تبلیغات
علم و دانش - مطالب الکتریسیته و مغناطیس(فیزیک)
آموختن علم و دانش بیشتر

به هم بستن مقاومت ها در حالت سری

تاریخ:چهارشنبه 25 دی 1392-10:51

مقاومتها یا سری بسته می‎شوند یا موازی

 در حالت سری
از همه مقاومتها جریان یكسانی می‎گذرد.

 

                           Iكل= I1=I2=I3

 كل اختلاف پتانسیل V=V1+V2+V3

                  Rكل Iكل =R1I1+R2I2+ R3I3

                 مقاومت كل R=R1+R2+R3

به R مقاومت كل یا مقاومت معادل گویند.
نكته: اگر چند مقاومت مشابه داشته باشیم در حالت سری R=n R1 كل

كه n تعداد مقا ومتها می باشد . مقاومت معادل از مقاومتهای مشابه بزرگتر است.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

به هم بستن خازن ها

تاریخ:دوشنبه 11 آذر 1392-19:09

خازن‌ها را به دو شیوه می‌توان به هم متصل نمود. این دو شیوه به بستن متوالی خازن‌ها و بستن موازی خازن‌ها معروفند. ابتدا به هم بستن متوالی خازن‌ها را توضیح می‌دهیم.

به هم بستن متوالی خازن‌ها
در شكل زیرف خازن‌ها به صورت متوالی به هم وصل هستند. در این حالت صفحه مثبت یك خازن به صفحه منفی خازن بغل دستی و صفحه مثبت آن به صفحه منفی خازن دیگر وصل است، در ضمن بین خازن‌ها انشعاب دیگری وجود ندارد.


قبل از آن كه سراغ ویژگی‌های حالت متوالی خازن‌برویم، اصطلاح خازن معادل را توضیح می‌دهیم. اگر یادتان باشد وقتی چند نیرو به یك جسم وارد می‌شد، می‌توانستیم برای این نیروها نیروی برآیند حساب كنیم؛ طوری كه انگار فقط یك نیرو به جسم وارد می‌شود. حالا وقتی چند خازن متوالی یا موازی داشته باشیم، می‌توانیم به جای آنها یك خازن قرار دهیم. این خازن، خازن معادل آن خازن‌های متوالی یا موازی نامیده می‌شود. خازن معادل به همان اختلاف پتانسیل مجموعه وصل می‌شود و انرژی مجموعه خازن‌ها را در خودش دارد.

در این حالت سه ویژگی زیر برقرار است:
1. بار ذخیره شده در خازن‌های متوالی، جدای از ظرفیت آنها با هم برابر است. بار خازن معادل هم با بار تك تك خازن‌ها برابر است. یعنی برای سه خازن بالا می‌توان نوشت

q1 = q2 = q3= q1,2,3

q1,2,3 خازن معادل سه خازن داده شده است.

2. مجموع اختلاف پتانسیل دو سر خازن‌ها برابر با اختلاف پتانسیل دو سر مجموعه یا همان اختلاف پتانسیل دو سر خازن معادل است؛ یعنی برای سه خازن بالا داریم

V1 + V2 + V3 = V1,2,3= V

3. وارون ظرفیت خازن معادل چند خازن متوالی به صورت زیر حساب می‌شود

1/C1,2,…,n = 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn

C1,2,…,n خازن معادل n تا خازن متوالی است.

حالا می‌توانیم مسائل مربوط به خازن‌های متوالی را به راحتی! حل كنیم.

به هم بستن موازی خازن‌ها
در این شیوه بستن خازن‌ها، صفحه‌های همنام خازن‌ها به هم متصل هستند. یا به عبارتی صفحه راست خازن‌ها مستقیماً به هم و صفحه چپ آنها هم مستقیماً به یكدیگر متصل هستند.


در این حالت هم سه ویژگی زیر برقرار است:
1. اختلاف پتانسیل دو سر هر یك از خازن‌ها با هم برابر است. اختلاف پتانسیل دو سر خازن معادل هم برابر با اختلاف پتانسیل دو سر هر یك از خاز‌ن‌هاست. بنابراین برای شكل بالا می‌توان نوشت

V1 = V2 = V3 = V1,2,3 = V

2. مجموع بار هر یك از خازن‌ها برابر با بار خازن معادل است. برای شكل بالا می‌توان نوشت

q1 + q2 + q3 = q1,2,3

3. اما در حالت موازی می‌توان نشان داد كه ظرفیت خازن معادل از رابطه زیر به دست می‌آید

C1,2,…,n = C1 + C2 + … + Cn




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

معنای فیزیک و متافیزیک

تاریخ:چهارشنبه 17 مهر 1392-15:35

معنای فیزیک و متافیزیک

لفظ فیزیک در قدیم و جدید در اصطلاحات مختلفی به کار رفته است که در این نوشتار به طور اختصار به آن می پردازیم:

واژه فیزیک به علمى اطلاق مى‏شود که در مورد پدیدارهاى طبیعت مادى از قبیل حرکت، ثقل، فشار، حرارت، نور، صدا، برق و ... تحقیق مى‏کند. بحث در این موضوعات، غیر از موضوع ترکیب اجسام است؛ زیرا ترکیب اجسام و تغییراتى که عارض آن مى‏شود، فقط در علم شیمى مورد بحث است. اما دانشمندان جدید، دو علم فیزیک و شیمى را تحت یک عنوان مى‏نامند و آن عبارت است از: "علوم فیزیکى. علوم فیزیکى در مقابل علوم طبیعى و زیستى است که موجودات زنده را مورد بحث قرار مى‏دهد. فیزیکى منسوب به فیزیک است و به امورى اطلاق مى‏شود که متعلق به پدیدارهاى طبیعت مادى است. این اصطلاح در مقابل غیبى است؛ زیرا امر غیبى تعلق به پدیدارهایى که مربوط به حوزه حس و تجربه است ندارد، بلکه متعلق به چیزى است که برتر از این پدیدارها است. نیز این اصطلاح در مقابل روحى است؛ زیرا فیزیکى، چنان که گفته‏اند، متعلق به پدیدارهاى مادى‏ای است که تابع قانون حتمیّت و جبر علمى است. اما روحى متعلق به پدیدارهاى نفسانى است که به آزادى متصف می شوند.

همچنین فیزیکى در مقابل ریاضى یا نظرى است؛ زیرا فیزیکى متعلق به ظواهر اجسام حقیقى است، و ریاضى یا نظرى متعلق به معانى مجرد است‏".

