اثر میدان مغناطیس سیم ها برهم

اگردو سیم که حامل جریان هستند و بطورموازی کنار هم قرار گرفته وجهت جریان درآنها یکی باشد دو سیم دارای میدان مغناطیس هم جهت بوده در نتیحه یک دیگر را جذب می کنند .تعیین جهت میدان مغناطیسی سیم: هر گاه دست راست را برروی سیم نهاده طوری که انگشت شصت در جهت جریان قرار گیرد جهت خم شدن سایر انگشتها به دورسیم جهت میدان مغناطیسی سیم رانشان میدهد.

یک مثال ساده : برای اینکه حوزه مغناطیسی سیم حامل جریان را ببینید می توانید در منزل از یک قطب نما یا قبله نما (که معمولا در منازل هست )استفاده کنید . قبله نما را به سیم مصرف کننده در حال کارمثل اتو یاپنکه نزدیک نمایید .

میدان مغناطیسی

می دانیم درطبیعت عناصری وجود دارند که خاصیت مغناطیسی (اهن ربایی )دارند یکی از این مواد اکسید آهن fe2O3است . علت پیدایش حالت مغناطیس در مواد اثر حرکت وضعی الکترونها به دور خود شان است . در اتم ها معمولا الکترونها علا وه بر گرد ش به دور هسته گرد ش به دور خود هم دارند.آنها در فضایی به نام اوربیتال قرار می گیرند که در هر یک از این فضاها تنها 2 الکترون قرار می گیرد و حرکت وضعی مخالف هم انجام می دهند . اتم هایی میل به پیوند با اتم های دیگر دارند که در لا یه آخر خود یک الکترون داشته باشد .دراین ترکیب اگر نحوه آ را یش الکترون ها در پیوندبه گونه ای باشد که همان ترکیب(یعنی حرکت الکترون ها برخلاف یکدیگر حفظ شود) این مولکولها خاصیت مغناطیس خواهد داشت.

یک ماده مغناطیس دارای میدان مغناطیسی است واین میدا ن در وا قع نوعی نیرو است .

در مواد آ هن ربایی معمولا 2 قطب S‚N وجود دارد که نیروی مغناطیسی بین 2 قطب در امتداد است که بیشترین تمرکز این نیرو در همین اقطاب می باشد . این نیروها به شکل دوار بوده وهیچگاه یکدیگر را قطع نمی کنند .

* به یادمان باشد علت پیدایش این نیروچه بوده . علت پیدایش نیروی مغناطیس حرکت وضعی الکترونها در فضای ارتباطی خود بود. حا ل اگر در همین میدا ن مغناطیسی که ایجاد شده ما قطعه رسانا مثل رشته سیمی را به حرکت در آوریم وجابه جا نماییم این نیروبر ا لکترونهای ‏آزاد رشته سیم اثر کرده آنها را به حرکت درآورده ودر سیم جریان ا لکتریسته خواهیم داشت .حال اگر قرار است نیروی مغناطیس برای ما کارانجام دهد وتولید نیروی الکتریکی کند قطعانیروی الکتریسیته درسیم هم تولید میدان مغناطیسی خواهد کرد.

این موضوع با یک قطب نما به راحتی قابل نمایش است کافی است قطب نما را به سیم حامل جریان نزدیک کنیم . عقربه قطب نما عمود بر سیم حامل جریان قرار می گیرد . ونکته جالب این است که با تغییرجهت جریان در سیم جهت عقربه قطب نما هم تغییر می کند .

نیروی الکترو مغناطیس : اگر نیروی قوی الکترومغناطیسی ونیروی الکتریکی بطور عمود بر هم اثر کنند نیروی جدیدی با نام الکترومغناطیس ایجاد خواهد شد.

