X
تبلیغات
پیکوفایل
Daisypath Happy Birthday tickers مهندس بابا و دوران دانشگاه
 

تعداد بازدید ها: 75220

Chat Box
 
 
نویسنده : مهندس
تاریخ : چهارشنبه 12 مهر‌ماه سال 1391
نظرات (2)


ولتاژ چیست ؟
دانستیم هرگاه الکترونها در یک هادی در مسیر مشخصی بحرکت در آیند جریان الکتریکی ایجاد می شود . اما الکترونها بدون دریافت نیرو و انرژی از مدار گردش بدور هسته خارج نمی شوند . بنا براین برای تولید جریان نیاز به یک نیرو داریم که آن را از منابع تولید نیرو مانند باتری می گیریم . بعبارت ساده تر نیروی لازم جهت ایجاد جریان ولتاژ نام دارد که واحد اندازه گیری آن ولت است .

چگونه می توان ولتاژ تولید کرد ؟
این سوال پاسخ سوال دیگری نیز می تواند باشد که همان روشهای تولید الکتریسیته است . می دانیم که انرژی تولید نمی شود بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می گردد . از آنجاییکه الکتریسیته هم انرژی است پس باید تبدیل شده انرژی های دیگر باشد . انرژیهایی که بصورت متعارف برای تولید برق بکار می رود عبارتند از : انرژی شیمیایی در باتریها - انرژی مغناطیسی در ژنراتورها - انرژی نورانی در باتریهای خورشیدی - انرژی حرارتی در ترموکوپلها - انرژی ضربه ای در پیزو الکتریک و ....


مقاومت چیست ؟
الکترونها در هادی براحتی نمی توانند حرکت کنند زیرا در مسیر حرکت آنها موانعی وجود دارد که بطور ساده آنها را مقاومت هادی در برابر عبور جریان می گوییم .هرچه قدر این موانع کمتر باشد عبور جریان بهتر صورت میگیرد و می گوییم جسم هادی بهتری است . این موضوع نخستین بار توسط سیمون اهم یک فیزیکدان آلمانی مطرح شد . به همین دلیل واحد اندازه گیری مقاومت اهم است .

منظور از مدار الکتریکی چیست ؟
حال با دانستن سه فاکتور اساسی در برق ( جریان ولتاژ مقاومت ) مدار الکتریکی را تعریف می کنیم: هر مدار الکتریکی یک مجموعه از تولید کننده برق - مصرف کننده آن و سیمهای ارتباطی بین ایندو است .


چند نوع مدار الکتریکی داریم ؟
دو نوع مدار الکتریکی وجود دارد مدار الکتریکی باز که در آن ارتباط بین تولید کننده در نقطه یا نقاطی قطع است و در نتیجه جریان در مدار وجود ندارد و مدار الکتریکی بسته که مسیر عبور جریان کامل است و مصرف کننده از تولید کننده انرژی دریافت کرده و آنرا به صورتهای دیگر تبدیل میکند مانند یک لامپ که برق را به نور تبدیل می کند .

منظور از اتصالی در یک مدار یا اتصال کوتاه چیست ؟
هرگاه در یک مدار بسته جریان از مسیری بجز از مصرف کننده بگذرد و مقدار آن زیاد تر از حد مجاز باشد این وضعیت را اتصال کوتاه می گوئیم . در حالت اتصال کوتاه سیم کشی مدار و تولید کننده برق در معرض آسیب جدی قرار می گیرند زیرا جریان مدار بسیار زیاد شده و باعث داغ شدن سیم کشی و اضافه بار شدن منبع تولید کننده برق می گردند در نتیجه اتصال کوتاه باید سریعا و بصورت خودکار قطع شود که این وظیفه بعهده فیوز است .

اساس کار فیوز چیست ؟
فیوز یک عنصر حفاظتی در مدار است که هرگونه اضافه جریانی را که بیشتر از مقدار نوشته شده روی فیوز باشد تشخیص داده و آنرا سریع قطع میکند . بدین صورت که جریان اضافه سبب تولید گرما در فیوز شده و یک سیم حساس به حرارت را که در مسیر عبور جریان و در داخل فیوز قرار دارد ذوب میکند و در نتیجه مسیر عبور جریان قطع شده و اتصال کوتاه بطور موقت برطرف می شود اما تا زمانی که عامل ایجاد کننده اتصال کوتاه مرتفع نگردد عوض کردن فیوز فایده ای ندارد .

خطرات ناشی از برق کدامند ؟
خطراتی که از برق ناشی می شوند عموما به دو دسته خطرات آتش سوزی و خطرات برق گرفتگی تفسیم میشوند . در صورتیکه در یک مدار الکتریکی اتصال کوتاه پیش آید و برطرف نشود جریان مدار بشدت افزایش یافته و حرارت زیادی تولد می کند . این حرارت سبب آتش گرفتن عایق سیم ها و گسترش آن به مواد آتش گیر دیگر است . خطر ناشی از برق گرفتگی مستقیما شخص را تهدید می کند .