ارسطو اولین کسی است که به این موضوع پی برد که یک سلسله مسائل وجود دارد که در هیچ علمی اعم از طبیعی، ریاضی، اخلاقی یا اجتماعی نمی گنجد. وی تشخیص داد محوری که این مسائل را به عنوان عوارض و حالات گرد خود جمع کرده، موجود "بما هو موجود است"، ولی ارسطو هیچ نامی روی این علم نگذاشته بود، اما وقتی آثار او را در یک دائرة المعارف جمع کردند، این بخش از نظر ترتیب بعد از بخش طبیعیات (فیزیک) قرار گرفت، ولی چون نام مخصوص نداشت به متافیزیک (بعد از فیزیک) معروف شد که ترجمه عربی آن "ما بعد الطبیعة" است.

بر اثر گذشت زمان فراموش شد که نام گذاری  این علم به جهت واقع شدن بعد از مباحث طبیعیات بوده ؛ چنین گمان شد، این نام از آن جهت بر این علم گذاشته شده است که مسائل این علم یا حداقل بعضی از مسائل این علم مثل: خدا و عقول مجرده خارج از طبیعت هستند؛ از این رو برای افرادی مثل ابن سینا این سؤال پیش آمد که می بایست این علم را ما قبل الطبیعة نام نهاد؛ چرا که خداوند و عقول مجرده از نظر رتبه وجودی قبل از طبیعت هستند نه بعد از آن.

بعدها در میان بعضی از متفلسفان جدید این اشتباه لفظی و ترجمه ای منجر به یک اشتباه معنوی شد. گروه زیادی از اروپائیان کلمه ماوراء الطبیعة را معادل "مابعد الطبیعة" پنداشتند و گمان کردند که موضوع این علم اموری است که خارج از طبیعت هستند حال آن که موضوع این علم شامل طبیعت و ماورای طبیعت و هر چه موجود است می شود. این دسته از افراد متافیزیک را این گونه تعریف کردند: متافیزیک علمی است که فقط درباره خدا و امور مجرد از ماده بحث می کند.

پس برای فهم این دو واژه باید تقسیمات حکمت را هم بیان کرد. "حکمت به دو بخش نظری و عملی تقسیم می شود. حکمت نظری که ناظر به دانستنی ها است، شامل طبیعیات، ریاضیات و الهیات بود، و طبیعیات شامل کیهان شناسی، معدن شناسی، حیوان شناسی و گیاه شناسی می شد. ریاضیات به حساب، هندسه، هیئت و موسیقی تقسیم می شد و الاهیات هم به دو بخش الاهیات به معنی الاعم (مباحث مربوط به اصل هستی) و الاهیات به معنی الاخص (مباحث مربوط به خدا شناسی) که مجموع این دو بحث الاهیات را، متافیزیک می گفتند".


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

ایستگاه فیزیك و دنیای علم

تاریخ:چهارشنبه 3 مهر 1392-07:22

(( تلفنهای همراه زیر پوستی ))

حالا دیگر دست یا بازو را هم به تلفن تبدیل می كنند .دیگر نیازی به هندز فری نخواهد بود.

تلفن مفهومی ، دیجیتال تاتواینتر فیس به شكل تاتو است اما در زیر پوست دست كاشته

می شود .... این تلفن با تبدیل گلوكز و اكسیژن خون به الكتریسیته كار می كند .

وبا استفاده از نقطه ای كه بر روی دست قرار دارد خاموش و روشن می شود ....

اثرات نامطلوب 
لامپ های کم مصرف بر انسانلامپ های فلورسنت فشرده معروف به ( كم مصرف ) .....

پژوهشگران كشور با تحقیقاتی اثرات نا مطلوب لامپ ها ی كم مصرف را بر......

مغز جنین ، كاهش حافظه ، پوست و چشم به اثبات رساندند و ضمن هشدار نسبت به

نحوه ی استفاده از این لامپ ها خواستار پروتكلی برای معدوم سازی با استفاده صحیح از آن شدند.

محققان كشور نوعی شیشه های نامرئی تولید كردند كه موجب كاهش اتلاف انرژی می شود به گونه ای كه در مناطق سردسیر مانع خروج گرما به خارج محیط و مانع انتقال گرما به محیط در متاطق گرمسیر می شود.

در حال حاضر با تولید شیشه های رفلكس در مقیاس صنعتی، كشور از واردات شیشه های خاص نیز بی ‌نیاز شده است به گونه ای كه 90 درصد كل شیشه های رفلكس كشور با نرخ تولید محصول 20 هزار متر در روز به وسیله این شركت تولید می شود.

خودروی ضد كربن چینی، قرار است اولین خودروی دنیا باشد كه مانند برگ، دی‌اكسید كربن مصرف می‌كند و اكسیژن آزاد می‌نماید

بقیه در ادامه مطلب


ادامه مطلب


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

لیزر و کاربردهای آن

تاریخ:شنبه 9 شهریور 1392-14:25

کلمه لیزر از کنار هم گذاشتن حروف کلمات زیر بدست می آید: Light Amplification by Simulated Emission of Radiation لیزر وسیله ای برای تبدیل نور معمولی به پرتوی باریک و متراکم است. دستگاه لیزریک جریان الکتریکی را از ماده ای که می تواند جامد, مایع یا گاز باشد عبور می دهد. بعضی از اتم های ماده انرژی جذب می کنند و کوانتوم (بسته انرژی نورانی که اتم ها ساطع می کنند) این امر موجب می شود که اتم های دیگر نیز کوانتوم ساطع کنند. این کوانتوم ها (بسته های تشعشع) بین آینه هایی به عقب و جلو منعکس می شود و نهایتا بصورت نوری با یک طول موج واحد شلیک می شوند وقتی که نور در دستگاه لیزر توسط کوانتوم ها تولید شد با رفت و برگشت بین آینه ها متمرکز تر می شود.

کاربرد های لیزر:

1-      دیسک فشرده : هنگام ضبط دیسک فشرده صوتی هر صدا به یک کد رقمی (دیجیتال) تبدیل می شود. این کد توسط لیزر به صورت میلیون ها حفره میکروسکوپی روی دیسک فشرده حک می شود. وقتی دیسک باز نواخته می شود یک پرتو لیزر در داخل دستگاه روی دیسک حرکت می کند. یک آشکارساز که با سیستم مربوط است. پالس هایی را که نماینده الگوی حفره های حک شده بر روی دیسک است ایجاد می کند. مدارهای الکترونیکی دستگاه دیسک این پالس ها را به نسخه ای از موسیقی اصلی تبدیل می کند.

