقطع زياد و تعداد دور كم باشد. مدار الكتريكي مولد سري و روابط آن بصورت زير است.

IS : جريان مدار تحريك سري                                         
RS : مقاومت سيم پيچ تحريك سري

مشخصه بي باري مولد سري:          (VT = f(IL)   n = const)
براي بدست آوردن مشخصه خارجي مولد سري دور مولد را به دور نامي مي رسانيم، اول حداكثر مقاومت بار را در مدار قرار ميدهيم در اين حالت با عبور جريان كم از آرميچر و تحريك، فوران اگر مخالف پسماند نباشد نيرومحركه القايي زياد ميشود كه در نتيجه ولتاژ خروجي افزايش مي يابد با كاهش مقاومت بار جريان تحريك كه برابر با جريان بار و آرميچر است زياد شده و قطبها را اشباع مي كند و در نتيجه فوران ثابت مي ماند و چون دور هم ثابت است نيرومحركه ثابت مي ماند اما ولتاژ خروجي به دلايل زير كاهش مي يابد:
1- افت ولتاژ در هادي هاي آرميچر
2- افت ولتاژ در سيم پيچي تحريك
3- افت ولتاژ بر اثر عكس العمل مغناطيسي آرميچر
كاربرد مولد سري: مورد استفاده مولد سري خيلي كم است چون ولتاژ دو سر آرميچر بر اثر تغيير جريان بار به طور قابل ملاحظه اي تغيير مي كند. در عين حال از اين مولد بعنوان جبران كننده افت ولتاژ خطوط جريان مستقيم استفاده ميشود.
مولد مختلط يا كمپوند
اين مولد داراي دو سيم تحريك سري و موازي با آرميچر مي باشد.
مولد كمپوند از نظر اتصالات سيم پيچ داراي دو نوع هستند:
1- مولد كمپوند با انشعاب بلند
2- مولد كمپوند با انشعاب كوتاه
مدار الكتريكي اين دو نوع كمپوند در شكل زير نشان داده شده است
روابط تحليل مولد كمپوند بصورت زير است                                    
مولدهاي كمپوند از نظر جهت فوران سيم پيچ تحريك سري بصورت زير تقسيم بندي مي شود:
1- مولد كمپوند اضافي
2- مولد كمپوند نقصاني
- مولد كمپوند اضافي: فوران ناشي در اين مولد فوران سيم پيچ تحريك شنت را تقويت مي كند در اين مولد سيم پيچ تحريك شنت نقش اصلي را بعهده دارد و سيم پيچ تحريك سري براي جبران افت ولتاژ اهمي و عكس العمل مغناطيسي آرميچر به كار ميرود.
- مولد كمپوند نقصاني: در اين مولد فوران ناشي از سيم پيچ تحريك سري با فوران ناشي از سيم پيچ تحريك شنت مخالفت مي كند.
مشخصه خارجي مولد كمپوند اضافي
براي مولد كمپوند اضافي در حالت بارداري ممكن است يكي از سه حالت زير پيش آيد:
1- با افزايش بار ولتاژ خروجي نيز زياد شود اين حالت را فوق كمپوند مي گويند. در اين حالت افزايش نيرومحركه ناشي از سيم پيچ سري بزرگتر از افت ولتاژ در اثر مقاومت و عكس العمل آرميچر است.
2- با افزايش بار ولتاژ خروجي ثابت مي ماند، در اين حالت افت ولتاژ ناشي از مقاومت و عكس العمل با افزايش نيرومحركه ناشي از سيم پيچ سري جبران ميشود. به اين حالت كمپوند مسطح گفته ميشود.
3- با افزايش بار، ولتاژ خروجي كاهش مي يابد در اين حالت افزايش نيرومحركه ناشي از سيم پيچ سري نمي تواند افت ولتاژها را جبران كند اين حالت را زير كمپوند مي گويند. حتي در اين حالت افت ولتاژ مولد كمتر از افت ولتاژ مولد شنت مي باشد. شكل اين مشخصه ها در زير رسم شده است.
مشخصه بارداري مولد كمپوند نقصاني
در اين مولد ولتاژ خروجي با افزايش بار به شدت كاهش مي يابد بدليل اينكه با افزايش بار جريان سيم پيچ تحريك سري زيادتر و در نتيجه فوران سيم پيچ سري بيشتر شده و ميدان اصلي را تضعيف تر مي كند پس ولتاژ خروجي به شدت كاهش مي يابد. مدار الكتريكي اين مولد و مشخصه بارداري آن در شكل زير رسم شده است.
كاربرد مولد كمپوند
از مولد كمپوند اضافي در تحريك مولدهاي نيروگاهي استفاده مي شود. از مولدهاي كمپوند تخت جاي استفاده مي شود كه نياز به ولتاژ ثابتي باشد و فاصله بين مولد و مصرف كننده كم باشد. در صورتيكه به علت وجود فاصله بين مولد و مصرف كننده در سيمها افت ولتاژ بوجود آيد از مولد كمپوند در حالت فوق استفاده مي شود از مولد كمپوند نقصاني در جوشكاري استفاده مي شود چون در ابتدا براي ايجاد قوس نياز به ولتاژ بالا و بعد از برقراري قوس براي جلوگيري از افزايش جريان ولتاژ بايد بشدت كاهش يابد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

زمين كردن و صفر كردن در تاسيسات الكتريكي

درتمامي تأسيسات الكتريكي، بخصوص تأسيسات فشارقوي ،زمين كردن يكي ازمهم ترين واساسي ترين اقدامي است كه براي رفاه وسلامتي واصولا ادامه زندگي اشخاصي كه به نحوي بااين پست هادرتماس هستندوحتي در خارج از پست دررفت وآمد مي باشند، بايد بادقت هرچه تمام تروباتوجه به قواعد وقوانيني كه بدين منظورتحرير شده است انجام مي گيرد.
درتأسيسات برقي دونوع زمين كردن وجود دارد كه مايكي را « زمين كردن حفاظتي » وديگري را«زمين كردن الكتريكي » مي ناميم .
- زمين كردن حفاظتي :
زمين كردن حفاظتي عبارتست اززمين كردن كليه قطعات فلزي تأسيسات الكتريكي كه درارتباط مستقيم (فلزبافلز) بامدارالكتريكي قرارندارند. اين زمين كردن بخصوص براي حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماسي زيادبه كاربرده مي شود.
بدين منظوردرپست هاي فشارقوي بايدتمام قسمت هاي فلزي كه درنزديكي وهمسايگي بافشارقوي قرارگرفته اند ومكان تماس عمدي ياسهوي باآن ها موجود است، به تأسيسات زميني كه براي اين منظوراحداث شده است (زمين حفاظتي ) متصل ومرتبط گردند. اين قسمت هاعبارتند از ستون1- زمين كردن حفاظتي :


زمين كردن حفاظتي عبارتست اززمين كردن كليه قطعات فلزي تأسيسات الكتريكي كه درارتباط مستقيم (فلزبافلز) بامدارالكتريكي قرارندارند. اين زمين كردن بخصوص براي حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماسي زيادبه كاربرده مي شود.
بدين منظوردرپست هاي فشارقوي بايدتمام قسمت هاي فلزي كه درنزديكي وهمسايگي بافشارقوي قرارگرفته اند ومكان تماس عمدي ياسهوي باآن ها موجود است، به تأسيسات زميني كه براي اين منظوراحداث شده است (زمين حفاظتي ) متصل ومرتبط گردند. اين قسمت هاعبارتند از ستون هااوپايه هاي فلزي ، درب هاونرده هاي فلزي، قسمت هاي فلزي دسترس تمام دستگاه هاي اندازه گيري ، ايزولاتورها، مقره هاي عبور، بخصوص قسمت هاي فلزي كه براي كاركردن بادستگاه ها بايدباآنها لمس كردودردست گرفت ، مثل چرخ هاي فرمان انواع واقسام تنظيم كننده هاورگولاتور، دسته كليدها وغيره. زيرادراين قسمت هادراثرعبورجريان خيلي كم نيزعضلات دست به طوري منقبض مي شودكه بازكردن ورهايي پيداكردن ازآن غيرممكن ومحال به نظرمي رسدوعاقبتي وخيم واسفناك براي تماس گيرنده به پيش خواهدداشت.
بدين منظوروبراي جلوگيري ازهرحادثه اي بايد زمين حفاظتي به نحوي تأسيس گرددكه قسمتس ازمسيرجريان كه توسط تماس اعضاي بدن انسان اتصالي مي شود(دست وپا ويا دو دست يادوپا)داراي تفاوت پتانسيل يا افت ولتاژ زيادنباشد. افت ولتاژ بستگي به شدت جريان ومقاومت مسيرجريان دارد. شدت جريان قابل محاسبه ودرضمن غيرقابل پيشگيري .
   لذا براي كوئچك نگه داشتن افت ولتاژ بايدمقاومت مسيرجريان حتي المقدور كوچك نگه داشته شود. به طورمثال اگريك مقره عبوركه درديوار مرطوبي نصب شده است، بشكندوسيم فشارقوي باديوارتماس پيدا كندوجريان اتصال زمين دراين حالت 25 آمپرومقاومت هرمتر ديوار 10 اهم باشد،مابين دونقطه ازديوار كه انسان باآن تماس دارد(فاصله دست وپاتقريبا 2 متر) اختلاف سطحي برابر با:
U = I . R = 25 . 2 .10 = 500 volt
به وجودمي آيد كه مسلما براي انسان خطرناك استولي اگرپايه فلزي مقره كه به ديوار محكم شده به وسيله يك سيم نسبتا ضخيم به زمين وصل شود، درموقع اتصال بدنه يا اتصال زمين ، قسمت عمده جريان اتصالي ازاين سيم عبورخواهدكرد وكليه قسمت هاي ديوار هم پتانسيل سيم درآن نقطه قطع خواهدشد. لذاافت ولتاژ درامتداد ديوارناچيز شده وبراي انسان خطري ايجاد نخواهدكرد.
عامل مؤثرخطربراي انسان ياهرموجود زنده ديگرجريان مي باشدكه البته وجوداختلاف سطح است كه باعث عبوراين جريان مي گردد. درفشارضعيف جريان هاي 1 تا 1/0 آمپر كه ازقلب مي گذرد، خطرجاني دارد.
آزمايش هاوبررسي هاي مختلف نشان داده است كه :
1- جريان هايي تا 02/0 آمپربراي انسان قابل تحمل است.
2- جريان هاي تاحدود 05/0 آمپرخطرناك وجريان هاي از1/0 آمپربا بالا خطرجاني دارد.
عبورجريان ازقلب باعث مي شودكه عمل منظم تپش قلب نامنظم شده ودررسيدن خون به مغز وقفه اي حاصل گردد، درنتيجه انسان پس از چند دقيقه به هلاكت مي رسد.
براي نجات برق زده بلادرنگ از تنفس مصنوعي كمك گرفته شودكه بهترين نوع آن از راه دهان به دهان است.
شدت جريان مهلك ومقاومت بدن انسان هامتفاوت است. مقاومت بين اعضاي مختلف بدن انسان به طورمتوسط برابر است با:
دست ودست : تقريبا  4000 اهم
دست وپا:تقريبا  4500 اهم
پا وپا : تقريبا 6500 اهم
هردودست ودوپا : تقريبا 1800 اهم
درضمن بدن مرطوب بوده ودست ها عرق كرده باعث كم شدن مقاومت وعبورجريان زيادتري مي شود ، لذا مي توان گفت كه حتي اختلاف سطح 20 ولت نیز محصوص و اختلاف سطح 60 ولت ممكن است خطرجاني داشته باشد.
البته اثر مرگبارجريان بستگي به فركانس صنعتي 50 هرذتس خطرناك ترين آنها مي باشد. درفركانس هاي زياد نمي تواند موجبات منقبض شدن اعضاي بدن انسان رافراهم سازد. به طوري كه عبورجريان به شدت چندين آمپر بافركانس خيلي زياد نيزممكن است براي انسان بي خطرباشد وبه همين جهت است كه درپزشكي ازجريان بافركانس زياد براي درمخان استفاده مي شود.
دربرق گرفتگي فشارقوي جريان هايي از1تا100 آمپروبيشترممكن است ازبدن انسان عبوركندبدون اين كه مستقيما باعث ازكارافتادن قلب شود.ولي درعوض اين جريان هاي شديد باعث خراب كردن وسوزاندن بافت هاي بدن به خصوص تجزيه آب بدن مي شودوبه كليه آسيب فراوان مي رساند. درضمن عبور جريان زيادازبدن باعث سوزاندن محل ورود و زخم برداشتن عميق درمحل خروج جريان مي شود كه ممكن است متعاقبا منجربه مرگ گردد.
درخاتمه بدنيست متذكرشويم كه بعضي ازحيوانات بخصوص اسب هادرمقابل جريان هاي زمين حساس ترومستعدتر ازانسان ها مي باشندكه شايد اين مستعدبودن به علت بزرگتربودن فاصله قدم آنها واختلاف سطح قدمي كه آنها اززمين برداشت مي كنند ، باشد.
2-زمين كردن الكتريكي :
     « زمين كردن الكتريكي » يعني زمين كردن نقطه اي ازدستگاه هاي الكتريكي وادوات برقي كه جزئي ازمدارالكتريكي مي باشند.مثل زمين كردن مركزستاره سيم پيچي ترانسفورماتور وياژنراتورويازمين كردن سيم وسط يا سيم مشترك دوژنراتور جريان دايم سري شده.(Mp )
زمين كردن الكتريكي دستگاه ها به خاطركارصحيح دستگاه ها وجلوگيري ازازدياد فشارالكتريكي فازهاي سالم نسبت به زمين درموقع تماس يكي از فازها بازمين مي باشد.
   زمين كردن الكتريكي سه نوع است :
الف - زمين كردن مستقيم 
    مثل وصل كردن مستقيم نقطه صفرترانسفورماتور وبا نقطه اي ازسيم رابط بين دو ژنراتور جريان دايم به زمين.
ب- زمين كردن غيرمستقيم
    مانند اتصال نقطه صفرژنراتور توسط يك مقاومت بزرگ به زمين يا اتصال نقطه صفرستاره ترانسفورماتور توسط سلف بزرگ به زمين ( سلف پترزن يا پيچك محدود كننده جريان زمين )
پ- زمين كردن بار
    دراين نوع زمين كردن نقطه صف ياهرنقطه ازشبكه كه داراي پتانسيل نسبت به زمين است توسط يك فيوز فشارقوي( الكترود جرقه) به زمين وصل مي شود تاموقعي كه مدارفيوز باراست يعني درحالت كارعادي شبكه ، ارتباط شبكه بازمين بازاست ولي درموقعي كه ولتاژ زيادي شبكه راتهديد مي كند ، مدار فيوزها مي باشند وبدين جهت زمين كردن بازدرحقيقت نوعي اززمين كردن الكتريكي درحالت كارعادي شبكه محسوب نمي شود، اززمين الكتريكي اغلب درموقعي كه دستگاه ها وشبكه برق رساني بدون عيب نيز مي باشند جريان عبورمي كند كه اززمين حفاظتي فقط ارتباط فازها بازمين جريان عبورمي كند.
   اززمين كردن الكتريكي درحالت كارعادي شبكه محسوب نمي شود اززمين كردن الكتريكي اغلب درموقعي كه دستگاه ها وشبكه برق رساني بدون عيب نيز مي باشد جريان عبور مي كند. درصورتيكه اززمين حفاظتي فقط درموقع ارتباط فازها بازمين جريان عبورمي كند.
اصطلاحاتي كه درزمين كردن به كاربرده مي شود
1-زمين
    زمين دراين مبحث به معني نوع وجنس زمين است، مثل خاك رس ، ماسه ، شن ، سنگ لاخ ، باتلاق ، مرداب وغيره.
2- ميل زمين ( زمين كننده)
    ميل زمين عبارتست ازهادي يافلزي به هرشكل ( صفحه اي ، لوله اي ، طنابي، پروفيل) كه درزمين چال مي شود وبازمين ارتباط برقرارمي كند وما به آن دراين مبحث به اختصار«ميل» مي گوئيم.
3- زمين هم سطح
    عبارتست از سطح زمين كه بين نقاط مختلف آن دراثرعبورجريان اززمين اختلاف پتانسيل محسوسي ايجاد نمي شود. زمين هم سطح تقريبا 20 مترازميل فاصله دارد.
4- ميل فرمان
    عبارتست از سيم يا مفتول يا صفحه فلزي كه مربوط به زمين كننده است وبراي تنظيم افت پتانسيل وكوچك كردن ولتاژ تماسي خطرناك بكاربرده مي شود.
5- سيم زمين
    عبارتست از سيم رابط بين زمين كننده (ميل) وزمين شونده.
آن قسمت ازاين سيم كه درزمين قرارگرفته است جزئي ازميل محسوب مي شود.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