جریان خطا چیست و چند نوع است ؟
در صورتیکه در مدار الکتریکی جریان از مسیر درست خود جاری نشود آنرا جریان خطا می گویند . این جریان ممکن است از طریق اتصال بدنه به زمین جاری شود یا از مدار اصلی بگذرد که میزان آن بیشتر از حد مشخص مدار است که آنرا اتصال کوتاه یا اضافه بار گویند . در حالت اتصال کوتاه دو نقطه ای از مدار که نسبت به هم دارای ولتاژ هستند بهم اتصال می یابند ( توسط یک مقتومت بسیار کوچک ) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف کننده ها بیشتر از مقدار مجاز آنها می شود .

منظور از برق گرفتگی چیست ؟
اگر جریان برق از بدن انسان یا حیوان بگذرد برگ گرفتگی ایجاد می شود . ممکن است اندازه جریان عبوری از بدن محسوس نباشد که در این صورت برق گرفتگی قابل تشخیص نیست . اما در صورتیکه میزان جریان عبوری زیاد شود ابتدا شوک به بدن وارد می شود و در صورت زیادتر شدن جریان سبب قطع ضربان قلب - ایست تنفس و در نهایت مرگ مغزی می شود .

اندازه جریان و ولتاژ مجاز چقدر است ؟
برای جریان متناوب 15 میلی آمپر و برای جریان مستقیم 60 میلی آمپر - ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقیم 45 ولت است .

توان الکتریکی چیست ؟
اصولا توان به معنی سرعت تبدیل انرژی است . در دستگاههایی که برای تبدیل انرژی بکار می روند هر چقدر این سرعت بیشتر باشد قدرت دستگاه نیز بیشتر است . مثلا در ژنراتور توان بیشتر نشاندهنده تولید انرژی برقی ! بیشتری است . در مصرف کننده ها نیز همین موضوع صدق می کند . لامپی که توان بیشتری دارد نور زیادتری هم تولید می کند .

توان را چگونه محاسبه کنیم ؟
سرعت تبدیل انرژی از تقسیم مقدار آن بر زمانی که آن انرژی تبدیل شده بدست می آید.( انرژی الکتریکی از حاصل ضرب ولتاژ در جریان در زمان بدست می آید ) . اگر میزان انرژی را بر زمان تقسیم کنیم می ماند حاصل ضرب ولتاژ مدار در جریان آن که این همان رابطه توان است (توان = ولتاژ × جریان ) . البته این رابطه فقط برای مدارهای dc صدق می کند و در مدارات ac رابطه دیگری دارد که بعدا به آن می پردازیم .

واحد و دستگاه اندازه گیری توان چیست ؟
توان با واحد وات waat و در مقادیر بالاتر با کیلو وات و مگاوات سنجیده می شوند که توسط واتمتر اندازه گیری می شود .

ادارات برق چگونه بهای برق مصرفی ! را محاسبه می کنند ؟
در همه انشعابات ؛ کنتور میزان انرژی تحویلی به مصرف کننده ها را اندازه می گیرد و توسط شماره هایی نشان می دهد . این شماره ها بر حسب کیلو وات ساعت است . برای دانستن میزان مصرف یک ماه : شماره ماه قبل را از شماره جدید کسر می کنند همچنین هر مشترک موظف است در ماه مبلغی را بعنوان حق اشتراک که ارتباطی به میزان مصرف ندارد بپردازد . بعبارت دیگر شما هرچقدر برق مصرف کنید یک مبلغ ثابت ماهیانه بنام حق آبونمان به آن اضافه می شود . بهای برق مصرفی هم از حاصل ضرب مصرف یکماه در بهای هر کیلو وات ساعت بدست می آید که در آخر به آن آبونمان و نیز مالیات صدا و سیما اضافه می شود . که آخرین مورد هیچنفعی برای اداره برق ندارد .

چرا نرخ برق بصورت تصاعدی حساب می شود ؟
این امر به منظور تشویق مشترکین به مصرف کمتر می باشد . البته مصرف کمتر سبب کاهش بار نیروگاهها و پست های توزیع می شود و این خود باعث کمتر روشن ماندن ژنراتورها و پایین آمدن هزینه می شود . البته در کشورهای پیشرفته بعلت فراوانی نیروگاهها هزینه روشن کردن مجدد ژنراتور زیادتر از خاموش ماندن آن است و این سبب تشویق مصرف کننده به افزایش مصرف است بعبارت دیگر نرخ تصاعدی در این کشورها برعکس ایران است .

منظور از زمان اوج مصرف چیست ؟
در زمانها خاصی از شبانه روز بیشترین انرژی از شبکه برق کشیده می شود که معمولا ابتدای شب است زیرا در این زمان بیشتر مصارف روشنایی در منازل و خصوصا مغازه ها وجود دارد . در این مواقع ژنراتورها بیشترین بار را متحمل می شوند و در نتیجه سوخت بیشتری نیز مصرف می شود .