اطلاعیه

سوالات خود رادر قسمت نظر سنجی ها بپرسید و پاسخ خود را در همان قسمت بیابید

خازن چیست؟

خازن عبارت است ازاجتماع دو یا چند صفحه که در بین آنها یک ماده عایق بنام دی الکتریک قرار گرفته به نحوی که بتواند انرژی الکتریکی را در خود ذخیره نماید.
دوصفحه فلزی را روی یکدیگر با فاصله کمی آنچنان قرار دهید که تماسی برقرار ننموده ولی به اندازه کافی به هم نزدیک باشند. این ساده ترین نوع خازن است که شما ساخته اید
گرچه ما توانستیم با قرار دادن دوصفحه فلزی روی هم عملا یکی از انواع خازن ها را بسازیم اماخازنها را نمی توان فقط به دو صفحه فلزی محدود نمود چرا که خازن ها در انواع بسیار متنوع ودارای ویژگیهای خاص ساخته میشود ودر دنیای وسیع الکترونیک دارای کاربرد های خاص ومتنوع بوده ودست طراهان و تولید کنندگان را برای ساختن دستگا ه های مرغوب و با کیفیت و در عین حال کم هجم باز گذاشته است.
گرچه اگر کمی به گذشته بر گردیم شاید تمام قطعات الکترونیکی را با محدودیتهای فراوان وتنوع کمتر ببینیم که خازن هم همان مشکلات را داشت اما امروزه نکات بسیاری در طرح ساخت یا توضیح یک خازن وجود دارد که موردتوجه قرار میگیرد.
خازن ها انرژی الکتریکی را نگهداری می کنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تایمینگ استفاده می شوند . همچنین از خازن ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فیلتر هم استفاده می شود . زیرا خازن ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می شوند
ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانائی نگهداری انرژی الکتریکی است . ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است . واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می باشد . بنابراین استفاده از واحدهای کوچکتر نیز در خازنها مرسوم است . میکروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچکتر فاراد هستند .


µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F
n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF
p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF


مهمترین نوع خازنهای که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد


1=خازنهای واریابل وتریمر ها 2=خازنهای سرامیکی
3=خازنهای میکا 4=خازنهای پلیستر
5=خازنهای کاغذی 6=خازنهای مومی وروغنی
7=خازنهای الکترولیت 8=خازنهای تانتالیوم
9=خازنهای مایلر


دو نوع اصلی آنها ، با پلاریته ( قطب دار ) و بدون پلاریته ( بدون قطب ) می باشد


خازنهای قطب دار


1- خازن های الکترولیتدر خازنهای الکترولیت قطب مثبت و منفی بر روی بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار می گیرند . دو نوع طراحی برای شکل این خازن ها وجود دارد . یکی شکل اَکسیل که در این نوع پایه های یکی در طرف راست و دیگری در طرف چپ قرار دارد و دیگری رادیال که در این نوع هر دو پایه خازن در یک طرف آن قرار دارد . در شکل نمونه ای از خازن اکسیل و رادیال نشان داده شده است
در خازن های الکترولیت ظرفیت آنها بصورت یک عدد بر روی بدنه شان نوشته شده است . همچنین ولتاژ تحمل خازن ها نیز بر روی بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب یک خازن باید این ولتاژ مد نظر قرار گیرد . این خازن ها آسیبی نمی بینند مگر اینکه با هویه داغ شوند


2- خازن های تانتالیو مخازن های تانتالیوم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهای الکترولیت معمولاً ولتاژ کمی دارند . این خازن ها معمولاً در سایز های کوچک و البته گران تهیه می شوند و بنابراین یک ظرفیت بالا را در سایزی کوچک را ارائه می دهند .
در خازنهای تانتالیوم جدید ، ولتاژ و ظرفیت بر روی بدنه آنها نوشته شده ولی در انواع قدیمی از یک نوار رنگی استفاده می شود که مثلا دو خط دارد ( برای دو رقم ) و یک نقطه رنگی برای تعداد صفرها وجود دارد که ظرفیت بر حست میکروفاراد را مشخص می کنند . برای دو رقم اول کدهای استاندارد رنگی استفاده می شود ولی برای تعداد صفرها و محل رنگی ، رنگ خاکستری به معنی × 0.01 و رنگ سفید به معنی × 0.1 است . نوار رنگی سوم نزدیک به انتها ، ولتاژ را مشخص می کند بطوری که اگر این خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشکی 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبی 20 ولت ، خاکستری 25 ولت و سفید 30 ولت را نشان می دهد
برای مثال رنگهای آبی - خاکستری و نقطه سیاه به معنی 68 میکروفاراد است
آبی - خاکستری و نقطه سفید به معنی 8/6 میکروفاراد است