انتقال مدارت رسم شده به ورد

اين يك راه براي راحتر شئن رسم مدارات الكترونيكي و الكتريكي و انتقال آن به  نرم افزار ورد براي پروژه ها يا تحقيقات است كه به  وسيله نرم افزار PDF  ساز انجام ميشه كه البته نياز به يك رسم كننده مدارت الكترونيك هم مي باشد كه ميتوانيد از Pspise  يا EWB و... استفاده نماييد .

برای رسم مدارهای الکترونیکی ابتدا باید برنامه Electronic WorkBench را بر روی سیستم خود نصب کنید.سپس مدار خود را با استفاده از شمایلی که در داخل این نرم افزار وجود دارد رسم می کنید.

برای رسم مدارهای الکترونیکی ابتدا باید برنامه Electronic WorkBench را بر روی سیستم خود نصب کنید.سپس مدار خود را با استفاده از شمایلی که در داخل این نرم افزار وجود دارد رسم می کنید( برای رسم این شکل ها می توانید از دیگر نرم افزارهای مدارهای الکترونیکی نیز استفاده نمایید مانند: Cad Day Basic و.... )حالاکه مدارتان را به وسیله این نرم افزار رسم کردید باید نرم افزار PDF Factory  را روی سیستم خود نصب کنید. این نرم افزارها برای تبدیل فایل متنی یا طراحی به فایلPDF می باشد.(یکی از کار هایی که فایل PDF انجام می دهد این است که در متن هایی که دارای شکل هستند از به هم ریختن و جابجا شدن شکل ها در متن جلوگیری می کند) این برنامه بعد از نصب در قسمت چاپگرهای ویندوز یک چاپگر با نام خود ایجاد می نماید و شما هر برنامه ای در ویندوز وقتی در قسمت Print این چاپگر را انتخاب نمایید برنامه طرح شما را به جای فرستادن به پرینتر به این برنامه ارسال می کند واین برنامه آن را به فایل PDF  تبدیل می نماید(باید توجه داشته باشید وقت پرینت گرفتن از فایل به قسمت تنظیمات این پرینتر رفته و Resolution آن را روی 300 قرار دهید تا فایل های شما با کیفیت بالاتری تبدیل شوند) حا لا به برنامه فتوشاپ رفته وفایل PDF مورد نظر را باز کنید قسمت های اضافه این فایل PDF  را حذف کنید و در صورت نیاز تغییرات لازم را در داخل آن بدهید حا لا این فایل تغییر داده شده را با پسوند JPG ذخیره نمایید در قسمت شما می توانید این فایل را به داخل برنامه Word برده و در هر جای صفحه که خواستید استفاده نمایید.

 

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

كابل و كابل كشي

۱- كابل هاي فشار ضعيف و متوسط     
     بيش از 90% كابلهاي جريان زياد داراي عايقي از كاغذ آغشته به روغن مي باشند . 
    بدین معني كه سيمها با نوارهاي كاغذي باند پيچي شده و سپس به نوعي از روغن معدني غليظ اغشته مي شوند.
     چنين كابلي را كه ما در اين كتاب " كابل كم روغن " 1 مي ناميم از 1 تا 60 هزار ولت ساخت و نرم شده اند
2 . سيم كابل از مس المينيوم است و مي تواند يك لا يا چند لا ( طنابي ) باشد .سيم هاي چندلا نرم تراست وقابليت انحناي آن نيزنسبت به كابل باسيم يك لابيشتراست.
سيم هاي طنابي به مقطع گردوبخصوص دركابل  هاي سه سيمه وچهارسيمه از 1تا 10 هزارولت بشكل سكتوروبيضي نيزساخته مي شوند.
كاغذ بصورت نوارباريك به ضخامت 1/0تا 15/0 ميليمتر به شكل مارپيچي روي سيم پيچيده مي شود پيچيده مي شود وقبل ازاينكه كاغذآغشته به روغن شود ، سيم عايق شده رادرخلاء وحرارت زيادبا دقت خشك مي كنند ودرهمين حالت سيم عايق شده ازداخل منبع روغن بادرجه حرارت   C 120-110 عبورداده مي شود. درنتيجه روغن كه دراين درجه حرارت بسيار سيال است درداخل كاغذنفوذكرده وتمام خلل وفرج كاغذراپرمي كند .
دردرجه حرارت معمولي روغن كابل تقريبا سفت است
ونمي تواند درداخل كابل مثلا بعلت پستي وبلندي مسير كابل جريان پيداكند. براي جلوگيري ازنفوذ رطوبت بداخل كابل ،سيم عايق شده بايك غلاف فلزي پوشانده مي شود وبه همين جهت دوانتهاي كابل نيز باسركابل مخصوصي مقداركمي آنتيمون وروي مخلوط دارد. اين اضافات باعث مي شوندكه سرب قدري سخت ترشده وپايداري واستقامت آن درمقابل خورندگي وكروزيون بيشترشود.دربعضي از كابل ها بجاي سرب از غلاف آلومينيومي بدون درز استفاده مي شود. مشكل ساختماني اين نوع كابل دردرجه حرارت زياد ذوب آلومينيوم است .
كابل هاي باغلاف آلومينيومي بخوبي كابل هاي سربي خم نمي شوندوانعطاف پذيرنيستند ولي درعوض به مراتب سبكترازكابل هاي سربي هستند. غلاف آلومينيومي بايددرمقابل كروزيون وخورندگي بخوبي حفاظت شود. اين موضوع براي غلاف سربي نيز نيزصادق است، مگراينكه كابل درمكان كاملا خشك (لوله هاي بتوني خشك) ويادرداخل ساختمان كشيده شود. غلاف كابل علاوه براينكه تحت تأثيرعوامل شيميايي قرارمي گيرد، به علت جريان هائي كه اززمين عبورمي كند ،تحت تأثيرعوامل الكتروليتي نيزواقع مي شوند.لذا بايدكابل از نظرالكتريكي نيزعايق باشد به همين جهت غلاف سربي توسط كاغذ قير اندودشده بانداژ مي شودوروي آن راباموادي شبيه قيروگوني مي پوشانند.
كابلهائي كه به طورآزاد درزيرزمين كشيده مي شوند همگي تحت تأثيرنيروي مكانيكي سطحي نيز قرارمي گيرندكه باعث فرورفتگي هائي دركابل استقامت الكتريكي كابل در اين نقاط تنزل مي كند . لذا اينگونه كابلها كه بايد فشارهاي خارجي را نيز تحمل كنند شامل زرهي از تسمه هاي فولا دي مي شود و بهمين جهت بنام كابلهاي زرهي معروف هستند زره فولادي نيز براي جلوگيري از زنگ زدگي و خورندگي با قشري ازقيروگوني ويا مواد مصنوعي p   v c پوشانده مي شود كابلهايي كه تحت كشش زياد نيز قرار ميگيرند 0(مثل كابل هايي كه در معادن زيرزميني به كار برده مي شوند و يا كابل هايي كه از رودخانه و يا درياچه ميگذرند )بازره فولادي از تسمه هاي.باريك –مفتول هاي گرد و يا پروفيل پوشانده مي شوند .شكل 1 مقطع يك كابل سه فاز را باسيم گرد و سيم سكتوري نشان مي دهد .
 