اساس کار کنتور چیست ؟
کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند . می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسس ایجاد می شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد . در کنتور های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است . سیم پیچ ضخیمتر با دور کمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند .


نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟
سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می گیرند . و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می کنند . زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد . بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند . سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد . این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی درون کنتور می شود . سرعت حرکت این صفحه با جریان مصرف کننده رابطه مستقیم دارد . این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود . این شماره ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند .البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر : آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و ... وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده ایم .

انواع کنتور کدامند ؟
برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع اکتیو معروفند . اما در مصارف صنعتی می توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد که در جلسات قبل مختصری در باره آنها توضیح داده ایم .

کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند ؟
در کشورهای برخوردار از تکنولوژی دیگر کنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است . در این کشورها که پول الکترونیکی بسیار رایج است از کنتورهای هوشمند که در بازه های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص کرده و به ادارات برق گزارش می دهند استفاده می شود . این کنتورها میزان مصرف را از طریق همان خطوط برقی که آنرا می رسانند به توزیع کننده اطلاع می دهند و شرکتهای فروشنده برق نیز بطور خودکار از حساب مصرف کننده برداشت می کنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای کتبی از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودکار کنتور برق مشترک را قطع می کند و مشترک پس از پرداخت هزینه می تواند از خدمات شرکت فروشنده استفاده کند .

آیا می توان سر کنتور را کلاه گذاشت ؟
این مساله مانند خرید کالایی است بدون پرداخت وجه آن و درنتیجه نارضایتی صاحب کالارا به دنبال دارد . هدف من از ارائه این راهکار سواستفاده از اعتماد اداره برق نیست و اما جواب این سوال : باید گفت که می توان شماره انداز کنتور را از کار انداخت که برای این کار سه راه حل وجود دارد 1 – قطع سیم پیچ جریان 2 – قطع سیم پیچ ولتاژ 3 – از حالت تعادل خارج کردن کنتور ............. اجازه بدهید که این موضوع را زیاد باز نکنیم .

چگونه با لمس کنتور به برق دار بودن آن پی ببریم ؟
زمانی که برق به کنتور وصل می شود در سیم پیچ ولتاژ آن جریان ایجاد می شود . این جریان همانطور که قبلا گفتم ارتباطی به مصرف کننده ندارد . این جریان میدان مغناطیسی را در کنتور ایجاد میکند که سبب لرزش خفیف آن می شود . پس اگر کف دست را روی شیشه کنتور بگذاریم با احساس این لرزش متوجه برقدار بودن آن می شویم .

در کنار بعضی از کنتورها صدای وزوز ناشی از چیست ؟
این صدا که شبیه جلیز و ولیز است ارتباطی به خود کنتور ندارد بلکه مربوط به فیوز است که معمولا در کنار کنتور نصب می شود . اگر اتصال فیوز از نظر الکتریکی درست نباشد ( وجود فاصله هوایی در محل تماس ) و جریان زیادی از فیوز کشیده شود در این حالت قوسهای الکتریکی کوچکی در محل تماس ایجاد می شود که باعث ایجاد این صدا می شود . این قوسها سبب ذوب سطحی محل تماس شده و مقاومت و حرارت محل تماس را افزایش میدهد . در نتیجه باعث افت ولتاژ و در نهایت قطع و وصل جریان می شود . برای از بین بردن این ایراد باید فیوز را محکم کرد ( برای فیوزهای پیچی ) یا در نوع مینیاتوری پیچهایی را که سیم زیر آن قرار دارد سفت نمود . در آخر اگر رفع نشد فیوز را عوض کرد .

در سیم کشی می توان سیمها را به سه گروه تقسیم کرد .

1 – سیمهای درون لوله ( توکار ) تا سه سیم در یک لوله برق

2 – سیمهای روکار ( کابلها )

3 – سیمهای هوایی که بصورت معلق در هوا یا روی مقره ها کشیده می شوند .

با توجه به تقسیم بندی فوق می توان بکمک جدول زیر نمره سیم را با داشتن جریان عبورِی از آن بدست آورد . اما توجه داشته باشید که برای استفاده صحیح از این جدول باید رابطه فوق را نیز در فواصل طولانی لحاظ کنید تا مبادا نمره سیم بدست آمده کمتر از حد مجاز باشد که در این صورت افت ولتاژ زیاد شده و سیم داغ خواهد شد .


توان الکتریکی در یک مقاومت چگونه است ؟

توان در مقاومت همواره بصورت مصرفی است . به این معنی که مقاومت در یک مدار همیشه توان را مصرف می کند . این توان بصورت حرارت خود را نشان می دهد که مقدار آن تابع مستقیم مجذور جریان عبوری از ان است .