2-      جراحی : دستگاه های لیزر پر توان با موفقیت در معالجه جداشدگی شبکیه به کار رفته است (شبکیه ناحیه حساس به نور در عقب چشم است). شبکیه جدا شده را می توان توسط پرتوی از نور لیزر که حدود یک هزارم ثانیه تابانده می شود "جوش داد. جراحان از پرتو لیزر برای بریدن یا جوش دادن دیگر بخش های بدن بسیار نیز استفاده می کنند. "چاقوی لیزری کاملا استریل است همزمان با برش رگ های ریز خونی را می بندد و بنابراین خون کمتری از دست می رود. از لیزر برای درمان بیماریهای پوست و برداشتن ماه گرفتگی و خالکوبی از روی پوست نیز استفاده می شود.

3-      کاربرد های صنعتی : از لیزرهای پر توان می توان برای بریدن, سوراخ کردن, جوش دادن و کنده کاری موادی مانند فولاد, شیشه, پلاستیک و سرامیک استفاده می کنند. هیچگونه تماس فیزیکی با ماده مورد نظر نیست و بنابراین می توان سوراخ های بسیار کوچکی را بدون اثر گذاردن بر مواد پیرامون ایجاد می کنند. لیزر برای نقشه برداری نیز ارزشمند است زیرا پرتو لیزر در خطی کاملا مستقیم حرکت می کند.

4-      در فروشگاه ها : از لیزر های کم توان برای خواندن کد میله ای (بار کد) روی کالاها استفاده می شوند. این کد از یک سری خطوط سیاه با ضخامت متغیر تشکیل می شود. نواحی سیاه پرتو لیزر را جذب و نواحی سفید آن را منعکس می کنند. الگوی انعکاس کد گشایی می شود و شماره محصول را می دهد. این شماره هم قسمت محصول را به دست می دهد و هم به یک بانک اطلاعاتی مرکزی می رود که امکان نظارت بر میزان موجودی کالاها را فراهم می سازد.

هولوگرام چیست؟

یک تصویر سه بعدی که با استفاده از لیزر ایجاد می شود یا به عبارت دیگر با استفاده از لیزر می توان تصویری ایجاد کرد که هر گاه به طریق صحیح به آن نور تابانده شود سه بعدی به نظر برسد.

لیزر های نیمه رسانا

نوعی از لیزر که حریان برق را مستقیما به جریان منظمی از فوتون ها تبدیل می کند ( این عمل صرفا با گذر جریان نیرومند و صیقل دادن وجوه انتهایی بلور آرسنید گالیوم به عنوان آینه های لیزر صورت می گیرد). کشف این لیزر تقریبا تصادفی بود چون برخی از فیزیکرانان متوجه شده بودند که از دو قطبی های نیمه رسانا درخشش هایی با طول موجی در حدود 7000 آنگستروم خارج می شود و آن را به گسیل القایی نسبت دادند و بر همین پایه لیزر نیمه رسانا را طراحی کردند.

این لیزر ها از اجسامی که در الکترونیک کاملا شناخته شده است ساخته می شوند و همه این اجسام از دسته اجسام نیمه رساناها هستند مانند آرسنید گالیوم و ژرمانیوم. البته لیزر های نیمه رسانا از موادی چون InP, InAS, PbTe, PbSe نیز ساخته می شوند.

لیزر های نیمه رسانا دارای پیوند گاه p-n می باشند که وجه n به پتانسیل منفی بسته می شود و وحه P نیز به پتانسیل مثبت بسته می شود. عنصرهایی که ناحیه P را تشکیل می دهند الکترون های ظرفیتی کمتری نسبت به ناحیه n و حفره هایی در ناحیه P بوجود می آید.

ولی چه خاصیتی از نیمه رسانا ها آنها را در ساخت لیزر های نیمه رسانا ممتاز می کند؟ نیمه رساناها از نظر مقاومت الکتریکی جایی بین مواد رسانا و مواد نارسانا دارند. در آنها فاصله بین نوار رسانش و نوار ظرفیت در حدود یک الکترون ولت است و این امر اندکی رسانایی الکتریکی را موجب می شود. رسانایی نیمه رساناها بر خلاف رساناها با افزایش دما افزایش می یابد. برای شروع گسیل القایی جریان بسیار بالایی از آن می گذرانند جریان باعث ایجاد گرما می شود. همین گرما منجر به تغییر شکل بلوری این اجسام نسبت به حالت نخستین می شود و حال آنکه اندکی تغییر شکل باعث از کارافتادگی لیزر می گردد. بنابراین باید شیوه ای یافت که لیزر را خنک کند.

شرایط لازم برای عمل این مجموعه بدین ترتیب یافته شد که در دمای زیر 20 درجه کلوین (منفی 253 سانتی گراد) جریانی در حدود 200 آمپر لازم است ولی در دمای نیتروژن مایع این جریان می تواند به 750 آمپر و در 300 درجه کلوین به 50000 آمپر بر سانتی متر مربع برسد. در این هنگام است لیانی یا نور تابی الکتریکی آغاز می شود و لیزر به کار می افتد و تابش هایی با فرکانس های ده به توان ده هرتز تولید می کند.

رسانای بی آلایش مثل ژرمانیوم با ظرفیت 4 و یا اتمی با یک ظرفیت بیشتر مانند فسفر و ایندیوم 5 ظرفیتی آن را آغشته کرده باشد. این عمل را فرآیند آلایش و یا ناخالصی گویند. وقتی که آلایش صورت می گیرد لیزر در ناحیه n دارای الکترون و ناحیه p دارای حفره پیدا می کند و در نتیجه نیمه رسانا آلایشی دارای دو تراز انرژی ناخالصی دهنده و پذیرنده ایجاد می کند.

تنظیم اینگونه لیزر ها نسبت به لیزر های دیگر آسانتر است زیرا با تغییر میدان مغناطیسی یا با اعمال دما و فشار می توان آنها را تنظیم کرد. اما برای تنظیم لیزر های گازی و جامد تنها با تغییر ظریب کیفیت می توان عمل تنظیم را انجام داد اما باید توجه داشت  که همه این شرایط باید در اوضاع تنظیم شده ای ویژه انجام پذیرد. اما برتری لیزر های نیمه رسانا بیشتر به خاطر دگر آهنگی (مدوله سازی) بالا و بازدهی بالایی در حدود 30 درصد است. جمع و جور بودن آن و بهای اندک آن از دیگر مزایای این نوع لیزرهاست.