 
سه رشته سيم پس از عايق شدن در ضمن اينكه اطراف خالي ان با الياف كنفي يا پنبهاي پر مي شود بصورت طناب بهم پيچيده مي شود و مقطع دايره اي شكل پيدا مي كند . براي جلوگيري از باز شدن وريختن اليافها ودر ضمن آماده كردن كابل دور آن را با چند لا نوار كاغذ بصورت كمربند باند پيچي مي كند و بخاطر همين باند كاغذي كمربندي اين نوع كابل بنام"كابل كمربندي"معروف است.
كابل هاي كمربندي با رشته سيم هاي سكتوري داراي قطر كمتري نسبت به كابل هاي با رشته سيم دايره اي شكل هستند بهمين جهت سبكتر و قابليت انحناي انها نيز بيشتر است.ولي به خاطر اينكه حوزه الكتريكي اطراف ان غيريكنواخت است نمي توان در اختلاف سطح هاي زياد نيز از ان استفاده كرد و بهمين جهت فقط در كابلهاي تاولتاژ KV10 از مقطع سكتوري استفاده ميشود .
در گذشته كه هنوز كابل هاي با عايق مصنوعي (PVC)رواج پيدا نكرده بود از كابلهاي كمر بندي چها رسيمه براي توز يع برق شهري با اختلاف سطح 220-380 ولت نيز استفاده مي شد.
شكل 2 چنين كابلي را در مقطع نشان مي دهد .
 
 

در ضمن بهتر است از غلاف الومينيومي كابلها به عنوان سيم چهارم يا سيم صفر بخصو ص در شبكهاي شهري كه هميشه از سيم صفر جريان مي گذرد استفاده نشود زيرا مشخص نيست كه ارتباط غلاف با موف هاي موجود در مسير كابل به  نحو كاملا"مطمففئني انجام گرفته شده باشد .شكل 3 طرز تقسيم حوزه الكتريكي كابل كمر بندي را در لحظه اي كه ولتاژ سيم Tصفر است و ولتاژ R,وSبرابر مختلف الجهت  هستند نشان مي دهد .
چنان چه ديده مي شود حوزه الكتريكي سيمها اولا" از عايق اصلي سيمها خارج شدهو تا غلاف سربي ادامه پيدا مي كند . لذا مواد پر كننده كابل كه از استقامت الكتريكي خوبي بر خوردار نيستند نيز تحت تاثير فشار الكتريكي قرار ميگيرند .
بخصوصي منطقه ما بين سيمها كه در شكل با Zمشخص شده است و نمي تواند از مواد عايق خوب پر شود داراي شدت حوزه بسيار قوي مي باشد .
 
در ثاني خطوط حوزه در عايق كاغذي سيمها نيز از حالت شعاعي كه عمود بر سطح ورقهاي كاغذ است خارج شده ودر بعضي از قسمتها حتي اين خطوط مماس بر سطح كاغذ عبور مي كند ودر قسمتهاي ديگر نيز داراي يك مولفه در سطح كاغذ خواهند بود.در نتيجه تفاوت پتانسيل در سطح لايه كاغذها نيز پيدا مي شود وچون استقامت الكتريكي در سطح كاغذ به مراتب كمتر از استقامت الكتنريكي ضخامت كاغذ است در نتيجه بين لايها ودر منطقه Zاين كابل در فشارهاي زياد تخلهء الكتريكي كه مقدمهء جرقه زدن وسوختن كابل است ايجاد مي شود.
بدين جهت كابل كمربندي را نمي توان براي فشار هاي زياد ساخت ودر نتيجه ساختمان اين كابلها به فشارماكسيموم تا KV20محدود مي شود.در سال 1913 باآشنايئ به شدت حوزه در كابل كمربندي و استقامت الكتريكي كاغذ در سطح و در عمق شخصي به نام هو خست پيشنهاد كرد كه هر يك از رشته سيمها پس از عايق شدن با ورقهء نازك فلزي پوشانده شود و سپس غلاف سربي به طريقي رويه سه كلاف كشيده شود كه با ورقهاي نازك فلزي در تماس باشد.
بابه كار بستن اين پيشنهاد كاغذهاي اطراف رشته سيمها فقط تحت تاثير حوزه هاي شعاعي يعني عمودبرسطوح كاغذ قرارمي گيرند ومؤلفه هاي سطحي ازبين مي رود ، درضمن تمام موادپركننده اطراف سيم هاي كابل بخصوص درمنطقه Z فاقدحوزه الكتريكي مي شود وديگراحتياج نيست باعايق خوب وباارزش پرشود.
  پيشنهاد هوخسنت باعث پيشرفت سريع صنعت كابل سازي وساختن كابل هاي فشارقوي شد. كابل هايي كه به اين طريق ساخته مي شوند كابل H معروفند.
  شكل زيرشدت حوزه رادريك كابل سه فاز ويك كابل H نشان مي دهد بعدها بخاطراينكه كابل هاي ضخيم باداشتن يك غلاف سربي داراي قابليت انحناي بسياركم است و
 

 
فرم دادن وخم كردن آن مشكل است ، لذا كابل هائي باسه غلاف سربي ساخته شدوبنام «كابل سه غلافه»معروف گرديد.شكل بعد يك چنين كابلي رادرمقطع نشان مي دهد . كابل سه غلافه تاولتاژ 60هزارولت ساخته مي شود .دركابل سه غلافه نيز بخصوص درولتاژهاي بالا ازكاغذ متاليزه H استفاده مي شود. دراينجا وظيفه كاغذH ارتباط برقراركردن بين كاغذ H وغلاف سربي است .درموقعي كه درجه حرارت كابل دراثرزياد بالا مي رود، حجم روغن داخل كابل زيادشده وبطور راديال (شعاعي) به غلاف سربي فشاروارد مي سازدوباعث انبساط آن مي شود. درموقع كم باري وسردشدن كابل حجم روغن كم شده ومجددا بطرف داخل فشرده مي شود. ولي چون غلاف سربي نمي تواند مجددا جمع شود ، بين عايق كابل درصورتيكه فاقد كاغذ H باشد وغلاف سربي فاصله هوائي (جدائي) بوجودمي آيد كه به علت 
 
نداشتن استقامت الكتريكي كافي باعث تخليه الكتريكي درزيرپوشش غلاف سربي مي شود،درصورتيكه ورقه نازك H بعلت تماس باغلاف سربي ، باآن هم پتانسيل است وفاصله هوائي كوچكي كه دراثرانبساط وانقباض روغن بدست مي آيد، نمي تواندباعث تخليه الكتريكي درآن مكان كه فاقداختلاف پتانسيل گردد.
 
   براي تعييين ضخامت عايق كابل كم روغن ، شدت حوزه دراطراف سيم KV/mm 5-2 درنظرگرفته مي شود. درصورتيكه استقامت الكتريكي حقيقي چنين كابلي درموقعي كه ازآن بارگرفته مي شود درحدود KV/mm 16 است ودرموقعي كه كابل را تادرجه حرارتي گرم كنيم كه درموقع بارنامي گرم شود، استقامت الكتريكي آن تغييرمحسوسي نمي كندوحتي چندين بارگرم وسردكردن متوالي كابل ،تأثيري روي استقامت الكتريكي كابل نمي گذاردبطوري كه اگرشدت حوزه الكتريكي KV/mm5-2 انتخاب شود ، مي توان گفت كه كابل باضریب اطميناني معادل با 5-3 كارمي كند ،شكل 6 استقامت الكتريكي كابل درزمان كوتاه مدت خيلي زيادودرحدود KV/mm60-50است كه به تدريج باازديادزمان اثراختلاف سطح،اين استقامت كم شده ودرحدود 100-50 ساعت به مقدار ثابت وپايدارKV/mm 116مي رسد.لذامي توان گفت كه استقامت كم شده ومي توان گفت كه استقامت دائمي كابل كم روغن KV/mm 16 ثابت است.

 

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

 

موتورهاي سنكرون

ساختمان : استاتور موتورهاي سنكرون از نظر ساختمان دقيقاً مشابه استاتور موتورهاي القايي است سيم پيچهاي سه فاز آن در داخل شيارهاي هسته آهني استاتور تعبيه شده كه وظيفه آنها ايجاد ميدان دوار در هسته استاتور است.
روتور اين موتور به صورت يكپارچه يا از ورقهاي مغناطيسي ساخته مي شود و بر روي آن يك سيم پيچي جريان مستقيم به نام سيم پيچ تحريك نصب مي شود.
جريان تغذيه سيم پيچي تحريك روتور، از طريق دو حلقه كه بر روي محور روتور نصب شده به وسيله جاروبكها تأمين مي شود و روتور اين موتورها عملا بصورت يك مغناطيس الكتريكي (چرخ قطب) رفتار مي كند كه تعداد قطبهاي روتور به اندازه قطبهاي سيم پيچي استاتور خواهد بود.
طرز كار: هنگام وصل استاتور به شبكه سه فاز ، يك ميدان دوار كه سرعت آن متناسب با فركانس شبكه و تعداد قطبهاي استاتور است در آن بوجود مي آيد و سطح روتور را جاروب مي كند.

قطبهاي روتور از طريق قطبهاي غير همنام استاتور جذب و لحظه اي بعد مجدداً اين قطبها به وسيله قطبهاي همنام استاتور دفع خواهند شد. پس ميانگين گشتاور صفر و روتور حركت نمي كند قطبهاي روتور به دليل سنگيني و اينرسي موجود در آن نمي توانند به سرعت همراه ميدان دوار استاتور بچرخند. پس بايد با يك وسيله كمكي (راه انداز) ابتدا سرعت روتور را به نزديكي سرعت ميدان دوار استاتور رساند تا روتور بتواند همراه ميدان دوار چرخش كند.
سؤال: گشتاور راه اندازي اين موتورها چقدر است؟ 

روشهاي راه اندازي موتورهاي سنكرون.

براي راه اندازي موتورهاي سنكرون سه روش اساسي مي توان به كار برد.
1-كاهش سرعت ميدان مغناطيسي استاتور: تا حدي كه روتور بتواند طي نيم سيكل چرخش ميدان مغناطيسي شتاب بگيرد و با آن قفل شود . اين كار را مي توان با كاهش فركانس منبع تغذيه انجام داد.
2- استفاده از يك گرداننده اوليه: كه سرعت موتور را تا حد سرعت سنكرون بالا ميبرد و با طي مراحل موازي  كردن ,   ماشين مثل ژنراتور روي خط آورده شود. پس از اين مراحل خاموش كردن با جدا كردن گرداننده اوليه ماشين سنكرون را تبديل به موتور خواهد كرد.
3- استفاده از سيم پيچ هاي ميرا كننده كه در انتهاي قطبين روتور نصب مي شود.
در موتورهاي سنكرون سرعت حركت روتور در هر حال برابر با سرعت ميدان دوار استاتور خواهد بود و افزايش بار فقط عقب ماندگي روتور نسبت به ميدان را موجب مي شود.
 