 

منحنی تغییرات توان در مقاومت در جریان AC چگونه است ؟

در جریان AC که شکل موج بصورت سینوسی است ولتاپ و جریان همفا ز می باشند در نتیجه حاصل ضرب ایندو همواره دارای یک علامت است ( توان همیشه در مقاومت مثبت می باشد )

در یک سلف خالص توان چگونه است ؟

در جریان dc سلف فقط در حین قطع و صل جریان از خود عکس العمل نشان می دهد اما ÷س از جاری شدن جریان همانند یک مقاومت سیمی عمل می کند . اما در جریان ac سلف مطابق قانون لنز در برابر تغییرات جریان یک نیروی ضد محرکه ایجاد می کند که خود را بصورت عکسالعملی در برابر تغییر جریان نشان می دهد . بنابراین در سلف جریان و ولتاپ همفاز نبوده بلکه جریان 90 درجه نسبت به ولتاژ ÷س فاز است . این موضوع در توان یک سلف خود را بصورت توانهای مثبت و منفی نشان می دهد .بعبارت دیگر سلف در یک سیکل از جریان یا ولتاژ دارای دو سیکل بوده که در این دو سیکل هنگام توان مثبت از شبکه بار می شود و در توان منفی به شبکه انرژی پس می دهد .

با این اوصاف سلف در مدار توان مصرفی ندارد این موضوع را چگونه توضیح می دهید ؟

در حالت تئوری محض این قضیه کاملا درست است و وفقط در زمان اتصال مدار سلف از شبکه جریان می کشد . اما در عمل اتفاقی که روی می دهد اتلاف انرپی در مسیر عبور جریان به سلف است . به این معنی که سلف بخشی از توانی را که می خواهد به شبکه پس بدهد بصورت حرارت در مسیر عبور آن هدر می دهد .

چرا از سلف در مدارات استفاده می شود ؟

هیچگاه در برق تفکیک الکتریسیته از مغناطیس امکان پذیر نیست . هر جا الکتریسته وجود دارد ردی از مغناطسی هم وجود دارد . همچنین در تمامی وسایلی که در آنها از سیم پیچ استفاده می شود ( مانند الکتروموتورها – مولدها و ترانسها ) اثر سلفی مدار وجود دارد . نمی توان کار دستگاههای ذکر شده را بدون تصور خاصیت سلفی ممکن دانست . پس سلف و خاصیت آن را نمی توان از بین برد .

توان اکتیو و راکتیو به چه معنا است ؟

توانی که از شبکه کشیده می شود توان راکتیو نام دارد . این توان در مقاومت بیشترین مقدار خود را دارد . توانی که در یک مدار سلفی خالص بین سلف و شبکه تبادل می شود توان راکتیو است . این توان برای انجام کار سلف ضروری است اما با زگشت آن به شبکه بار ان را زیاد می کند .

منظور از توان راکتیو چیست ؟

در مصرف کننده هایی که بین ولتاپ و جریان آنها اختلاف فاز وجود دارد توان دارای دو مقدار مثبت و ومنفی است . به این معنی که مصرف کننده گاهی از شبکه توان می کشد و گاهی به آن توان می دهد . این موضوع سبب ایجاد توان راکتیو می شود . ار آنجایی که در این مصرف کننده ها امکان صفر کردن اختلاف فاز ممکن نیست نتیجه این می شود که توان راکتیو را نیم توان از بین برد .

آیا توان راکتیو لازم است ؟

آری زیرا ماهیت کار این وسایل داشتن توان راکتیو است . مثلا در یک الکتروموتور نمی توان بدون توان راکتیو نیروی الکتروموتوری ایجاد نمود .

توان راکتیو برای شبکه مفید است یا مضر ؟

این توان سبب اضافه شدن جریان شبکه و در نتیجه افزایش تلفات توان در مسیر سیم کشی بصورت حرارت می شود .

انواع توان راکتیو کدامند ؟

در الکتریسته دو عنصر خازن و سلف توان راکتیو ایجاد می کنند پس در نتیجه توان راکتیو دارای دو نوع سلف و خازنی است .

آیا می توان مقدار توان راکتیو یک شبکه را کاهش داد بدون اینکه مصرف کننده دوچار اخلال شود ؟

آری برای این منظور کافی است توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده را از راهی غیر از شبکه تامین نمود . به این منظور با توجه به ماهیت سلف و خازن که عکس هم عمل میکنند کافی است برای کاهش توان راکتیو خازنی از توان راکتیو سلفی استفاده کرد و برعکس . از انجائیکه بیشتر مصرف کننده های یک شبکه از نوع سلفی می باشند می توان با استفاده از بانک خازنی به این مهم دست پیدا کرد .
 