(سری بحث های نور اپتیک لیزر ادامه خواهد داشت)

 

استفاده از لیزر در راه اندازی ارتباطات شبكه ای هند

در جاهایی كه نصب كابل و حفر كانال با مشكلات زیادی همراه است، پل‌‏های لیزری به راحتی عمل می‌‏كنند.

به گزارش بخش خبر شبكه فن آوری اطلاعات ایران ، از ایلنا, یك شركت خدمات مخابراتی هندی به لیزر روی آورده است تا به كمك آن با مشكلات موجود در راه اندازی شبكه‌‏های صوتی و داده‌‏ای در این كشور غلبه كند.

شركت خدمات مخابراتی تاتا (TATA) از لیزر برای ایجاد ارتباط بین دفاتر مشتریان و شبكه مركزی خود استفاده می‌‏كند.

پل‌‏های لیزری می‌‏تواند فاصله‌‏های چهار كیلومتری را به هم وصل كند و راه اندازی آنها به مراتب سریع‌‏تر از ارتباطات كابلی است؛ ظرف دوازده ماه این شركت توانسته است به كمك لیزر شبكه‌‏هایی را در بیش از  700  محل راه اندازی كند.

آقای سریدهاران معاون بخش ارتباطات شبكه‌‏ای تاتا می‌‏گوید‌‏: دركشور هند دریافت مجوز برای حفر كانال و نصب كابل با مشكلات فراوانی همراه است و در بعضی نقاط ترافیك زیر زمینی نصب كابل را غیر ممكن می‌‏سازد؛ به همین خاطر ما به ارتباطات لیزری روی آورده‌‏ایم كه از كارایی بیشتری برخوردار است و مشكلات موجود در راه اندازی شبكه‌‏های كابلی را حذف می‌‏ك

 

توسعه فیبرنوری، به عنوان زیرساخت اصلی شبکه انتقال کشور

روابط عمومی شرکت مخابرات ایران گزارشی از وضعیت شبکه فیبرنوری کشور در  90  ماهه اخیر به شرح زیر ارائه می‏دهد: توسعه شبکه فیبرنوری به عنوان زیرساخت اصلی شبکه انتقال کشور، از جمله اقدامات موثری است که شرکت مخابرات ایران در چند سال گذشته در قالب برنامه اول تا سوم توسعه به صورت جدی موردتوجه قرار داده است باتوجه به عملیات اجرایی این شبکه که طراحی، نصب و راه‏اندازی آن قریب به30  هزار کیلومتر فیبرنوری در اقصی نقاط کشور را در بر گرفته می‏توان گفت یکی از طولانی‏ترین شبکه‏های فیبرنوری درمنطقه به شمار می‏آید. گفتنی است شبکه مزبور تمامی مراکز استان‏ها و شهرهای اصلی را به یکدیگر مرتبط کرده و شریان اصلی ارتباطی و زیرساخت مخابرات کشور محسوب می‏شود.

در همین راستا در  90  ماهه گذشته توسعه این شبکه از یکهزار و  759  کیلومتر در ابتدای شهریور ماه سال  76، به  30  هزار کیلومتر درابتدای دی ماه سال جاری افزایش یافت که عملکردی برابر  28  هزار و  241  کیلومتر را با خود به همراه داشت. نتیجه این توسعه افزایش تعداد کانال‏های مخابراتی است که امکان حضور شرکت‏های بخش خصوصی به ویژه اپراتور دوم را ممکن می‏سازد.

یادآوری این نکته ضروری است که درسال  1370  نخستین مرحله اجرای فیبرنوری شهری در تهران بزرگ در  42  مرکز، برای تامین توسعه ارتباطات به کار گرفته شد. همچنین نخستین ارتباط بین شهری فیبرنوری از طریق تهران به کرج به طول  52  کیلومتر اجرا شد. در زمینه ارتباطات بین المللی، طی سالیان اخیر ایجاد فیبرنوری بین‏المللی TAE  را می‏توان نام برد که توسط  2  هزار و  200  کیلومتر کابل نوری، آسیا را ا ز طریق ایران به اروپا مرتبط می‏کند.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