اختلاف فاز اين دو ميدان Bs وBR همان زاويه گشتاور است كه از0 تا90 درجه تغيير مي كند. البته اگر افزايش بار بيش حد باشد.   موتور از حالت سنكرونيزم خارج خواهد شد كه اصطلاحا آن را ناپايدار مي ناميم ضمنا هنگام كار با سرعت سنكرون با تغييرات جريان تحريك امتداد جريان آرميچر و ضريب قدرت ماشين از حالت پس فازي به اهمي و پيش فازي قابل كنترل خواهد بود كه از اين خاصيت جهت اصلاح ضريب قدرت شبكه استفاده مي شود كه به موتورهاي سنكرون پر تحريك (كاردر حالت پيش فازي) خازن هاي سنكرون نيز گفته مي شود . (موتورهاي سنكرون در حالت كار پيش فازي كم تحريك هستند.) مدار معادل تكفاز موتور سنكرون بصورت زير مي باشد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

 

قانون بقاي بار الكتريكي

يك توپ را با ميله پلاستيكي و ديگر را ميله شيشه‌اي باردار كنيد سپس آنها را به هم بچسبانيد. گاهي دوبار ناپديد مي‌شوند و همديگر را از بين مي‌برند. براي بيان اين مساله مي‌توان از يك قانون رياضي مبني بر اينكه اگر حاصل جمع دو كميت صفر شود، يكي از آن دو مثبت و ديگري منفي است، استفاده نمود. طبق قرارداد به ميله پلاستيكي را بار منفي و ميله شيشه‌اي را بار مثبت نسبت داده‌اند.

بيان ساده اي از قانون بقاي بار

وقتي كه يك ميله پلاستيكي را با خز مالش مي‌دهيم، ميله بار منفي و خز بار مثبت پيدا مي‌كند. آزمايش را با دو جسم خنثي شروع مي‌كنيم، يعني مجموع بار آن دو برابر صفر است. بعد از مالش دادن ، يكي بار مثبت و ديگري بار منفي مي‌يابد كه باز هم بار كل برابر صفر مي‌شود. همچنين وقتي ميله‌اي بار مثبت بيابد، بار جسم پلاستيكي كه ميله شيشه‌اي را با آن مالش مي‌دهيم منفي مي‌شود.

هيچ كس نمي تواند يكي از اين دو بار را خلق كند، بدون آنكه همزمان ديگري را نيز توليد كرده باشد در يك چنين فرايندي مقدار كل بار تغيير نمي‌كند. اين مطلب بيانگر قانون بقاي بار الكتريكي است. اين قانون همانند قوانين پايستگي جرم و انرژي ، اندازه حركت خطي ، اندازه حركت زاويه اي و ... در فيزيك يك قانون بنيادي است.

قانون بقاي بار الكتريكي در اتم

همه اجسام داراي ذراتي با بار الكتريكي مثبت و منفي هستند. اين ذرات هماناتمهايي هستند كه جهان مادي را مي‌سازند. ابعاد اين اتمها از مرتبه آنگستروم است. چندين ميليون از اين اتمها ، در كنار هم ، چيزي در حدود يك نقطه نمايان مي‌شوند. هر اتم از لحاظ بار الكتريكي خنثي است، زيرا به تعداد مساوي بار مثبت و منفي دارد. بار مثبت اتم و تقريبا تمامي جرم آن ، در مركز آن ، يعني در هسته متمركز شده است. ابعاد هسته ده هزار برابر كوچكتر از ابعاد كل اتم است. هسته يك خوشه محكم به هم چسبيده متشكل از دو نوع ذره پروتونها و نوترونهاست.

تراكم جرم در اين ذرات غير قابل تصور است. يك تفاوت مهم بين پروتونها و نوترونها اين است كه پروتونها داراي بار الكتريكي مثبت بوده ولي نوترونها از نظر بار الكتريكي خنثي هستند. تعداد پروتونها هسته ، عنصر شيميايي را كه هسته به آن تعلق دارد، مشخص مي‌كند، با اين حال قسمت اعظم فضاي اتم خالي است، در ناحيه اطراف هسته تعدادي ذره با بار الكتريكي منفي به نام الكترون وجود دارد. جرم الكترون كم است، اما بار آن منفي و مقدارش برابر مقدار بار روي پروتون است. از اينرو در يك اتم خنثي تعداد الكترونها در فضاي اطراف هسته درست برابر تعداد پروتونها در داخل هسته است. الكترونها توسط نيروي جاذبه الكتريكي در نزديكي هسته به آن مقيد مي‌شوند.

مبادله بار و قانون بقاي بار الكتريكي

گاهي يك تماس ساده ميان اجسام ممكن است باعث شود كه تعدادي الكترون از يك جسم به جسم ديگر منتقل شود. وقتي ميله پلاستيكي با خز مالش داده مي‌شود، برخي الكترونها از خز به ميله پلاستيكي منتقل مي‌شوند. ممكن است تعداد الكترونهايي كه به ميله پلاستيكي منتقل مي‌شوند، در حدود
( 9 ^ 10 ) باشد كه ظاهرا زياد است. تعداد كل الكترونهاي موجود در ميله پلاستيكي در حدود 24 ^ 10 است.

در فلزات بستگي الكترونها به هسته ضعيف است و الكترونها مي‌توانند آزادانه در داخل ماده حركت كنند. چون بار به راحتي در داخل ميله فلزي به هم وصل نماييم، هر دو كره خنثي مي‌شوند. ماده اي كه بار الكتريكي را از خود عبور مي‌دهد رسانا ناميده مي‌شود. در جامدات ، فقط الكترونها مي‌توانند حركت كنند. اما محلول الكتروليت ، آب شور يا گاز داخل لامپ فلوئورسانس رساناهاي بسيار خوبي هستند. زيرا حاملين بار مثبت و منفي هردو تحت تاثير نيروي الكتريكي مي‌توانند آزادانه حركت كنند. در تمام فرايندهاي مبادله بار و انتقالات اخير قانون بقاي بار الكتركي به دقت ملاحظه مي‌شود. به عبارتي نحوه مبادله بار به توسط قانون بقاي بار صورت مي‌گيرد. در واكنشهاي شيميايي اين قانون همانند قانون بقاي جرم ظاهر مي شود و واكنش را از نظر الكتريكي مجاز مي داند كه در طرفين واكنش مجموع بارهاي الكتريكي برابر باشند

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

فيوز چيست ؟

مقاومت الكتريكي و جريان در مدار

جريان الكتريكي در رساناي متصل به مدار بنابر قانون اهم از روي مقاومت رسانا و ولتاژ دو سر آن معين مي شود. براي يك ولتاژ معين ، هر چه مقاومت رساناي داده شده بيشتر باشد جريان كمتر است. مثلاً مقاومت لامپ هاي التهابي معمولي نسبتاًزياد است ( صدها اهم ). و از اين رو جرياني كه از آنها مي گذرد كم است (چند دهم آمپر) .

كوتاه شدگي مدار

اگر سيم ها را با اتصال فرعي به لامپ متصل كنيم. مدار فرعي با مقاومت بسيار كم بدست مي آيد. و جريان خيلي شديد مي شود. در اين مورد گفته مي شود كه مدار كوتاه بوجود آمده است. مدار كوتاه بطور عام هر اتصال كم مقاومتي در دو سر منبع جريان الكتريكي است. جريان هاي شديدي كه در مدار كوتاه ظاهر مي شود فوق العاده خطرناك هستند و به علت آنكه سيم ها شديداً گرم مي شوند براي منبع جريان بسيار زيان آورند.

محافظت سيم ها از كوتاه شدگي مدار

براي محافظت سيم ها از كوتاه شدگي مدار ، فيوز استفاده مي شود فيوز ها سيم هاي نازك مسي اند يا سيم هايي كه از فلزات زود گداخت مثل سرب ساخته شده اند. كه به طور سري به مدار حامل جريان متصل مي شوند. و طوري در نظرگرفته مي شوند كه اگر جريان از مقدار مشخص شده بيشتر شود ذوب مي شود. نمودار طرح وار زير طرز كار فيوز را شرح مي دهد وقتي كه سيم ها توسط تكه سيم مسي متصل شوند مدار كوتاه فيوز بطور سريع ذوب شده و مدار قطع مي شود.

ساختمان فيوز فشنگي با توپي پيچي

اين فيوز رايجترين نوع از فيوزهاست كه به كار برده مي شود. منشا اصلاح فيوزي به توپي چيني كه در سطح بيروني فيوز قراردارد، مربوط است، كه سيم با نقطه ذوب پايين در آن قراردارد. توپي مانند سرپيچ لامپ در سر پيچ پيچانده مي شود و پس در هر كوتاه شدن مدار تعويض مي شود.

معمولا ، يك فيوز يا دسته فيوزهايي به اتصال هاي تامين كننده جريان در يك ساختمان يا هر آپارتماني متصل مي شود. گاهي فيوزها را در جعبه مستقلي قرارمي دهند. فيوزپريزي در ساختمان جعبه فيوز وجود دارد كه بايد با عبور جريان 3تا 5A ذوب مي شود، فيوز آپارتمان با عبور جريان 15تا 20A ذوب مي شود. در حاليكه فيوز يك ساختمان براي جريانهاي خيلي شديدتر چند صد آمپر تنظيم مي شود.

ساختمان فيوز با توپي پيچي

1. توپي چيني

2. سيم با نقطه ذوب پائين

3. جاي فيوز

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

ابر رسانا ها

اگردماي فلزات مختلف را تا دماي معيني(دماي بحراني) پايين اوريم پديده شگرفي در انها اتفاق مي افتد كه طي ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جريان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبديل به ابررسانا خواهند شد.

(البته موادي مانند نقره نيز هستند كه مقاومت ويژه شان حتي در دماي صفر درجه كلوين نيز صفر نمي شود).هرچند در اين دما ميتوان بسياري از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن براي رسيدن به چنين دمايي مجبورند از هليم مايع ويا هيدرژن استفاده كنند كه بسيار گرانند .

امروزه ابر رسانايي را در موادي ايجاد مي كنند كه دماي بحرانيشان زيادتر از 77 درجه كلوين است كه براي رسيدن به چنين دمايي از ازت مايع استفاده مي كنند كه نقطه جوشش 77 درجه كلوين است.

تاريخجه ابررسانا يي

ابررسانايي براي اولين باردر سال 1911 توسط هايك كامرلينگ اونس(1926-1853)مطرح گرديد. وي دماي يك ميله منجمد جيوه اي را تا دماي نقطه جوش هليم مايع(4.2 درجه كلوين )پايين اوردد و مشاهده نمود كه مقاومت ان ناگهان به صفر رسيد. سپس يك حلقه سربي را در دماي 7 درجه كلوين ابررسانا نمود و قوانين فارادي را بر روي ان ازمايش كردومشاهده نمود وقتي با تغيير شار در حلفه جريان القايي توليد شود.

حلقه سربي برعكس رسانا هاي ديگر رفتارمي نمايديعني پس از قطع ميدان تا ماداميكه در حالت ابر رسانايي قرار داردجريان اكتريكي را حفظ مي كند. به عبارتي اگريك سيم ابررسانا داشته باشيم پس از بوجود امدن جريان الكتريكي دران بدون مولد الكتريكي ( مثل باطري يا برق شهر )نيز مي تواند حامل جريان باشد.

اگر در همين حالت ميدان مغناطيس قوي در مجاورت سيم ابررسانا قرار دهيم ويا دماي سيم را با لاتر از دماي بحراني ببريم جريان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراين حالتها سيم را از حالت ابررسانايي خارج كرده ايم .

اقاي اونس با همين كشف جايزه نوبل فيزيك در سال 1913 را از ان خود نمود.در عكس بالا اونس و همسرش نشسته و دوستان دانشمند مانند البرت انيشتين در پشت سر وي قرار دارند.

اثرمايسنر

سپس در سال 1933 Meissner وOschsenfeld مطابق شكل نشان دادند كه وقتي ماده مورد ازمايش قبل از ابررسانا شدن در ميدان مغناطيسي باشد شار از ان عبور ميكند ولي وقتي در جضور ميدان به دماي بحراني برسدو ابررسانا گردد ديگر هيچگونه شار مغناطيسي از ان عبور نمي كند تبديل به يك ديامغناطيس كامل مي شود كه شدت ميدان درون ان صفر خواهد بود.