ولت آمپر یا VA به چه معنا است ؟

ولت امپر واحد اندازه گیری توان ظاهری کل مدار است که این توان از حاصل ضرب جریان مصرف کننده در ولتاژ آن بدست می آید . راه دیگر محاسبه توان ظاهری جمع برداری توانهای اکتیو و راکتیو است . که بصورت زیر باهم جمع می شوند :
جمع برداری توانها


&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&


مقاومت صفر

مقاومت الکتریکی تمام فلزات و آلیاژ ها ، هنگام سرد شدن کاهش می یابد.حمل جریان الکتریکی در رسانا توسط الکترونهای رسانش که آزادانه در داخل ماده حرکت می کنند صورت می گیرد.البته الکترونها دارای طبیعت موج مانندی هستند و می توان الکترونی را که در فلز حرکت می کند توسط موج تختی که در همان جهت حرکت الکترون پیش میرود نمایاند. هر فلز دارای ساختار بلوری است به این معنا که اتمهای آن بر روی شبکه ای منظم قرار دارند و یک خصوصیت موج تخت آن است که می تواند از ساختاری کاملا تناوبی عبور کند بی آنکه در جهت های دیگر پراکنده گردد.بنابراین الکترون قادر است

از بلوری کامل عبور کند بی آنکه هیچ تکانه ای را در جهت اولیه اش از دست بدهد.به عبارت دیگر ، اگر جریانی را در بلوری کامل برقرار کنیم؛ یعنی به الکترون های رسانش تکانه ای را در جهت جریان بدهیم ؛ هیچ مقاومتی در برابر عبور جریان وجود نخواهد داشت.اما وجود هرگونه نقصی در تناوبی بودن بلور موجب پراکنده شدن موج الکترونی می شود که نتیجه آن بروز مقاومت در مقابل جریان است.بالای صفر مطلق اتم ها در حال ارتعاش هستند و از موقعیت تعادل خود به مقدارهای مختلفی تغییر مکان می یابند ؛ به علاوه اتم های خارجی و نقصهای دیگر که به طور آماری توزیع شده اند نیز می توانند تناوبی بودن بلور را کاملا مختل کنند.  نوسانات حرارتی و هرگونه ناخالصی یا ناکاملی هر دوموجب پراکنده شدن الکترون های رسانش می شود که نتیجه آن بروزمقاومت الکتریکی است.

نقص در تناوبی بودن بلور  -------  پراکنده شدن موج الکترونی ---------   مقاومت

اکنون برای ما روشن است که چرا مقاومت الکتریکی  وقتی فلزی یا آلیاژی سرد می شود کاهش می یابد . وقتی که دما کاهش یابد ارتعاشات حرارتی الکترون ها کم شده و الکترونها ی رسانش کمتر پراکنده می شوند. کاهش مقاومت تا دمایی که برابر یک سوم دمای دبی جسم است به صورت خطی است. اما هر چه از این دما پایین تر برویم تغییرات مقاومت با دما به تدریج کندتر می شود. برای فلزی کاملا خالص که در آن فقط ارتعاشات حرارتی شبکه مانع حرکت الکترون ها می شود، با نزدیک شدن دما به صفر مطلق مقاومت بایستی به صفر نزدیک شود.

لکن این مقاومت صفر که نمونه ای فرضی و کاملا بی عیب ، به هنگام رسیدن دمای آن به صفر مطلق از خود نشان می دهد پدیده ابررسانایی نیست . واقعیت این است که نمونه فلزی واقعی نمی تواند کاملا خالص باشد و همیشه دارای مقداری ناخالصی است. بنا بر این نه تنها ارتعاشات اتم های شبکه  الکترون ها را پراکنده می کنند بلکه ناخالصی ها نیز موجب پراکنده شدن الکترون ها می شوند که این پراکندگی دوم کم وبیش مستقل از دما است. در نتیجه مقاومت باقی مانده معینی وجود دارد که حتی در پایینترین ئما نیز باقی خواهد ماند. هر اندازه که ناخالصی فلز بیشتر باشد  این مقاومت باقی مانده نیز بزرگتر خواهد بود.

به هر حال بعضی از فلزات رفتار جالبی را از خود نشان می دهند به این معنی که وقتی آنها را سرد کنیم مقاومت الکتریکی آنها طبق معمول کاهش می یابد اما دما با رسیدن به مقدار معینی که چند درجه ای بالای صفر مطلق خواهد بود ناگهان مقاومت الکتریکی خود را کاملا از دست می دهند. در چنین حالتی گفته می شود که فلز به حالت ابررسانش گذار کرده است . گذار به  حالت ابر رسانش حتی در مواردی کهناخالصی آنقدر زیاد است که مقاومت باقیمانده ی خیلی بزرگی را در حالت غیر ابررسانش ایجاد می کند امکان پذیر است.