فیزیك روشنگر جهان

تاریخ:جمعه 1 شهریور 1392-14:58

اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود.
یك قرن پیش نظریه های اینشتین پیشرفت های جدید ماموریت های فضایی را به وجود آورد. اكنون ماهواره ای با نام كاوشگر گرانش B كه ۶۵۰ كیلومتری بالای زمین می گردد به دنبال پیداكردن تاثیرات پیچیده ای است كه نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی كرده است. كشف این تاثیرها نیازمند دقتی بی نظیر است. چرخنده های ابزار ژیروسكوپ ماهواره بهترین گوی هایی هستند كه تاكنون به دست بشر ساخته شده اند. این ماموریت آخرین مدركی است كه نشان می دهد جست وجو به دنبال مسیر اینشتین هرگز پایان نمی یابد.
اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود. كار اینشتین در كنار پیشرفت های پی درپی در مكانیك كوانتوم، در كشف های علمی شكوفا شد كه از بسیاری جهات زندگی عادی را تحت تاثیر قرار می دهد. «استفن بنكا» (S.Benka) سردبیر مجله فیزیكس تودی (Physics Today) می گوید: «اكنون دوران طلایی فیزیك است. فیزیك نه تنها ما را از جهان طبیعت آگاه می كند، بلكه زندگی بشر را نیز در بسیاری از موارد كاربردی تحت تاثیر قرار می دهد. برای مثال با استفاده از شبكه هشدار دهنده سونامی به سرعت در مورد زمین و سیستم های فیزیكی آن اطلاعات كسب می كنیم.» به گفته وی: «حوزه زیست شناسی نیز به وسیله فیزیك روشن تر می شود.»
وی می گوید: حتی جنبه های پیچیده فیزیك كوانتوم استفاده كاربردی به شكل كدهای غیرقابل شكست (hard*to*break) دارد كه از اطلاعات بانكی آن لاین محافظت می كند.
دیگر جنبه های فیزیك بیشتر به صورت نظریه باقی مانده است: امكان وجود بعدهای بیشتر، رمزگشایی دینامیك فیزیكی سیستم های پیچیده و به شدت غیرقابل پیش بینی مثل وضعیت آب و هوای زمین.
در سال ۱۹۰۵ پنج مقاله اینشتین نشان داد كه چطور به طور قطعی می توان وجود اتم را ثابت كرد. موضوع وجود یا عدم وجود اتم حتی تا صد سال پیش هم موضوع بحث برانگیزی بود. اینشتین نشان داد كه نور از قسمت های مجزا به اسم فوتون تشكیل شده است و دیدگاه ما را نسبت به فضا و زمان برای همیشه تغییر داد. این دستاوردها برای فرد ۲۶ ساله ای كه به تازگی دكترای خود را گرفته و در اداره ثبت اختراعات سوئیس كار می كند، چندان هم بد نیست. یكی از این مقاله های شگفت انگیز كه شهرت كمتری دارد در مورد پرسشی است كه هزاران سال است برای مشاهده كنندگان به صورت معما باقی مانده است. چرا ذرات غبار در هوا و ذرات شن در آب به صورت نامرتب می چرخند؟
گیاه شناسی به نام رابرت براون این پدیده را در سال ۱۸۲۷ بررسی كرد و بعد از آن فیزیكدانان آن را «حركت براونی» نامگذاری كردند. اینشتین علت این حركت را برخورد ذرات با مولكول ها دانست. او نشان داد این حركت چگونه محاسبه می شود و چند مولكول به یك ذره شن ضربه می زنند و با چه سرعتی حركت می كنند. ژان پرن (Jean Perrin) فیزیكدان فرانسوی از دیدگاه اینشتین برای انجام چند آزمایش استفاده كرد و یك بار برای همیشه وجود اتم و مولكول را ثابت كرد. این كارش جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد. ایده اصلی اینشتین كه در سال ۱۹۰۵ منتشر شد این بود كه نور ذره ای است كه مانند موج رفتار می كند.
این ایده به اثر فتوالكتریك مربوط می شود. در این اثر نور به مواد خاصی می تابد و جریان الكتریكی ایجاد می كند. سلول های فتوالكتریك كه برای بازكردن در سوپرماركت استفاده می شود از همین اثر استفاده می كند. اینشتین در توضیح این پدیده گفت نور مجموعه ای از ذرات به نام فوتون است و انرژی آنها تنها بستگی به رنگ نور دارد. او برای این دیدگاه جایزه نوبل دریافت كرد. این كشف همچنین راه را برای گسترش علم فیزیك كوانتوم باز كرد. بسیاری از فیزیكدانان به دیدگاه های نسبیت توجه می كنند كه در سال ۱۹۰۵ ارائه شد. پیامدهای بعدی بزرگترین دستاورد او بودند. استیون واینبرگ (Steven Weinberg) فیزیكدان دانشگاه تگزاس و برنده جایزه نوبل می گوید: همه ما تصوری از فضا و زمان داریم كه در ما ایجاد شده است. این چیزی است كه اینشتین خلاف آن را ثابت كرد. او برای اولین بار نشان داد فضا و زمان بخشی از فیزیك است نه متافیزیك.
نیوتن و فیزیكدانان بعد از او فضا و زمان را اساساً مطلق در نظر گرفتند. فرض می شد كه فضا و زمان برای تمام مشاهده كنندگان یكسان است. هیچ كس هم در مورد صحت این فرض شك نكرد. اما اینشتین گفت قانون های طبیعت و سرعت نور مطلق هستند و برای تمام مشاهده كنندگانی كه به طور ثابت و وابسته به هم در حركت هستند یكسان است. مشاهده كنندگانی كه با سرعت های متفاوت درحركتند بعدهای فرازمانی كسب كرده و ساعت شان با سرعت متفاوتی كار می كند.
این اصول مهم پیامدهای مهمی دارند این پیامدهای مهم را كه اینشتین مهم ترین دستاورد زندگی اش می داند، مشهورترین معادله فیزیك است: E=mc۲. این معادله نشان می دهد جرم ماده و انرژی هم ارز هستند. این نظریه موجب پیشرفت بمب اتمی و نیروگاه های هسته ای شد. بعد از آن اینشتین اصل هم ارزی نسبیت را اضافه كرد و نظریه خود را با افزودن گرانش به آن گسترش داد. او فرض كرد وقتی به جسمی نیرویی وارد می شود جرمی كه شتاب را تعیین می كند و جرمی كه بر اثر جاذبه به وجود می آید یكسان هستند. در این نظریه گرانش كشش بین اجسام نیست.
به همین شیوه است كه جرمی مثل زمین فضا را تغییر می دهد و بر سرعت حركت ساعت تاثیر می گذارد. امروزه كاوشگر گرانش B مسیر منحنی ای را در فضا طی می كند كه توسط جرم زمین تولید شده است. هیچ نیروی گرانشی آن را در فضا نگه نداشته است و آن فقط مسیر مشخص را طی می كند. ماهواره ای به دقت حركت های آن را دنبال می كند تا دریابیم آیا با پیش بینی های اینشتین مطابقت دارد یا خیر؟ اینشتین همچنین پیش بینی كرد كه چرخش زمین فضا را به دور خود می كشد. این پدیده پیش از این فقط یك بار مشاهده شده بود. دانشمندان امیدوارند كاوشگر گرانش B دقت مشاهده را نسبت به آزمایش های قبلی تا ده برابر افزایش دهد.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

نیم رساناها و کاربرد آنها در دیود

تاریخ:چهارشنبه 3 آبان 1391-22:10

معمولاُ اجسام از لحاظ عبور یا عدم عبور الکتریسیته به دو دسته رسانا و عایق تقسیم می‌شود. اما گروه دیگری از اجسام نیز وجود دارد که به طور کامل رسانا و نه به طور کامل نارسانا ست. این گروه خاص از اجسام را نیم رسانا می‌گویند.

ترازهای انرژی الکترون در جسم جامد تشکیل نوارهایی می دهند هر نوار شامل تعداد بسیار زیادی ترازهای گسسته است که بسیار نزدیک به هم می باشند.

در مبحث نیم رساناها بالاترین نوار پر را نوار ظرفیت و پایین ترین نوارخالی را نوار رسانش می نامند و به فاصله بین این دو نوار ناحیه ممنوع یا گاف انرژی می گویند و در این ناحیه هیچ تراز انرژی وجود ندارد.

مقدار گاف انرژی نقش تعیین کننده ای در خواص نیم رساناها دارد.

انواع نیم رساناها
نیم رسانا ذاتی

در برخی از نیم رساناها گاف انرژی بین نوار رسانش و نوار ظرفیت به قدر کافی کوچک است که تعدادی از الکترون های نوار ظرفیت در دمای اتاق نیز، با برانگیختگی گرمایی ، انرژی لازم برای گذر از نوار ظرفیت به نوار رسانش را به دست می آورند به این گونه نیم رساناها، نیم رسانای ذاتی می گویند.