فيزيكدانان مختلف همواره سعي كرده بودند به موادي دست پيدا كنند كه اولا دردماي پايين ابرسانا شوند و ثانيا براي فرايند سرمايش بجاي هليم پر هزينه از نيتروژن مايع استفاده شود.تا بدن ترتيب بتوانند كابلهاي مناسب براي حمل و انتقال برق ويا موتور الكتريكي بسازند.

در اين شكل يك مغناطيس استوانه اي روي يك قطعه ابررسانا كه توسط نيتروژن خنك شده شناور است زيرا ابررسانا طبق خاصيت يعني اثر مايسنر مي توانند خطوط ميدان مغناطيس را به خارج پرتاب كنند دارد.و همانطور كه ميبينم قرص مغناطيسي را شناور نگه دارندو بدن ترتيب يك موتور چرخان ساخته ميشود.

بلاخره در سال 1986 دو فيزيكدان سويسي به نامهاي George bednorz-Alex Muller از آزمايشگاه زوريخ توانستند ابرسانايي ازجنس سراميك اكسيد مس در دماي بالا 60 درجه كلوين بسازند كه براي فرايند سرمايش از نيتروژن مايع استفاده ميشد كه بسيار كم هزينه بود. بدين ترتيب دو گام مهم براي ساخت كابلهاي ابررسانايي برداشته شد و لي سراميك اكسيد مس براي ساخت كابل شكننده بود بنابراين تلاشهاي ديگري آغاز شد.كه تا به امروز هم ادامه دارد دانشجويان و دانشمندان ايراني هم در اين عرصه بسيار فعال هستند.

طبق گزارش ايرنا سعيد سلطانيان به همراه يك گروه علمي در دانشگاه ولو نگوگ ايالت نيو ساوت ولز استراليا به سرپرستي پروفسور دو ابررسانايي ساختند كه بالاترين ركورد را در ميان ابررسانا دارد اين ابررسانا به شكل سيم يا نوار ي از جنس دي بريد منيزيم با پوششي از آهن است كه شكل ميكروسكوپي آن در پايين نشان داده شده است.

كاربردهاي مختلف ابررساناها

از ابررسانايي ميتوان در ساخت آهن رباهاي ويژه طييف سنجهاي رزونانس مغناطيسي هسته و عكسبرداري تشديد مغناطيسي هسته و تشخيص طبي استفاده نمود و همچنين چون با حجم كم جريانهاي بسيار بالا را حمل مي كنند مي توان از آنها در ساخت موتورهاي الكتريكي (ژنراتورها- كابلها) استفاده نمود كه حجمشان 4 تا 6 برابر كوچكتر از موتورهاي فضاپيماي امروزي هستند.

ميتوان از آهن رباهاي ابررسانا در ساختمان ژيروسكوپ براي هدايت فضا پيما استفاده نمود.

مي توان از نيم رسانا ها در ساخت قطارهاي شناور استفاده نمودمانند قطار سريع السير ژاپني ها كه در سال 2000 ميلادي ساخته شد وبا با سرعت 581 km/h حركت مي كرد در اين بجاي قطار بجاي استفاده از چرخ از ميدان مغناطيسي استفاده شده است.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

ابررساناهاي دماي بالا

زمينه اي جديد در علم فيزيك آغاز شد هنگامي كه در 27 ژانويه 1986 ميلادي، Bednorz و Mueller يك افت مقاومت تيز را در La2-mBamCuO4 در دماي حدود 30 درجه ي كلوين مشاهده كردند. آن ها مقاله اي در اين باره به يكي از روزنامه هاي معتبر اروپائي، ZeitSchrift fur Physik فرستادند و مطالعه ي خود را برروي اين ماده ي جديد ادامه دادند تا اطمينان حاصل كنند كه تغيير مقاومت ناگهاني، تبديل به يك حالت ابررسانايي بوده. تا ماه اكتبر، آن ها اثر مايزنر (The Meissner Effect) را مشاهده كرده بودند ، بنابراين يك ماده ابررساناي جديد را به ثبت رساندند. نتايج آن ها در دنيا پخش شد، يك ماه بعد، Tanaka و همكاران وي در توكيو نتايج Bednorz-Muller را تأييد نمودند (يك تأييديه در يكي از روزنامه هاي ژاپني چاپ شد) در حالي كه كار آن ها در پكن توسط Zou و همكارانش پشتيباني و حمايت شد. (كار آنها در دسامبر در يكي از روزنامه ها توضيح داده شد.) در ماه بعد، در نتيجه ي يك تلاش همكارانه بين Paul Chu از دانشگاه هوستون و Mang-Kang Wu از دانشگاه آلاباما، عضو جديدي از خانواده مواد ابررساناهاي دما بالا كشف شد ، YBa2Cu3O7 كه داراي بالاي 70 درجه ي كلوين بود. بنابراين فقط در طي يك سال از كشف اصلي، دماي انتقال به حالت ابررسانايي افزايش سه برابر داشت. و واضح بود كه انقلاب ابررسانا ها هنوز شروع شده است. يك جشن براي بوجود آمدن اين فصل در علم فيزيك طي يك جلسه در نيويورك توسط انجمن فيزيك دانان آمريكايي در يك بعد از ظهر يكي از روزهاي مارس 1987 برگزار شد. اين جشن 3000 شركت كننده داشت و 3000 نفر نيز اين جشن را از طريق تلويزيون مشاهده مي كردند ...

در طول شش سال بعد، چند خانواده ي ديگر از ابررسانا ها كشف شدند، كه شامل سيستمهاي مبني بر -Tl و -Hg مي باشند، كه به ترتيب داراي حداكثر 120 كلوين و 160 كلوين مي باشند. همگي آنها يك ويژگي كه موجب روي دادن ابررسانايي دماي بالا بود، داشتند، وجود پلين هاي (planes) شامل اتم هاي O و Cu ي كه جدا شده بوسيله ي مواد پل كننده اي كه به عنوان حامل بار عمل مي كنند هستند. در طي اين مدت، حدود چند هزار مقاله در رابطه با ابررسانا ها منتشر گشت (و در زمان حاضر هم منتشر مي شود) بديهي گشت كه ابررسانايي دماي بالا وابسته به مسائل بزرگ فيزيك بسياري در طول دهه ي گذشته ي اين قرن بود. حداقل چهار دليل براي علاقه ي شديد به بالا وجود دارد : يك علاقه ي علمي ذاتي و باطني، طبيعت انتقال نظم و ترتيبي، (اين به حدود جدا كننده ي دانشمندان و شيمي دان هاي مواد از طريق فيزيكدان هاي نظري و تجربي مي رسد) ؛ كاربردهاي بالقوه براي مواد ي كه دردماهاي بالاتر از 77 كلوين (دمايي كه نيتروژن مايع مي شود) به عنوان ابررسانا عمل مي كنند، كاربردهايي كه مي توان در سيستم هاي تلفن سلولي اعمال كرد، خطوط انتقال ابررسانايي، ماشين هاي MRI استفاده كنند از مغناطيس هاي بالا، ميكروويو هاي استفاده كننده از مواد ابررساناي جديد، سيستم هاي ابررسانا/ نيمه رساناي هيبريدي؛ و در آخر پيدا كردن ابررساناي دماي اتاق.

برخي مشخصه ها و خواص ابررسانا هاي جديد عبارتند از اينكه آن ها سراميك، و اكسيد هاي ورقه ورقه مي باشند كه در دماي اتاق فلزات ضعيف و بي ارزشي هستند، و مواد متفاوتي براي كار كردن هستند. شامل كمي حامل بار در مقايسه با فلزات معمولي هستند، و خواص انيسوتوروپيك (Anisotropic) الكتريكي و مغناطيسي هستند كه بطور قابل ملاحظه اي حساس به محتواي اكسيژن مي باشند. در حالي كه، نمونه هاي ابررساناي مواد 1-2-3 ، Yba2Cu3O7 ، را يك دانش آموز دبيرستاني نيز مي تواند در يك اجاق ميكروويو توليد كند، كريستال هاي يكتاي داراي درجه ي خلوص بالا براي تشخيص خواص فيزيكي ذاتي موادي كه ساختن آن ها به طور خيلي زيادي سخت است، لازم است.

در ادامه ي يك دهه كار، يك وفاق عمومي بر سر اين موضوع وجود دارد كه رفتار تحريكات ابتدائي در پلين هاي (planes) ، Cu-O يك كليد براي درك خواص حالت عادي اين ابررساناها ارائه مي دهد، و اينكه آن خاصيت غير حالت عادي شبيه به حالت عادي ابررساناهاي معمولي و دماي پايين مي باشند.

علاوه بر اين، اساسا هيچ يك از خواص حالت ابررسانايي ، با خواص يك ابررساناي عادي يكي نيست، كه در آن جفت كردنتئوري BCS در حالت خط واحد اتفاق مي افتد و شكاف انرژي ذرات quasi در دماهاي پائين و ايزوتپريك، هنگامي كه يكي حول سطح فرمي حركت مي كند، محدود مي باشد. علي رغم اين حقيقت كه چيزي نسبتا جديد و متفاوت نياز است تا رفتار حالت عادي را درك كنيم، يك توافق و اجماع وجود دارد كه تئوري BCS ، اگر بطور مناسبي تغيير يابد، يك توضيح راضي كننده براي انتقال به حالت ابررسانايي و خواص مواد در آن حالت، مي دهد .

يك توافق تقريبي همچنين در رابطه با اجزاي سازنده ي پايه ي لازم براي درك ابررساناهاي دماي بالا وجود دارد. آن ها را مي توان به صورت زير خلاصه كرد :

عمل ابتدا در پلين هاي Cu-O رخ مي دهد، پس در تخمين اول، براي متمركز كردن هم توجه نظري و هم عملي روي رفتار تحريكات پلانار، و همچنين براي متمركز كردن بر روي دو سيستم مطالعه شده ، سيستم 1-2-3 (YBa2Cu3O7-m) و سيستم 2-1-4 (La2-mSrmCuO4) ، كفايت مي كند.

در دماهاي پائين هر دو سيستم عايق هاي آنتي فرو مغناطيس مي باشند با يك آرايه ي محلي +Cu2 كه علامت آن در داخل شبكه متناوبا عوض مي شود .

شخصي سوراخ هايي را بر روي پلين هاي Cu-O سيستم 1-2-3 با تزريق اكسيژن ايجاد مي كند، براي سيستم 2-1-4 اين كار با تزريق استرونتيوم انجام مي گيرد. سوراخ هاي حاصل روي مقر پلانار اكسيژن ، با اسپين هاي نزديك +Cu2 پيوند پيدا مي كنند، و حركت را براي ديگر اسپين هاي +Cu2 آسان مي سازد، و در روند، نابود كردن همبستگي هاي AF طولاني برد در عايق.

اگر كسي حفره هاي كافي را ايجاد كند، سيستم حالات پايه ي خود را از يك عايق به يك ابررسانا تغيير مي دهد.