کتاب مقدمه ای بر ابررسانایی ترجمه ذکتر ضیایی


&&&&&&&&&&&&&&&&&&


سیگنالهای  DC , AC

 

AC به معنی جریان متناوب و DC  به معنی جریان مستقیم می باشد . این دو مولفه گاهی به سیگنالهای الکتریکی ( مثلاً ولتاژ ) هم که جریان نیستند اطلاق می شود . بنابراین سیگنالهای الکتریکی جریان یا ولتاژی هستند که منتقل کننده اطلاعات ( که معمولا ولتاژ میباشد ) هستن

سیگنالهای متناوب در یک مسیر منتشر میشوند و سپس تغییر مسیر می دهند و این عمل دائماً تکرار می شود . یعنی ابتدا یک سیکل مثبت و بعد یک سیکل منفی و به همین ترتیب تکرار می شوند .

یک ولتاژ  متناوب  دائماً بین مثبت و منفی تغییر میکند و بصورت موجی تکرار میشود .

به هر تغییرات بین مثبت و منفی ، یک سیکل گفته می شود و واحد آن هرتز می باشد . در ایران وسائل الکتریکی با فرکانس 50 هرتز کار می کنند .

شکل بالا شکل موج یک منبع تغذیه متناوب است که به آن موج سینوسی اطلاق می شود و به شکل پائین از آنجا که مستقیماً بین مثبت و منفی تغییر می کند ، شکل موج مثلثی اطلاق می شود .

سیگنالهای متناوب برای راه اندازی وسائلی از قبیل لامپ ها و گرم کننده ها بکار می روند ولی اکثر مدارهای الکتریکی برای کار نیاز به یک ولتاژ مستقیم دارند که در زیر به آن اشاره شده است .


جریان مستقیم همیشه در یک مسیر جاری می شود ( همیشه مثبت و یا همیشه منفی است ) ولی ممکن است میزان آن کاهش یا افزایش پیدا کند .

باتری ها و رگولاتورها ولتاژ مستقیم می دهند و این ولتاژ برای مدارهای الکترونیکی مناسب است . اکثر منابع تغذیه شامل یک تبدیل کننده ترانسفورماتوری هستند که جریان اصلی غیر مستقیم را به یک جریان غیر مستقیم کم و بی خطر تبدیل می کنند .

سپس این جریان کم و بی خطر توسط مدارات یکسو کننده جریان از غیر مستقیم به مستقیم تبدیل می شود . البته این ولتاژ مستقیم یک ولتاژ متغییر می باشد و برای مدارهای الکترونیکی مناسب نیست و لذا برای صاف کردن سطح ولتاژ مستقیم از یک خازن استفاده می شود تا ولتاژ مستقیم برای مدارات الکترونیکی حساس قابل استفاده شود .

در شکل مقابل بالا شکل موج یک ولتاژ مستقیم ثابت و یکنواخت که از طریق باتری تامین میشود نشانداده شده است .

شکل وسط یک ولتاژ مستقیم با صاف کننده سطح ولتاژ ( خازن )  است که مناسب بعضی از مدارهای الکترونیکی می باشد .و شکل پائین یک ولتاژ مستقیم بدون استفاده از خازن را نشان می دهد

مشخصات سیگنال های الکتریکی

همانطور که بیان شد ، سیگنالهای الکتریکی ولتاژ یا جریانی هستند که انتقال دهنده اطلاعات که معمولا ولتاژ است ، هستند .

در نمودار مقابل مشخصات مختلفی از سیگنال الکتریکی نشان داده شده است . یکی از این مشخصات فرکانس است که به تعداد سیکل ها در ثانیه اطلاق می شود .

Amplitude  ماکزیمم ولتاژی است که سیگنال دارد و Peak voltage  نام دیگری برای Amplitude  است .

  پیک تو پیک ( Peak-peak voltage ) دو برابر مقدار پیک ولتاژ می باشد .

 دوره تناوب ( Time period )  زمانی است که برای طی شدن یک سیکل کامل نیاز است . این زمان بر حسب ثانیه اندازهگیری می شود و در زمانهای خیلی کوتاه از واحد های میکروثانیه هم استفاده می شود .

فرکانس ( Frequency   ) به تعداد سیکل ها در هر ثانیه اطلاق می شود و واحد آن هرتز است . در اندازه گیری فرکانس های بالا از واحد های کیلوهرتز و مگاهرتز نیز استفاده می شود .

 

در ایران فرکانس شبکه برق 50 هرتز است بنابراین دوره تناوب برابر است با 20 میکروثانیه .

1/50 = 0.02s = 20ms.

هر کیلو هرتز برابر با هزار هرتز و هر مگاهرتز برابر را یک میلیون هرتز است .

1kHz = 1000Hz    و   1MHz = 1000000Hz.