نیم رسانای غیر ذاتی

در بیشتر نیم رساناها که غیر ذاتی نامیده می ‌شوند ، اندازه گاف نواری ، با افزودن دقیق ناخالصی هایی کنترل می‌ شود ، که این فرآیند تقویت نامیده می ‌شود. سیستم عمل تقویت روی سیلیکون یکی از متداول ترین نیم رساناهاست.

برای مثال سیلسیوم و ژرمانیوم دو ماده نیم رسانا هستند اتم های هر دوی این عنصرها ، چهار الکترون ظرفیت دارند. در هر یک از این نیم رساناها اگر به جای یکی از این اتم ها یک اتم ناخالص یا سه ظرفیتی وارد کنیم، نیم رسانا را آلاییده ایم و به ترتیب نیم رسانای غیر ذاتی نوع N و نوع P به دست آورده ایم.

نیم رسانای نوع n

وقتی به سیلیکون ، ناخالصی فسفر افزوده شود ، تراز انرژی اتمی فسفر، دقیقا در زیر نوار رسانش سیلیکون قرار می ‌گیرد.

هر اتم فسفر ، 4 الکترون از 5 الکترون ظرفیتش را تشکیل نمونه با 4 اتم si مجاور به کار می ‌برد و انرژی گرمایی به تنهایی کافی است تا باعث شود ، الکترون اضافی ظرفیت به نوار رسانش بر انگیخته شده به یک یون p غیر متحرک را بر جای گذارد. اتم های فسفر ، دهنده نامیده می ‌شود.

رسانش الکتریکی در این نوع نیم رسانا عمدتاً در اثر حرکت الکترون های حاصل از اتم های دهنده در نوار رسانش، به وجود می‌آید. این نوع نیم رسانا نوع n نامیده می شود که در آن n به معنی منفی است، این نوعی بار الکتریکی که توسط الکترون ها حمل می‌شود.

نیم رسانای نوع p

وقتی به سیلیکون ناخالص آلومینیم افزوده می ‌شود. تراز انرژی اتم های AL که اتم های پذیرنده نامیده می‌ شوند ، درست بالای نوار ظرفیت سیلیکون قرار می‌گیرد. با سه اتم Si مجاور پیوند جفت الکترونی منظمی تشکیل می ‌دهد. اما با چهارمین اتم Si فقط یک پیوند تک الکترونی تشکیل می ‌دهد.

یک الکترون به راحتی از نوار ظرفیت یک اتم آلومینیوم در تراز پذیرنده بر انگیخته می‌شود. در نهایت، یک یون منفی تا A غیر متحرک به وجود می ‌آمد و در نتیجه این فرآیند یک حفره مثبت در نوار ظرفیت پدیدار می ‌شود. از آن جا که رسانش الکتریکی در این نوع نیم رسانا عمدتاً شامل حرکت حفره ‌های مثبت است این نوع نیم رسانا ، نوع P نامیده می‌شود.

دیود

دیود از اتصال یك نیمه هادی نوع N و یك نیمه هادی نوع P به وجود می آید و با حرف D نشان داده می شود . دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می‌‌دهند.

این خاصیت آن ها باعث شده بود تا در سال های اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می ‌‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (قطب مثبت پیل به آند و قطب منفی به کاتد) آن را آماده کار کنید.

مقدار ولتاژی که باعث می ‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می ‌شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.7 ولت می ‌‌باشد.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

قطب نما

تاریخ:چهارشنبه 26 مهر 1391-21:02




قطب نما وسیله کوچکی است به اندازه ساعت جیبی و یا کمی بزرگتر و مانند آن دارای صفحه مدرج و عقربه است. صفحه مدرج آن از صفر تا 360 یا 400 گراد و یا 6400میلیم تقسیم بندی می‌شود.

img/daneshnameh_up/5/51/COMPASS.GIF

طرز کار قطب نما

عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می‌چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می‌استد و آن را به ما نشان می‌دهد. عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی‌کند، مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد. بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.



تصویر

کاربردهای قطب نما

  • به کمک قطب نما می‌توانیم گرای مغناطیسی کلیه امتدادهای مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گرای مغناطیسی یک امتداد ، جهت یابی بکنیم.

  • در کشتیها و هواپیماها برای جهت یابی از آن استفاده می‌شود.

  • در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده‌بانها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می‌کنند.

  • در صنایع مخابرات ، کارهای پژوهشی و ساختمان قبله نماها بکار برده می‌شود.



تصویر

قطب نمای پیشرفته

قطب نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی بکار برده می‌شوند، مجهز به سلولهای شب نما می‌باشند که حتی در تاریکی شب عمل جهت نمایی را صورت دهند. این نوع قطب نماها در دوربینهای دو چشمی نظامی ، تانکها ، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز بکار می‌رود. از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه خوانی ، پیاده سازی عملیات نظامی ، دیده بانی در مناطق جنگی و ... نقش تعیین کننده دارند.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

لامپ سدیم

تاریخ:چهارشنبه 26 مهر 1391-20:52

دید کلی

لامپهای سدیم به دو دسته معمولا تقسیم می‌شود: لامپ سدیم با فشار زیاد و لامپ سدیم با فشار کم. لامپ سدیم با فشار کم شامل یک لوله داخلی با دو الکترو د اصلی می‌باشد که در آن قوس الکتریکی ایجاد می‌شود با توجه به اینکه درجه حرارت این لوله زیاد و در حدود 270 درجه می‌باشد برای جلوگیری از اتلاف حرارتی از یک حباب خارجی استفاده می‌شود که در آن خلاء ایجاد شده و سطح داخلی ان با یک ماده منعکس کننده اشعه حرارتی مادون قرمز مثل اکسید انیدیوم پوشیده شده است. برای اینکه لوله داخلی که برای طول قوس الکتریکی بلند ساخته می‌شود جای زیادی را نگیرد. آن را به شکل u می‌سازند، با این عمل هم حجم لامپ کم می‌شود و هم از تلفات انرژی حرارتی جلو گیری می‌شود.



img/daneshnameh_up/6/63/Na-lamp-2.jpg

گاز داخل لامپ

ذرات سدیم که در درجه حرارت کمتر از 98 درجه سانتیگراد به صورت جامد می‌باشد، در داخل لوله تخلیه قرار دارد و نظر بر اینکه فشار تبخیر سدیم خیلی کم می‌باشد، لذا لازم است مقداری گاز خنثی جهت شروع یونیزاسیون و گرم کردن سدیم داخل لوله قرار دهند. بدین منظور از گاز نئون استفاده می‌شود و مقداری آرگون حدود یک در صد جهت پایین آوردن فشار استارت به گاز نئون افزوده می‌شود. برای اینکه لامپهای سدیم بهره کامل را داشته باشد، بایستی درجه حرارت 500 درجه فارنهایت باشد و چنانچه این مقدار تغییر پیدا کند ضریب بهره نوری به مقدار زیادی کاهش پیدا می‌کند. مدت زمانی که لازم است لامپ به صورت کامل روشن شود و نور نهایی خود را تولید کند بین 7 تا 15 دقیقه می‌باشد که بستگی به نوع لامپ دارد.