در حالت عادي مواد ابررسانا ، اسپين هاي +Cu2 سيار، اما محلي يك مايع فرمي غير مرسوم را تشكيل مي دهند ، با اسپين هاي quasiparticle هاي نشان دهنده ي ارتباطات AF قوي، حتي براي سيستم هاي در سطح تخدير كه از حدي كه ماكزيمم مي باشد، تجاوز مي كند ، موادي كه با نام فرا-تخدير شناخته مي شوند. اگر چه هيچ توافقي بين تئوريسين ها بر سر اين كه چگونه يك توضيح نظريه اي داراي جزئيات براي curpate ها ارائه كنند. راهكرد هايي كه براي اينكار امتحان شد، را مي توان به از پايين به بالا- يا از بالا به پايين رده بندي كرد. در راهكرد از بالا به پائين، يكي مدلي را كه از قبل وجود داشته را انتخاب مي كند و راه حل هايي براي انتخاب هاي ديگر پارامترهاي مدل را توسعه مي دهد ، سپس تست مي كند كه آيا اين راه حل به نتايج منطبق بر شواهد و تجربيات رسيده اند يا نه. در يك راهكرد از پائين به بالا، يك از نتايج تجربي آغاز مي كند و تلاش مي كند تا يك توضيح پديده اي از يك زير مجموعه از نتايج تجربي را بدست آورد. سپس چند آزمايش ديگر را متناسب با توضيح بدست آمده انجام مي دهد ، با ترتيب ميكروسكوپي براي هر آزمايش، تا اينكه به نتايج مورد انتظار از محاسبات و مشاهدات دست بيابد. و فقط آن وقت، بدنبال يك مدل هميلتوني كه راه حلش ممكن است تئوري ميكروسكوپي كامل را ارائه دهد، بگردد و جستجو كند. Jonh Bardeen از اين راهكرد دوم براي كار كردن بر روي ابررساناهاي عادي و مرسوم استفاده كرد ، و در دانشگاه اوربانا از روش و راهكرد او براي كار برروي ابررساناي دماي بالا استفاده كردند.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

ساختمان ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصيات آنها به سه دسته كوچك متوسط و بزرگ دسته بندي كرد. ساختن ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به دليل مسايل حفاظتي و عايق بندي و امكانات موجود ، كار ساده اي نيست ولي ترانسفورماتورهاي كوچك را مي توان بررسي و يا ساخت. براي ساختن ترانسفورماتورهاي كوچك ، اجزاي آن مانند ورقه آهن ، سيم و قرقره را به سادگي مي توان تهيه نمود.

اجزاي تشكيل دهنده يك ترانسفورماتور به شرح زير است؛

هسته ترانسفورماتور:

هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه هاي نازك است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه مي شود. براي كم كردن تلفات آهني هسته ترانسفورماتور را نمي توان به طور يكپارچه ساخت. بلكه معمولا آنها را از ورقه هاي نازك فلزي كه نسبت به يكديگر عايق‌اند، مي سازند. اين ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلياژي از سيليسيم (حداكثر 4.5 درصد) كه داراي قابليت هدايت الكتريكي و قابليت هدايت مغناطيسي زياد است ساخته مي شوند.

در اثر زياد شدن مقدار سيليسيم ، ورقه‌هاي دينام شكننده مي شود. براي عايق كردن ورقهاي ترانسفورماتور ، قبلا از يك كاغذ نازك مخصوص كه در يك سمت اين ورقه چسبانده مي شود، استفاده مي كردند اما امروزه بدين منظور در هنگام ساختن و نورد اين ورقه ها يك لايه نازك اكسيد فسفات يا سيليكات به ضخامت 2 تا 20 ميكرون به عنوان عايق در روي آنها مي مالند و با آنها روي ورقه ها را مي پوشانند. علاوه بر اين ، از لاك مخصوص نيز براي عايق كردن يك طرف ورقه ها استفاده مي شود. ورقه هاي ترانسفورماتور داراي يك لايه عايق هستند.

بنابراين ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته بايد سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌هاي ترانسفورماتورها را به ضخامت هاي 0.35 و 0.5 ميلي متر و در اندازه هاي استاندارد مي سازند. بايد دقت كرد كه سطح عايق شده ى ورقه هاي ترانسفورماتور همگي در يك جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر اين تا حد امكان نبايد در داخل قرقره فضاي خالي باقي بماند. لازم به ذكر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جاي بگيرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نيز جلوگيري شود.

سيم پيچ ترانسفورماتور :

معمولا براي سيم پيچ اوليه و ثانويه ترانسفورماتور از هادي هاي مسي با عايق (روپوش) لاكي استفاده مي‌كنند. اينها با سطح مقطع گرد و اندازه‌هاي استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص مي‌شوند. در ترانسفورماتورهاي پرقدرت از هاديهاي مسي كه به صورت تسمه هستند استفاده مي‌شوند و ابعاد اين گونه هادي‌ها نيز استاندارد است.

توضيح سيم پيچي ترانسفورماتور به اين ترتيب است كه سر سيم پيچ‌ها را به وسيله روكش عايقها از سوراخهاي قرقره خارج كرد، تا بدين ترتيب سيم ها قطع (خصوصا در سيمهاي نازك و لايه‌هاي اول) يا زخمي نشوند. علاوه بر اين بهتر است رنگ روكش‌ها نيز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهاي داراي چندين سيم پيچ ، را به راحتي بتوان سر هر سيم پيچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سيم پيچي يا تعمير سيم پيچهاي ترانسفورماتور بايد آنها را با ولتاژهاي نامي خودشان براي كنترل و كسب اطمينان از سالم بودن عايق بدنه و سيم پيچ اوليه ، بدنه و سيم پيچ ثانويه و سيم پيچ اوليه آزمايش كرد.

قرقره ترانسفورماتور:

براي حفاظ و نگهداري از سيم پيچ‌هاي ترانسفورماتور خصوصا در ترانسفورماتورهاي كوچك بايد از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره بايد از مواد عايق باشد قرقره معمولا از كاغذ عايق سخت ، فيبرهاي استخواني يا مواد ترموپلاستيك مي سازند. قرقره هايي كه از جنس ترموپلاستيك هستند معمولا يك تكه ساخته مي شوند ولي براي ساختن قرقره هاي ديگر آنها را در چند قطعه ساخت و سپس بر روي همدگر سوار كرد. بر روي ديواره هاي قرقره بايد سوراخ يا شكافي ايجاد كرد تا سر سيم پيچ از آنها خارج شوند.

اندازه قرقره بايد با اندازه ى ورقه‌هاي ترانسفورماتور متناسب باشد و سيم پيچ نيز طوري بر روي آن پيچيده شود. كه از لبه هاي قرقره مقداري پايين تر قرار گيرد تا هنگام جا زدن ورقه‌هاي ترانسفورماتور ، لايه ى رويي سيم پيچ صدمه نبيند. اندازه قرقره هاي ترانسفورماتورها نيز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نياز ، قرقره مناسب را مي توان طراحي كرد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

آمپرمتر چيست؟

ريشه لغوي لغت ammeter از كلمه amper مشتق شده است. توجه كنيد كه حرف P در كلمه amper حذف شده است و فقط دو حرف اول اين كلمه در لغت ammeter بكار رفته است. ما نمي‌توانيم الكترونها يا پروتونها را ديده يا لمس كنيم. به همين دليل نمي‌توانيم آنها را بشماريم. در نتيجه به ابزاري احتياج داريم تا بتوانيم آنها را بشماريم. شدت روشنايي لامپ مشخصاتي از شدت جريان را به ما نشان مي‌دهد، ولي دو نقص اصلي دارد. اول اينكه نمي‌تواند شدت جريان را در واحدي كه به آساني قابل يادداشت و مقايسه با اندازه گيري شدت جريان در محلها و زمانهاي ديگر است، اندازه بگيرد. همچنين در شدت جريانهاي معين مي‌توان از آن استفاده كرد. اگر مقدار شدت جريان خيلي كم باشد، لامپ روشن نمي‌شود و اگر شدت جريان خيلي زياد باشد، لامپ مي‌سوزد. براي رفع نقص اول به ابزاري احتياج داريم كه به ما نشان دهد، چند آمپر (چند كولن الكترون در هر ثانيه) در مدار جريان دارد. دستگاه مخصوصي كه اين اندازه گيري را انجام مي‌دهد، آمپرمتر (ammetr) ناميده مي‌شود. طرز كار آمپرمتر آمپرمتر مقدار شدت جرياني را كه از آن مي‌گذرد، بوسيله يك عقربه كه در روي صفحه درجه بندي شده حركت مي‌كند، نشان مي‌دهد. ميزان انحراف عقربه آمپرمتر با تعداد الكترونهايي كه از اين دستگاه مي‌گذرند، نسبت مستقيم دارد. يعني نشان مي‌دهد كه چه مقدار بار الكتريكي در ثانيه از آن عبور مي‌كند. طرز استفاده از آمپرمتر آمپرمتر از خيلي جهات شبيه كنتور آب است كه ميزان آب مصرف شده منازل را اندازه مي‌گيرد. هر دو دستگاه (آمپرمتر و كنتور آب) بايد طوري در مدار قرار گيرند كه جريانهاي الكتريسيته و آب از آنها بگذرد، تا بتوان شدت جريان را اندازه گرفت. تمام آبي كه از لوله اصلي وارد خانه مي‌شود، بايد از كنتور آب عبور كند. آمپرمتر نيز بايد طوري قرار گيرد كه تمام جريان الكتريسته از ان بگذرد، تا بتوان تمام شدت جريان الكتريكي را بوسيله آن اندازه گرفت. اين نوع اتصال را اتصال متوالي يا سري مي‌گويند. يعني اجزا تشكيل دهنده مدار در يك خط مستقيم (يك مسير هدايت كننده) به يكديگر اتصال دارند. مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار براي قرار دادن آمپرمتر در مدار متوالي به ترتيب زير عمل كنيد. 1. نيروي خارجي را كه به مدار وارد مي‌شود، قطع كنيد. 2. آن قسمت از مدار را كه آمپرمتر در آن قرار دارد، باز كنيد يا ببريد. 3. انتهاي مثبت آمپرمتر را به سيمي كه به قطب مثبت پيل مي‌رود، وصل كنيد. 4. انتهاي منفي آمپرمتر را به سيمي كه به قطب منفي پيل مي‌رود، وصل كنيد. مراحل 4 , 3 (كه عبارتند از انتقال مثبت به مثبت ، منفي به منفي) را دقت در پلاريته مي‌نامند و اين امر مهم است. زيرا دستگاه اندازه گيري آمپرمتر شدت جريان را در يك جهت نشان مي‌دهد. اگر دستگاه اندازه گيري را بطور عكس در مدار قرار دهيم، چون جريان در جهت عكس (كه مناسب آمپرمتر نيست) از آن مي‌گذرد و انحراف عقربه بوجود مي‌آيد كه باعث شكسته شدن يا خم شدن آن مي‌گردد. فيش قرمز را به جك قرمز آمپرمتر و فيش سياه را به جك سياه در بالاي آمپرمتر وصل كنيد. خطاي دستگاه اندازه گيري (Meter Tolrances) بايد توجه داشت كه در يك مدار معين آمپرمترهاي مختلف ، اندازه شدت جريان را با كمي اختلاف نشان مي‌دهند. اين امر بدان دليل است كه مقداري از انرژي كه در مدار جريان دارد، براي بكار انداختن آمپرمتر مصرف مي‌شود و همه آمپرمترها هم يكسان نيستند. همچنين به علت اختلافي كه در ساختمان آمپرمتر و تلف شدن انرژي وجود دارد، شدت جرياني را كه در روي آمپرمتر مي‌خوانيد، تقريبي است. دستگاه اندازه گيري درست است كه حدود خطاي آن 0± در صد اندازه واقعي باشد. يعني اگر شدت جريان اصلي 100 آمپر باشد، روي دستگاه آمپرمتر حدود 9 تا 10 آمپر را مي‌خوانيد. بكار بردن آمپرمتر 1. يك آمپرمتر ساده را برداريد. در انتخاب دستگاه اندازه گيري دقت كنيد كه شدت جريان مدار نبايد بيش از حد تعيين شده براي اندازه گيري باشد. زيرا آمپرمتر بر حسب درجه بندي خود ، شدت جريانهاي معيني را مي‌تواند اندازه بگيرد. در مورد اين آزمايش مي‌توانيد فرض كنيد كه آمپرمتر داراي توانايي كافي براي اندازه گيري شدت جريان مي‌باشد. 2. فيش قرمز را به جك قرمز و فيش سياه را به جك سياه وصل كنيد. 3. مطمئن شويد كه به مدار انرژي داده نمي‌شود. كليد مدار بايد باز باشد (به خاطر حفظ جان خود هيچگاه سعي نكنيد كه آمپرمتر را در مداري كه انرژي الكتريكي در آن جريان دارد قرار دهيد). 4. با جدا كردن سيم رابط بين T2 و T1 مدار را باز كنيد. با قرار گرفتن آمپرمتر بين اين دو نقطه مدار كامل مي‌شود. 5. با رعايت پلاريته ، فيش سياه را به T1 و فيش قرمز را به T2 وصل كنيد. اگر پلاريته مناسب در نظر گرفته نشود، عقربه آمپرمتر به طرف چپ منحرف شده و اين عمل موجب خرابي دستگاه اندازه گيري خواهد شد. 6. كليد مدار را ببنديد و درجه‌اي را كه آمپرمتر نشان مي‌دهد بخوانيد. هميشه از روبرو به صفحه درجه بندي شده آمپرمتر نگاه كنيد و هيچوقت تحت هيچ زاويه‌اي درجه آمپرمتر را نخوانيد. 7. درجه‌اي را كه خوانده‌ايد، يادداشت كنيد. 8. كليد مدار را باز كنيد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