در ولتاژ غیر مستقیم ، ولتاژ از صفر شروع و به پیک مثبت می رسد و دوباره به صفر رسیده و سپس به پیک منفی می رسد و لذا در بیشتر اوقات ، ولتاژ از مقدار پیک ولتاژ کمتر است . لذا از یک مقدار موثر استفاده می کنیم که همان RMS  است . مقدار ولتاژ RMS برابر است با 0.7 ولتاژ پیک

VRMS = 0.7 × Vpeak   and   Vpeak = 1.4 × VRMS

ارزش یا معیار RMS  یک ارزش موثر ولتاژ یا جریان متغییر می باشد ، بدین معنی که این ولتاژ تاثیر اصلیش در مدار معادل آن مقدار است . بعنوان مثال یک لامپ که به ولتاژ 6 ولت RMS  متصل شده ، همان مقدار روشنائی را دارد که اگر به یک ولتاژ 6 ولت مستقیم متصل می شد .به هر حال نور لامپی که با ولتاژ 6 ولت RMS  روشن شود ، کمتر است از نور لامپی که با 6 ولت مستقیم روشن شود . چون ولتاژ موثر 6 ولت غیر مستقیم برابر است با 2/4 ولت یعنی برابر با 2/4 ولت مستقیم نور می دهد .

بحث ولتاژ مؤثر این فکر را بوجود می اورد که مقدار RMS  نوع دیگری از میانگین است ولی بخاطر داشته باشید که این مقدار قطعاً میانگین نیست . در واقع ولتاژ یا جریان میانگین غیر مستقیم ، صفر خواهد بود . چون بخش های مثبت و منفی سیگنال هم را خنثی می کنند و وقتی میانگین می گیریم ، میانگین براببر با صفر خواهد بود . بنابراین ولتاژ RMS  قطعاً یک ولتاژ میانگین نیست .
اینک این سوال پیش می اید که یک ولتمتر AC  چه مقداری را نشان می دهد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ ؟

پاسخ این است که ولتمترهای AC  مقدار موثر ولتاژ یا جریان را نشان می دهند در ولتاژهای مستقیم هم مقدار مؤثر DC نشانداده می شود .

سؤال دیگری که مطرح است این است که بطور مثال  6 ولت مستقیم دقیقاً چه معنائی دارد ، مقدار مؤثر یا مقدار پیک ولتاژ معنی دارد ؟

در این موارد اگر منظور پیک ولتاژ باشد معمولاً قید می شود و در غیر اینصورت منظور مقدار مؤثر خواهد بود . برای مثال وقتی می گوئیم 6 ولت AC  به معنی 6 ولت مؤثر است که پیک ولتاژ آن 8/6 ولت است .

در ایران ولتاژ 220 ولت برای مصارف عمده الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد ، این به معنی 220 ولت موثر بوده  و پیک آن حدود 320 ولت است .


&&&&&&&&&&&&&&&&&


فیوز چیست ؟
مقاومت الکتریکی و جریان در مدار

جریان الکتریکی در رسانای متصل به مدار بنابر قانون اهم از روی مقاومت رسانا و ولتاژ دو سر آن معین می شود. برای یک ولتاژ معین ، هر چه مقاومت رسانای داده شده بیشتر باشد جریان کمتر است. مثلاً مقاومت لامپ های التهابی معمولی نسبتاًزیاد است ( صدها اهم ). و از این رو جریانی که از آنها می گذرد کم است (چند دهم آمپر) .

کوتاه شدگی مدار

اگر سیم ها را با اتصال فرعی به لامپ متصل کنیم. مدار فرعی با مقاومت بسیار کم بدست می آید. و جریان خیلی شدید می شود. در این مورد گفته می شود که مدار کوتاه بوجود آمده است. مدار کوتاه بطور عام هر اتصال کم مقاومتی در دو سر منبع جریان الکتریکی است. جریان های شدیدی که در مدار کوتاه ظاهر می شود فوق العاده خطرناک هستند و به علت آنکه سیم ها شدیداً گرم می شوند برای منبع جریان بسیار زیان آورند.

محافظت سیم ها از کوتاه شدگی مدار

برای محافظت سیم ها از کوتاه شدگی مدار ، فیوز استفاده می شود فیوز ها سیم های نازک مسی اند یا سیم هایی که از فلزات زود گداخت مثل سرب ساخته شده اند. که به طور سری به مدار حامل جریان متصل می شوند. و طوری در نظرگرفته می شوند که اگر جریان از مقدار مشخص شده بیشتر شود ذوب می شود. نمودار طرح وار زیر طرز کار فیوز را شرح می دهد وقتی که سیم ها توسط تکه سیم مسی متصل شوند مدار کوتاه فیوز بطور سریع ذوب شده و مدار قطع می شود.

ساختمان فیوز فشنگی با توپی پیچی

این فیوز رایجترین نوع از فیوزهاست که به کار برده می شود. منشا اصلاح فیوزی به توپی چینی که در سطح بیرونی فیوز قراردارد، مربوط است، که سیم با نقطه ذوب پایین در آن قراردارد. توپی مانند سرپیچ لامپ در سر پیچ پیچانده می شود و پس در هر کوتاه شدن مدار تعویض می شود.