الکترودها

از رشته مارپیچ تنگستن درست شده است که روی آن مقداری اکسید فلز که دارای قدرت صدور الکترون بطور آسان می‌باشد قرار گرفته است.



img/daneshnameh_up/c/ca/Spectrum-hp-sodium.jpg

طیف نوری لامپ سدیم

در لامپهای سدیم با فشار کم حدود 99.5 درصد از تشعشعات مرئی در ناحیه زرد رنگ با طول موج 589 تا 589.6 نانو متر می‌باشد. در شروع کار (زمان استارت) نور قرمز تولید شده ناشی از تخلیه‌ای در گاز نئون می‌باشد که کم کم به نور زرد ناشی از بخار سدیم تبدیل می‌شود.

اتصال لامپ به شبکه

بطور کلی در لامپهای تخلیه پس از روشن شدن مقاومت گاز لامپ کاهش پیدا کرده و در نتیجه جریان لامپ افزایش پیدا می‌کند جهت کنترل و جلو گیری از افزایش جریان می‌توان از چوک (با لاست) یا ترانسفورماتور با پرا کندگی زیاد استفاده شود. اگناتور (یک استارت می‌باشد که با دو سر لامپ سدیم موازی بسته شده است و برای راه اندازی لامپ در لحظه اول مورد استفاده قرار می‌گیرد).



img/daneshnameh_up/9/94/scan1.gif

مزایا و موارد استعمال لامپ سدیم با فشار کم

  • نوری که لامپهای سدیم تولید می‌کنند زرد رنگ می‌باشد که چشم انسان بیشترین حساسیت را به آن دارد.
  • حشرات به نور آبی علاقه داشته و از نور زرد فرار می‌کنند به همین دلیل در تابستان حشرات به دور این لامپها جمع نمی‌شوند.
  • درخشندگی لامپ در حدود 10 استیلب می‌باشد لذا باعث چشم زدگی نمی‌شود.
  • در صورتی که به هر دلیل لامپ را خاموش کنیم می‌توان در سرعت کمتر از یک دقیقه آن را روشن کرد.
  • ضریب بهره نوری بالا و نور لامپ در تمام عمر لامپ تقریبا ثابت می‌باشد.

    این لامپها بیشتر د رخیابانها – جاده‌های اصلی – تقاطعها – راه آهنها – فرودگاهها و کارخانجات و در جاهایی که رنگ نور مطرح نیست و قدرت تمیز و تشخیص مورد نظر است مورد استفاده قرار می‌گیرد.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

ماشین كاری با روش تخلیه الكتریكی

تاریخ:پنجشنبه 6 مهر 1391-16:18

ماشین كاری با روش تخلیه الكتریكی(EDM) یكی از روش های تولید مخصوص است كه كاربرد وسیعی یافته است. در این روش برای براده برداری هیچگونه تماس مستقیمی بین قطعه كار و الكترود بر قرار نمی‌شود و در نتیجه نیروی فیزیكی نخواهیم داشت. آهنگ جداشدن فلز یا براده برداری به رسانایی الكتریكی قطعه كار بستگی دارد نه سختی آن

اساس این روش:

این روش برای ماشین كاری كلیه مواد هادی جریان به كار می رود با هر مقدار سختی كه داشته باشند و از چهار بخش تشكیل می شود:

1- الكترود

2- قطعه كار

3- سیال دی الكتریك

4- منبع تامین جریان

هدف از استفاده از دی الكتریك (آب یا نفت سفید) كاهش دما در منطقه ماشینكاری و انتقال ذرات ماشین كاری شده از منطقه ماشین كاری می‌باشد تا جرقه ها مناسب زده شوند و اصطلاحا پدیده آرك (Arc) اتفاق نیافتد.

چنانچه بین دو الكترود (قطعه كار و الكترود) اختلاف پتانسیلی اعمال شود در اثر برخورد شدید الكترون ها به دی الكتریك بین دو الكترود مولكولهای دی الكتریك یونیزه می شوند و كانالی از یون بین دو الكترود به وجود می آید كه به آن كانال پلاسما گویند.(پلاسما حالت چهارم ماده است). و در اثر بر خورد شدید یونها به قطعه كار باربرداری صورت می گیرد.

spark

با زدن جرقه از یك سو و پیشروی ابزار به سمت قطعه كار از سوی دیگر (به صورت ارتعاش رفت و برگشتی با فركانس بالا) به مرور زمان شكل ابزار در قطعه كار براده برداری می شود. هر جرقه درجه حراتی بین 8000 تا 12000 درجه سانتیگراد تولید می كند . اندازه چاله ای كه هر جرقه از قطعه بار برمی دارد به میزان انرژی جرقه بستگی دارد كه مهمترین عامل موثر منبع تامین جریان است عمق چاله به وجود آمده از چندین میكرون تا 1 میلیمتر متفاوت است.

spark2

فرآیند EDM شش مرحله دارد:

1-الکترود به قطعه کار نزدیک شده. هر دو بار دار میشوند (معمولا قطعه کار مثبت و الکترود منفی)

2-چون سطح الکترود و قطعه کار هر دو در اشل میکرونی دارای پستی و بلندی می باشند بنابراین بین دو نقطه که نزدیکترین فاصله را نسبت به جاهای دیگر با هم دارند جرقه الکترونی شکل می گیرد.

3- کانال پلاسما شکل می گیرد.

4- در اثر تمرکز بالای کانال پلاسما چاله ای از قطعه کار ذوب می شود.

5- فشار کانال پلاسما بسیار بالا است .با قطع شدن جرقه و در پی آن قطع شدن کانال پلاسما چون مذاب در آن دما و فشار نمی تواند دوام داشته باشد به یکباره با حالت انفجاری به اطراف پراکنده می شود.