قوس الكتريكي چيست؟

تاريخچه

در سال 1802 پتروف (V.P.Petrof) كشف كرد كه اگر دو تكه زغال چوب را به قطب هاي باتري بزرگي وصل كنيم و آنها را به هم تماس دهيم و سپس كمي از هم جدا كنيم شعله روشني بين دو تكه زغال ديده مي شود. و انتهاي آنها كه از شدت گرما سفيد شده است نور خيره كننده اي گسيل مي دارد. قوس الكتريكي هفت سال بعد ديوي (H.Davy) فيزيكدان انگليسي اين پديده را مشاهده نمود و پيشنهاد كرد كه اين پديده به احترام ولتا قوس ولتا ناميده شود.

آزمايش ساده

اگر بخواهيم در يك روش ساده اي ايجاد قوس الكتريكي را نشان دهيم بايد دو تكه كربن را روي گيره قابل تنظيم سوار نمود (بهتر است كه به جاي زغال چوب معمولي ميله خاصي كه از كربن قوس ساخته مي شود و با فشار دادن مخلوط گرافيت ، كربن سياه و مواد چسبنده به وجود مي آيند، استفاده شود).

چشمه جريان مي تواند برق شهر هم باشد براي اجتناب ازاينكه در لحظه تماس تكه هاي كربن مدار كوتاه ايجاد شود بايد رئوستايي به طور متوالي به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جريان متناوب تغذيه مي شود. ولي در صورتي كه جريان مستقيم از آن عبور كند قوس پايدارتر است به طوري كه يكي از الكترودها هميشه مثبت «آند)و ديگري همواره منفي «كاتد)است.

ماهيت قوس الكتريكي

در قوس الكتريكي الكترودها در اثر حرارت سفيد رنگ مي شود. ستوني از گاز ملتهب رساناي خوب الكتريكي بين الكترودها وجود دارد. در قوس معمولي اين ستون نوري بسيار كمتر از نور تكه هاي كربن سفيد شده از آزمايش‌هاي مربوط به گرما گسيل مي كنند. چون الكترود مثبت دمايش از الكترود منفي بيشتر است زود تر از بين مي رود. در نتيجه تصعيد شديد كربن صورت گرفته و در آن الكترود (الكترود مثبت) فرورفتگي به وجود مي آيد كه به دهانه مثبت معروف است و داغ ترين نقطه الكترودهاست.

دماي دهانه در هوا و در فشار جو به 4000 درجه سانتيگراد مي رسد. در لامپ هاي قوسي سازوكارهاي منظم و خود كار خاصي براي نزديك كردن تكه هاي كربن با سرعت يكنواخت وقتي با سوختن از بين مي روند، مورد استفاده قرار مي گيرند. براي اينكه سايش و خوردگي الكترود مثبت به خاطر دماي بالايش بيشتر است،براي همين هميشه الكترود كربن مثبت كلفت تر از الكترود منفي اختيار مي شود.

دماهاي بالا در قوس الكتريكي

قوس الكتريكي مي تواند بين الكترودهاي فلزي ساخته شده از آهن ، مس و غيره نيز بگيرد. در اين حالت الكترودها به ميزان زيادي ذوب و تبخير مي شوند و اين عمل به مقدار زيادي آزمايش‌هاي مربوط به گرما احتياج دارد. به اين دليل دماي مركز الكترود فلزي معمولا كمتر از دماي الكترود كربني است (2000 تا 2500 درجه سانتيگراد).

قوسي كه بين الكترودهاي كربن در گاز فشرده اي قرار مي گيرد (حدود 20atm) بالا رفتن دماي مركز مثبت تا 5900 درجه سانتيگراد يعني دما روي سطح خورشيد را ممكن ساخته است. معلوم شده است كه كربن در اين حالت ذوب مي شود. دماي باز هم بالاتري را مي توان در ستوني از گاز و بخاري كه از آن تخليه الكتريكي مي گذرد، به دست آورد.

بمباران شديد اين گاز و بخار با الكترون ها و يون هايي كه با ميدان الكتريكي قوس شتاب گرفته اند دماي ستون گاز را 6000 تا 7000 درجه سانتيگراد مي رساند. به اين دليل تقريبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الكتريكي ذوب و تبخير مي شوند. و بسياري از واكنش هاي شيميايي كه در دماهاي پايين انجام شدني نيستند، با قوس الكتريكي امكان پذير مي شوند. مثلا ميله هاي چيني دير گداز در شعله قوس به سهولت ذوب مي شود.

چگونگي ايجاد تخليه قوس الكتريكي

براي ايجاد تخليه قوس الكتريكي به ولتاژ زيادي احتياج نيست با ولتاژ 40 تا 45 ولت بين الكترود ها مي توان قوس را به وجود آورد. از طرف ديگر جريان داخل قوس زياد است. مثلا حتي در قوس كوچك جريان به 5 آمپر مي رسد، در حاليكه در قوس هاي بزرگ كه در مقياس صنعتي به كار مي روند جريان به صدها آمپر بالغ مي شود. اين به اين معنا ست كه مقاومت قوس پايين است و از اين رو ستون گاز تابان رساناي الكتريكي خوبي است.

يونيزاسيون گاز با انرژي قوس الكتريكي

يونش شديد گاز با قوس الكتريكي به آن دليل امكان پذير است كه كاتد قوس الكتريكي تعداد زيادي الكترون گسيل مي داد. اين الكترون ها با برخورد با گاز داخل شكاف تخليه گازي آن را يونيزه مي كنند. گسيل الكتروني شديد از كاتد از آنجا ممكن مي شود كه خود كاتد تا دماي بسيار بالايي گرم مي شود (بسته به ماده از 2200 تا 3500). وقتي كه الكترودهاي قوس در ابتدا تماس داده شوند تقريباً تمام گرماي ژول كه از الكترود ها مي گذرد در ناحيه تماس كه مقاومت بسيار دارد آزاد مي شود.

به اين دليل انتهاي الكترودها به شدت گرم مي شوند كه براي گيراندن قوس به هنگام جداكردن آنها كافي است آن وقت كاتد قوس توسط جرياني كه از قوس مي گذرد، در حالت التهاب مي ماند. در اين فرايند بمباران كاتد توسط يون هايي كه به آن برخورد مي كند نقش اصلي را ايفا مي كند.

مشخصه جريان ولتاژ قوس الكتريكي

يعني بستگي جريان الكتريكي در قوس الكتريكي به ولتاژ بين الكترودها ، ويژگي خاصي دارد. در فلزات و الكتروليت ها جريان متناوب با ولتاژ افزايش مي يابد «قانون اهم). در صورتيكه براي رسانش القايي گازها جريان ابتدا با ولتاژ زياد مي شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابر اين افزايش جريان در تخليه قوسي به اندازه مقاومت در شكاف بين الكترودها و ولتاژ بين آنها منجر مي شود. براي اينكه تاباني قوس پايدار بماند رئوستا يا مقاومت الكتريكي قوي ديگري را بايد به طور متوالي به آن بست.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

جريان مستقيم و جريان متناوب

تا به حال هر چه گفتيم راجع به جريان مستقيم بود يعني جرياني كه دامنه و جهت آن نسبت به زمان ثابت است به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان عبوري از مدار و جهت حركت الكترونها ثابت بوده و با گذشت زمان هيچ تغييري نميكند.

جريان متناوب

تعريف : جريان متناوب جرياني است كه مقدار و جهت آن نسبت به زمان دائماً در حال تغيير است. به زبان ساده تر اينكه مقدار جريان دائماً كم و زياد ميشود و جهت حركت الكترونها هم عوض ميشود (از ماكزيمم به صفر و از صفر به مينيمم ميرسد).

سوال :

چگونه مقدار جريان تغيير ميكند در صورتيكه عناصر مدار ثابت هستند ؟

جواب :

ولتاژ منبع تغذيه دائما در حال تغيير (متناوب ) است به همين جهت در مقدار جريان تاثير ميگذارد.

سوال :

جهت الكترونها چگونه عوض ميشود ؟

ميدانيد كه الكترونها هميشه از قطب منفي به سمت مثبت حركت ميكنند . در منبع تغذيه متناوب مثبت و منفي آن (پلاريته ) دائما در حال تغيير است يعني اگر خروجي منبع تغذيه ما دو سيم داشته باشد مثلا به رنگهاي قرمز و سياه در يك لحظه زماني سيم قرمز مثبت و سيم سياه منفي است و در لحظه اي ديگر عكس اين حالت وجود دارد يعني جاي قطب مثبت و منفي دائما عوض ميشود پس جهت حركت الكترونها هم كه از قطب منفي به مثبت است دائما عوض ميشود .

معروف ترين جريان متناوب جريان متناوب سينوسي است .

در نمودار روبرو مشخص است كه در لحظه 1 ثانيه جريان صفر، در لحظه 5/1 ثانيه 5- آمپر و در لحظه 5/2 ثانيه 5 آمپر است .

سيكل چيست ؟

كوچكترين قسمت موج كه دائماُ تكرار ميشود يك سيكل نام دارد مثلا در شكل روبرو از لحظه صفر ثانيه تا لحظه 2 ثانيه يك سيكل است كه تا بينهايت تكرار ميشود .

فركانس چيست ؟

به تعداد سيكل هايي كه در يك ثانيه توليد ميشود فركانس گويند كه واحد آن هرتز است . مثلاً در شكل بالا فركانس 5/0 هرتز است .

نكته :

برقي كه در خانه هاي ما استفاده ميشود همين جريان متناوب است كه فركانس آن 50 هرتز ميباشد. يعني جرياني كه از يك لامپ عبور ميكند ثانيه اي 100= 50×2 بار صفر ميشود پس چه انتظاري داريد حتماُ انتظار داريد كه لامپ در هر ثانيه 100 بار خاموش و روشن شود ولي اين عمل صورت نميگيرد چون لامپ بر اساس گرما توليد نور ميكند اگر بخواهيم كه يك لامپ را ثانيه اي صد بار خاموش و روشن كنيم بايد بتوانيم در يك ثانيه صد بار لامپ را گرم و صد بار سرد كنيم . ولي گرما چيزي نيست كه در مدت 1 صدم ثانيه صفر شود پس مدتي طول ميكشد كه دفع شود و تا آن مدت لامپ دوباره روشن ميشود .

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

آشنايي با الكترونيك - تقسيم جريان

سوال :

اگر جريان تابعي از ولتاژ و مقاومت است پس چرا مثلا يك باطري ولتاژش 12 ولت است و جريانش 1 آمپر و براي يك باطري ديگر ولتاژ 12 ولت ولي جريان 2 آمپر است؟ در واقع تا وقتي مقاومتي به باطري وصل نشده چطوري جريان آن را تعيين ميكنند؟

جواب :

وقتي براي يك باطري يا يك آدابتور يا هر منبع ولتاژ ديگر جرياني تعيين ميكنند منظور حداكثر جرياني است كه ما ميتوانيم از منبع دريافت كنيم.