معمولا ، یک فیوز یا دسته فیوزهایی به اتصال های تامین کننده جریان در یک ساختمان یا هر آپارتمانی متصل می شود. گاهی فیوزها را در جعبه مستقلی قرارمی دهند. فیوزپریزی در ساختمان جعبه فیوز وجود دارد که باید با عبور جریان 3تا 5A ذوب می شود، فیوز آپارتمان با عبور جریان 15تا 20A ذوب می شود. در حالیکه فیوز یک ساختمان برای جریانهای خیلی شدیدتر چند صد آمپر تنظیم می شود.

ساختمان فیوز با توپی پیچی

1. توپی چینی
2. سیم با نقطه ذوب پائین
3. جای فیوز


&&&&&&&&&&&&&&&&


 LCD چیست ؟
        آموخته ایم که ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز دارد که به تازگی هم دو حالت دیگر به آن اضافه شده است. جامدات شکل خاصی دارند، یعنی مولکولهای آنها موقعیت خاصی نسبت به یکدیگر داشته و نمی توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولی مولکول های مایعات چنین قیدی نسبت به هم ندارندو در کل حجم آن در حرکت اند . کریستالهای مایع موادی هستند که ظاهر مایع دارند، اما مولکولهای آنها آرایش خاصی نسبت به یکدیگر دارند ، درست مانند جامدات که در شکل هم به راحتی دیده می شود. به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد داشته و به همین دلیل با چنین اسم متناقضی خوانده می شوند . این مواد به شدت به دما حساس اند و اندکی حرارت لازم است تا آنها را به مایع واقعی درآورد و یا اندکی سرما تا به معمولی تبدیل شود. به همین دلیل است که LCD ها در مقابل تغییرات دما عکس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبی استفاده می شوند . جالب این است که به دلیل همین حساسیت نمی توان از کامپیوترهای کیفی یا نظایر آن در هوای بسیار سر و یا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دریا استفاده کرد . در این وضعیت معمولاً LCD ها عکس العمل های عجیب و غریبی از خود نشان می دهند .

        انواع مختلفی از مواد شناخته شده اند که در دمای معمولی چنین خصوصیاتی دارند. اما دسته ای از آنهاهستند که به جریان الکتریسیته هم حساس هستند و مولکولهای آن متناسب با جریان برق ورودی می چرخند و تغییر زاویه می دهند . این خصوصیت عجیب اثر جالبی هم دارد. وقتی نور از درون یک کریستال مایع این چنین عبور کند، پلاریزاسیون یا قطبش آن هم جهت با مولکولهای کریستال می شود . از همین خاصیت برای LCD ها استفاده شد. با این توضیح که چون کریستالهای مایع شفاف و هادی الکتریسیته هستند ، به راحتی می توان آنها را در جریان الکتریسیته قرار داد و نور را از آن عبور داد. برای این کار به جز کریستال مایع به 2 تکه از این شیشه پلاروید یا قطبشگر هم نیاز است. احتمالاً این شیشه ها را دیده اید. اگر دو تکه از این شیشه ها را روی هم قرار دهید. نور به راحتی از آن عبور می کند . اما وقتی یکی از آنها را 90 درجه نسبت به دیگری بچرخانید ، دیگر نور رد نمی شود . این اتفاق به این دلیل روی می دهد که هر شیشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور می دهد . اگر دو شیشه هم محور باشند نور به راحتی عبور می کند اما اگر محورها با هم زاویه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد

        برای ساخت LCD دو شیشه پلاروید را با 90 درجه اختلاف نسبت به یکدیگر قرار می دهند و یک کریستال مایع بین آنها می گذارند . وقتی کریستال به جریان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول می گذرد و وارد کریستال مایع می شود جهتش 90 درجه تغییر کرده و به همین دلیل از قطبشگر دوم هم عبور کرده و به چشم می رسد. اما وقتی که جریان به کریستال وصل باشد ،نور دیگر چرخشی نخواهد داشت و نمی تواند از کریستال دوم عبور کند . ساختن یک LCD همان طور که در بالا توضیح داده شد، بسیار ساده تر از آن است که به نظر می آید . فقط به یک ساندویچ شیشه و کریستال نیاز داریم. اما همین ساندویچ ساده 80 سال پس از کشف کریستالهای مایع ساخته شد. کریستال مایع را یک گیاه شناس اتریشی در سال 1888 برای اولین بار در حین ذوب جامدی از مشتقات آلی کشف کرد . اما اولین LCD را یک کارخانه آمریکایی در سال 1968 ساخت . تکنولوژی ساخت LCD هر روز متکامل تر شده و جای بیشتری در صنایع امروز به خود اختصاص می دهد . البته هنوز هم تحقیقات برای ساخت نمونه های بهتر و کاراتر این وسیله ادامه دارد.


منبع: وبسایت تخصصی برق و الکترونیک eca


امضاء :  مهندس هویج    

تصاویر جدید زیباسازی وبلاگ , سایت پیچک » بخش تصاویر زیباسازی » سری پنجم www.pichak.net کلیک کنید

 
   
Online User