خازنهای بدون قطب


خازنهای بدون قطب خازن های بدون قطب معمولا خازنهای با ظرفیت کم هستند و میتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . این خازنها در برابر گرما تحمل بیشتری دارند و در ولتاژهای بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه می شوند
پیدا کردن ظرفیت این خازنها کمی مشکل است چون انواع زیادی از این نوع خازنها وجود دارد و سیستم های کد گذاری مختلفی برای آنها وجود دارد . در بسیاری از خازن ها با ظرفیت کم ، ظرفیت بر روی خازن نوشته شده ولی هیچ واحد یا مضربی برای آن چاپ نشده و برای دانستن واحد باید به دانش خودتان رجوع کنید . برای مثال بر 1/0 به معنی 0.1µF یا 100 نانوفاراد است . گاهی اوقات بر روی این خازنها چنین نوشته می شود ( 4n7 ) به معنی 7/4 نانوفاراد . در خازن های کوچک چنانچه نوشتن بر روی آنها مشکل باشد از شماره های کد دار بر روی خازن ها استفاده می شود . در این موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهید تا ظرفیت بر حسب پیکوفاراد بدست اید . بطور مثال اگر بر روی خازنی عدد 102 چاپ شده باشد ، ظرفیت برابر خواهد بود با 1000 پیکوفاراد یا 1 نانوفاراد .
کد رنگی خازن هادر خازن های پلی استر برای سالهای زیادی از کدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می شد در این کد ها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می دهند و رنگ چهارم تولرانس ا نشان می دهد



برای مثال قهوه ای - مشکی - نارنجی به معنی 10000 پیکو فاراد یا 10 نانو فاراد است


خازن های پلی استر امروزه به وفور در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند . این خازنها در برابر حرارت زیاد معیوب می شوند و بنابراین هنگام لحیمکاری باید به این نکته توجه داشت


کد رنگی خازن ها...

طراحی سیستم اعلام حریق

تقسیم بندی حفاظت ساختمان بر اساس استاندارد B.S 5839

) الف ) حفاظت ساختمان و اشیا ء آن PROPORTY PROTECTION (

در این تقسیم بندی آتش سوزی در مراحل اولیه توسط سیستم تشخیص داده می شود و سپس برای جلو گیری از آتش سوزی و توسعه آن از دتکتور اتوماتیک استفاده میشود.

طراحی سیستم به گروه های زیر :

گروه P1 : در این گروه کلیه فضاهای ساختمان از طریق دتکتور های اتوماتیک پوشش داده شده و حفاظت می شود . ( به غیر از فضاهای خالی )

گروه P2 : فقط قسمتهای که خطر آتش سوزی بالاست از طریق دتکتور اتومات پوشش داده می شود و البته قسمت های دیگر از طریق مصالح ساختمانی خوبی که در هنگام ساخت استفاده میشود حفاظت میشود .

) ب ) حفاظت افراد LIFE PROTECTION(

گروه L1 : د راین گروه کلیه فضاهای ساختمان از طریق دتکتور اتومات پوشش داده می شود .
تقسیم بندی سیستم های اعلام حریق

)گروه 1 : سیستم های اعلام حریق معمولی CONVEN TIONAL (

با طراحی و ساخت مدار هایی بر مبنا میکرو پرو سسوری و الکترونیکی که اکثرا در ساختمانهای کو چک و متوسط به کار گرفته میشود .

گروه 2 : سیستم های اعلام حریق آدرس پذیر (ADDRESSABLE(
طراحی و ساخت مدارها بر مبنای میکرو کامپیو تری

مقایسه 2 سیستم
گروه اول دارای معایبی چون : محدود بودن توانایی - هزینه اجرایی بالا در ساختمانهای بزرگ - محدود بودن کارایی آن در منطقه بندی حریق از نظر معماری و .... بوده و با توجه به به همکاری ایده آل سیستم آدرس پذیر در مدیریت هوشمند ساختمان BMS از ارجحیت بر خور دار است .