6-دی الکتریک با شستشوی خود ذرات پراکنده شده را جمع آوری می‌کند.

spark3

صافی سطح و سرعت ماشیکاری:

صافی سطح به ابعاد جرقه تولیدی بستگی دارد. هر چه جرقه قوی تر باشد سطح خشن تر ولی سرعت ماشین کاری خیلی بیشتر خواهد بود. با این روش به صافی Ra 0.10 می توان رسید، سطحی که مثل آینه عمل می کند. صافی سطح های استاندارد معادل Ra 0.8/1 (N5 - N6) می باشد. بسته به انرژی جرقه سرعت بار برداری از 1 تا چند صد میلیمتر مکعب بر دقیقه می‌باشد.

اضافه می شود که جرقه حداقل باید 5 سانتیمتر زیر دی الکتریک زده شود تا خطر اشتعال را در پی نداشته باشد چون انرژی جرقه بسیار بالا است.

از دستگاه های متداول می توان به اسپارک و وایرکات اشاره کرد .

كارایی این سیستم با آهنگ براده‌برداری بر حسب میلیمتر مكعب یا اینچ مكعب بر دقیقه سنجیده می‌شود و توسط سیستمهای كنترل عددی كنترل می‌شود.

الكترود این فرایند معمولا از جنس مس(در اسپارك) و مسس یا تنگستن (در وایر كات) می‌باشد.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

قوس الکتریکی چیست؟

تاریخ:پنجشنبه 6 مهر 1391-13:20

ghoseelectrici

تاریخچه

در سال ۱۸۰۲ پتروف (V.P.Petrof) کشف کرد که اگر دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل کنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس کمی از هم جدا کنیم شعله روشنی بین دو تکه زغال دیده می شود. و انتهای آنها که از شدت گرما سفید شده است نور خیره کننده ای گسیل می دارد. قوس الکتریکی هفت سال بعد دیوی (H.Davy) فیزیکدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد کرد که این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

● آزمایش ساده

اگر بخواهیم در یک روش ساده ای ایجاد قوس الکتریکی را نشان دهیم باید دو تکه کربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است که به جای زغال چوب معمولی میله خاصی که از کربن قوس ساخته می شود و با فشار داAن مخلوط گرافیت ، کربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند، استفاده شود).

چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب ازاینکه در لحظه تماس تکه های کربن مدار کوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی که جریان مستقیم از آن عبور کند قوس پایدارتر است به طوری که یکی از الکترودها همیشه مثبت «آند)و دیگری همواره منفی «کاتد)است.

● ماهیت قوس الکتریکی

در قوس الکتریکی الکترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شود. ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الکتریکی بین الکترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار کمتر از نور تکه های کربن سفید شده از آزمایش های مربوط به گرما گسیل می کنند. چون الکترود مثبت دمایش از الکترود منفی بیشتر است زود تر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید کربن صورت گرفته و در آن الکترود (الکترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید که به دهانه مثبت معروف است و داغ ترین نقطه الکترودهاست.

دمای دهانه در هوا و در فشار جو به ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی سازوکارهای منظم و خود کار خاصی برای نزدیک کردن تکه های کربن با سرعت یکنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینکه سایش و خوردگی الکترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است،برای همین همیشه الکترود کربن مثبت کلفت تر از الکترود منفی اختیار می شود.

● دماهای بالا در قوس الکتریکی

قوس الکتریکی می تواند بین الکترودهای فلزی ساخته شده از آهن ، مس و غیره نیز بگیرد. در این حالت الکترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی آزمایش های مربوط به گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مرکز الکترود فلزی معمولا کمتر از دمای الکترود کربنی است (۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد).

قوسی که بین الکترودهای کربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد (حدود ۲۰atm) بالا رفتن دمای مرکز مثبت تا ۵۹۰۰ درجه سانتیگراد یعنی دما روی سطح خورشید را ممکن ساخته است. معلوم شده است که کربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری که از آن تخلیه الکتریکی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الکترون ها و یون هایی که با میدان الکتریکی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الکتریکی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از واکنش های شیمیایی که در دماهای پایین انجام شدنی نیستند، با قوس الکتریکی امکان پذیر می شوند. مثلا میله های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

● چگونگی ایجاد تخلیه قوس الکتریکی

برای ایجاد تخلیه قوس الکتریکی به ولتاژ زیادی احتیاج نیست با ولتاژ ۴۰ تا ۴۵ ولت بین الکترود ها می توان قوس را به وجود آورد. از طرف دیگر جریان داخل قوس زیاد است. مثلا حتی در قوس کوچک جریان به ۵ آمپر می رسد، در حالیکه در قوس های بزرگ که در مقیاس صنعتی به کار می روند جریان به صدها آمپر بالغ می شود. این به این معنا ست که مقاومت قوس پایین است و از این رو ستون گاز تابان رسانای الکتریکی خوبی است.

● یونیزاسیون گاز با انرژی قوس الکتریکی

یونش شدید گاز با قوس الکتریکی به آن دلیل امکان پذیر است که کاتد قوس الکتریکی تعداد زیادی الکترون گسیل می داد. این الکترون ها با برخورد با گاز داخل شکاف تخلیه گازی آن را یونیزه می کنند. گسیل الکترونی شدید از کاتد از آنجا ممکن می شود که خود کاتد تا دمای بسیار بالایی گرم می شود (بسته به ماده از ۲۲۰۰ تا ۳۵۰۰). وقتی که الکترودهای قوس در ابتدا تماس داده شوند تقریباً تمام گرمای ژول که از الکترود ها می گذرد در ناحیه تماس که مقاومت بسیار دارد آزاد می شود.

به این دلیل انتهای الکترودها به شدت گرم می شوند که برای گیراندن قوس به هنگام جداکردن آنها کافی است آن وقت کاتد قوس توسط جریانی که از قوس می گذرد، در حالت التهاب می ماند. در این فرایند بمباران کاتد توسط یون هایی که به آن برخورد می کند نقش اصلی را ایفا می کند.

● مشخصه جریان ولتاژ قوس الکتریکی

یعنی بستگی جریان الکتریکی در قوس الکتریکی به ولتاژ بین الکترودها ، ویژگی خاصی دارد. در فلزات و الکترولیت ها جریان متناوب با ولتاژ افزایش می یابد «قانون اهم). در صورتیکه برای رسانش القایی گازها جریان ابتدا با ولتاژ زیاد می شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابراین افزایش جریان در تخلیه قوسی به اندازه مقاومت در شکاف بین الکترودها و ولتاژ بین آنها منجر می شود. برای اینکه تابانی قوس پایدار بماند رئوستا یا مقاومت الکتریکی قوی دیگری را باید به طور متوالی به آن بست.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 


  • تعداد صفحات :5
  • 1  
  • 2  
  • 3  
  • 4  
  • 5