چرا نميتوانيم از يك منبع هر چقدر كه دوست داريم جريان بگيريم ؟

( در ادامه مثال ليوان) ضعف جريان دهي بر ميگردد به پمپي كه بالاي ليوانها بود. فرض كنيد ميخواهيم بيشتر از ظرفيت ليوانها از آنها جريان بگيريم.

شير آب پايين ليوانها را تا جايي كه ميتوانيم باز ميكنيم در ضمن لوله ها را هم تا جايي كه ميتوانيم گشاد انتخاب ميكنيم .( يعني مقاومت را تا جايي كه توانستيم كاهش داديم ) ، گفتيم هر چه مقاومت سر راه جريان را كمتر كنيم جريان عبوري بيشتر ميشود. در اين صورت ميشود آنقدر مقاومت رواكم كرد كه جريان به بينهايت نزديك بشود.

ولي اين اتفاق نميافتد چون ما فقط ميتوانيم لوله پايين ليوانها را گشاد كنيم اما شيلنگ بالاي ليوانها را نميتوانيم. قدرت و سرعت آن پمپ را هم نميتوانيم تغيير دهيم پس چه اتفاقي ميافتد ؟

با اين كاري كه ما انجام داديم به سرعت آب از ليوان پر به سمت ليوان نصفه سرازير ميشود و سطح آبشان به يك اندازه ميشود. در اين زمان كوتاه پمپ بالايي قادر نيست كه سطح آبها را مثل همان وضعيت اول نگه دارد . چرا ؟ ( چون خودش هم داراي يك مقاومت است . همان مقاومت شيلنگ و پمپ )(گفتيم تمام رساناها يه مقدار مقاومت دارند) پس چه اتفاقي ميافتد ؟

اختلاف سطح آبها كم ميشود كه اگر مقاومت لوله پاييني را تا حد صفر برسانيم اختلاف سطح آبها نيز به صفر ميرسد. در مدار الكتريكي هم همينطور ميشود يعني اگر بيشتر از حد مجاز از يك منبع جريان بكشيم ولتاژش افت ميكند و اگر مقاومت را تا حد صفر برسانيم ولتاژ دو سر منبع هم صفر ميشود.

منبع ايده آل چيست؟

اين منبع وجود خارجي ندارد.

منبع ايده آل به منبعي ميگويند كه هر چقدر جريان بخواهيم بتوانيم از آن بگيريم بدون اينكه ولتاژ خروجيش كم شود.

پس يك منبع معمولي (غير ايده آل ) را ميتوان مانند يك منبع ايده آل درنظر گرفت كه يك مقاومت با آن سري شده و باعث محدود شدن جريان دهي منبع ميشود.(گفتيم كه مقاومت باعث محدود كردن جريان ميشود ) كه به اين مقاومت مقاومت داخلي منبع گويند در واقع اين مقاومت داخلي درون هر منبعي وجود دارد اما نه به شكلي كه ما فرض ميكنيم (سري) بلكه در ذات هر مولد وجود دارد .

نتيجه گيري : هر گاه از يك منبع جريان بگيريم ولتاژ آن منبع مقداري افت ميكند (كم ميشود) و اين افت ولتاژ به علت وجود مقاومت داخلي آن است .

پس بين دو منبع كه ولتاژ آنها با هم برابر است آن منبعي كه مقاومت داخليش كمتر است ميتواند انرژي بيشتري به ما بدهد.

چگونه مقاومت باعث افت ولتاژ ميشود ؟

گفتيم كه كه هر گاه مقاومتي بر سر راه يك مدار قرار بگيرد باعث محدود كردن (كاهش دادن ) جريان عبوري از آن مدار ميشود .

و اين را هم قبول داريم كه قانون اهم يك قانون اثبات شده است و هيچگاه عوض نميشود .

در مدار شكل جريان عبوري از مقاومت 6 آمپر است . بعد يك مقاومت 2 اهم ديگر نيز به مدار اضافه ميكنيم .

طبق قانون اهم چون مقاومت دوبرابر شد جريان نصف ميشود (مقاومت/ولتاژ=جريان)

سوال :

به هر كدام از مقاومتها چند ولت رسيده ؟

آيا دو سر مقاومت R1 همون ولتاژ قبلي يعني 12 ولت وجود دارد كه باعث شده جريان 3 آمپر از آن عبور كند؟

اگر بگوييم كه همان ولتاژ اولي يعني 12 ولت كه قانون اهم را به هم زديم چون اگر دوسر مقاومت 2 اهمي ولتاژ 12 ولت قرار بديم جريان 6 آمپر از آن عبور ميكند ولي در اينجا جريان 3 آمپر است پس نتيجه ميگيريم كه در مدار دوم ولتاژ كمتري دوسر مقاومت R1 قرار گرفته كه طبق فرمول (جريان * مقاومت = ولتاژ) 3 * 2 = 6 يعني در مدار دوم فقط 6 ولت دو سر مقاومت R1 قرار گرفته (از افت ولتاژ منبع صرفنظر كرديم )

سوال:

براي بقيه ولتاژ چه اتفاقي افتاد؟

بقيه ولتاژ هم به مقاومت R2 رسيده چون مقدار اين مقاومتها با هم برابر است در نتيجه ولتاژي كه به آنها ميرسد هم با هم برابر است.

اين يك قانون است كه هر چه مقاومت بيشتر باشد ولتاژي هم كه به آن ميرسد بيشتر است.

مثال ليوان آب:

گفتيم به ولتاژ الكتريكي فشار الكتريكي هم ميگويند كه منظور همان فشاريست كه به الكترونها وارد ميشود تا آنها را به حركت در بيارود.

در مثال آبي-ليواني هم اين فشار آب كه باعث حركت آب ميشود وقتي يك شير سر راه يك لوله پرفشار قرار ميدهيم آن شير فشار آب را كم ميكند. اصطلاحا ميگوييم فشار را ميشكند. اين موضوع را بارها تجربه كرديد .

وقتي با شيلنگ آب ميپاشيد شير را تا آخر باز ميكنيد كه جلوي فشار آب را نگيرد تا بتوانيد آب را به مسافت دور تري بپاشيد پس با كم و زياد كردن شير آب ميتوانيد فشار آب را به هر اندازه اي كه ميخواهيد تنظيم كنيد.

شير هم كه نقش همان مقاومت را داشت (در مثالهاي قبل) پس مقاومت هم مثل شير باعث افت فشار الكتريكي ميشود.

دانستيم كه مقاومت R2 باعث افت ولتاژ شده پس هر مقاومتي كه در مدار وجود دارد، مقداري از ولتاژ منبع را تقليل ميدهد.

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)

آشنايي با الكترونيك - توان چيست؟

منبع تغذيه اي كه جريانش بيشتر باشد ميتواند كار بيشتري انجام دهد يا منبع تغذيه اي كه ولتاژش بيشتر باشد ؟

گفتيم كه ولتاژ باعث حركت الكترونها ميشود كه حركت الكترونها همان جريان ميباشد .

در منابع تغذيه يك مقاومت داخلي وجود دارد كه باعث ميشود در هنگام تغذيه نمودن يك مصرف كننده ولتاژ منبع تغذيه كاهش يابد پس قدرت يك منبع تغذيه به دو عامل بستگي دارد يكي ولتاژش و ديگري مقاومت داخلي اش .

حالا ميخواهيم ببينيم كه چگونه براي يك منبع تغذيه جريان تعيين ميكنند ؟

وقتي ميگويند مثلاً : يك باطري يا يك آدابتور 12 ولت و 2 آمپر است يعني اينكه اگر جريان 2 آمپر از اين منبع تغذيه دريافت كنيم كاهش ولتاژش در حدود 5 - 10 درصد است كه اين مقدار كاهش ولتاژ تاثير چنداني بر روي مدارات ندارد حالا اگر بيشتر از اين مقدار جريان از منبع تغذيه بگيريم (مصرف كننده هاي بيشتري به آن وصل كنيم ) اين كار دو پي آمد دارد يكي اينكه ولتاژ مورد نياز را به مانمي دهد (ولتاژش كاهش ميابد) و دوم اينكه به خود منبع تغذيه آسيب وارد ميشود .

معمولاً ولتاژ منابع تغذيه را كمي بيشتر انتخاب ميكنند كه در حالت كار معمولي كه جريان متوسطي از آن گرفته ميشود ولتاژش به ولتاژ اصلي برسد مثلاً يك منبع تغذيه را كه ما به عنوان منبع 12 ولتي خريداري ميكنيم در حالتي كه هيچ مصرف كننده اي به آن وصل نيست اگر با ولتمتر ولتاژش را اندازه گيري كنيم حدوداً 14 ولت را نشان ميدهد .

چرا در حالتي كه منبع به هيچ مصرف كننده اي وصل نيست مقاومت داخلي ولتاژ را افت نميدهد ؟

چون كه مقدار ولتاژي را كه مقاومت داخلي افت ميدهد به مقدار جريان عبوري از منبع تغذيه بستگي دارد كه در اين حالت چون جريان صفر است افت ولتاژي هم وجود ندارد .

نتيجه گيري كلي :

هر منبع تغذيه دو كميت دارد ، يكي ولتاژ و ديگري قابليت جريان دهي (حداكثر جريان مجاز) كه بستگي به مقاومت داخلي اش دارد پس قدرت كلي منبع تغذيه به اين دو كميت وابسته است لذا براي تعيين قدرت يك منبع كميت سومي نيز بوجود مي آيد كه توان نام دارد و واحد آن وات (W) است كه از حاصلضرب جريان و ولتاژ بدست مي آيد يعني توان يك منبع 12 ولتي 2 آمپر 24=12*2 وات است كه نشان دهنده قدرت آن ميباشد .

هر چه توان يك منبع بيشتر باشد حجم و وزن آن نيز بيشتر ميشود . فرق باطري ماشين با 8 عدد باطري 1.5 ولتي سري(باطري قلمي) در اين است كه اگر با 8 عدد باطري 1.5 ولتي بتوانيم حداكثر 2 لامپ 12 ولتي را روشن كنيم با باطري ماشين دست كم 50 عدد از همان لامپ را ميتوان هم زمان روشن كرد زيرا مقاومت داخلي باطري ماشين خيلي كم است و وقتي جريان زيادي از آن دريافت ميكنيم كاهش ولتاژش كم است ولي در باطري قلمي وقتي بيشتر از 2 يا 3 لامپ به آن وصل ميكنيم ولتاژش كاهش يافته و نور لامپها كم ميشود.

براي محاسبه مقدار افت ولتاژ از همان رابطه اهم استفاده ميكنيم

V=R*I

طبق اين رابطه مقدار افت ولتاژ دو سر مقاومت با تغيير جريان تغيير ميكند.

براي هر عنصري كه در يك مدار الكتريكي وجود دارد ميتوان توان را محاسبه كرد بطور كلي دو نوع توان در يك مدار وجود دارد 1- توان توليدي كه توسط منبع تغذيه توليد ميشود 2- توان مصرفي كه توسط مصرف كننده ها مصرف ميشود ، در يك مدار هميشه توان توليدي با توان مصرفي برابر است ((در صورت صرفنظر كردن از تلفات سيمهاي رابط))

تواني كه يك مقاومت مصرف ميكند به جريان عبوري از آن بستگي دارد كه طبق رابطه زير محاسبه ميشود :

W=R*I^2

بطور كلي سه فرمول براي توان ميتوان نوشت :

W=V^2/R

W= V*I

W=R*I^2

آیا دوست دارید پولدار شوید؟پس کلیک کن(ضرر نمیکنی)