طراحی سیستم اعلام حریق
از جمله سیستم های حفاظتی مورد نیاز در داخل یک مجتمع سیستم اعلام حریق میباشد.
مقررات طراحی این سیستم در کشور ما NFPA و استاندارد B.S منظور میشود البته در بعضی موارد استاندارد UL آمریکا استفاده می شود ولی استاندارد مبنا B.S 5839 می باشد.
بر اساس استاندارد فوق منظور از سیستم اعلام حریق سیستمی است که وجود دود و یا حرارت را در نقاط مختلف تشخیص دهد.
بر همین نظریه باید گفت روش کلی در طراحی شبکه های اعلام حریق منطقه بندی ( ZONE ) سطح مورد نظر برای کنترل و اعلام حریق می باشد به نحوی که وقوع حریق در نقطه سریعا قبل از گسترش و سرایت به سایر نقاط ساختمانی توسط علائم صوتی و تصویری اعلام و نقطه مورد نظر مشخص گردد.
زمان پس آوا
در این مرحله نازک کاری فضاها ( منظور مواد استفاده شده در سطوح تمام شده ) مورد بررسی قرار می گیرد .
زمان پس آوا بستگی به حجم فضا - سطوح تمام شده فضا از نظر مساحت و ضریب جذب برای فرکانسهای 500 الی 1000 دارد و با توجه به آن محاسبه میشود.
در نتیجه مکانهایی از یک کیفیت صوتی بالا برخوردار میشوند که علاوه بر توزیع و پخش مناسب صوت - بررسی انعکاسها - بررسی سطح جذب کننده - بررسی سطح منعکس کننده - قدرت صوتی مورد نیاز و محل استقرار و پیش بینی دسی بلند گوها از نظر زمان پس آوا لحاظ شده باشد.
مکانهای نمونه زمان پس آوا (ثانیه )*
سالن نمایش بزرگ 1/6 - 1/8 برای صحبت و موزیک
سالن نمایش کو چک 1/2 - 1/4
سالن آمفی تئاتر 1/5 - 1/8
تالار اجتماعات 1/6 - 1/8
سالن نمایش فیلم 0/8 - 1/2
فضای ضبط و پخش 0/45 - 0/55

با توجه به مطالب ارائه شده بایستی در انتخاب نوع مواد مصرفی در نازک کاری معماری ( شامل : سقف - دیوارها - کف - و سایر عوامل ) دقت شود تا زمان پس آ وا مطلوب حاصل گردد.



تاثیر نویز در سیستم صوتی
نویز فضا در تعیین قدرت صوتی بلندگوهها و پوشش صوتی آنها ودر نتیجه در طراحی یک مرکز صوتی از نظر قدرت خروجی - زوم بندی - و فراهم نمودن پوشش صوتی قابل فهم در حین پخش اصوات نقش انکار ناپذیری دارد.
در طراحی ابتدا باید مقدار نویز در فضا بررسی شود . واحد شناخت نویز بر حسب دسی بل میباشد.چند نمونه نویز عبارتند از :
مکان dbمیزان نویز
موتور خانه و محل ماشین آلات 80 تا 90 db
راهروها و مکانهای اداری شلوغ ومراکز تجمع 70 db
فضا اداری معمولی 50 تا 60 db
کلاس درس 60 db
محل نمایش و سینما 50 db
دفاتر خصوصی 40 db
ایستگاههای مخابراتی 40 db
چاپخانه 80 db
سالن غذاخوری 60 db

طراحی سیستم صوتی تاسیسات
طراحی یک سیستم صوتی مناسب تاثیر زیادی در افزایش کلاس یک مکان دارد.
سیستم صوتی بهسه بخش تقسیم میشود:
1- سیستم صوتی عمومی : خبر یا پیامدهای اضطراری و در صورت نیاز موسیقی پخش میکند.
مجموعه ای از فضا تولید یک ناحیه یا زون میکند که از طریق سلکتور مخصوص در مرکز صوتی
قابل انتخاب است.
2- سیستم صوتی موضعی : اخبار و سخنرانی را در فضا های مشخصمنتشر میکند.
3- سیستم صوتی اختصاصی : سیستمی که در آن ار سال پیام – مکالمه و سخنرانی به منظور خاص صورت میگیرد.
بررسی آکوستیکی فضا
در طراحی سیستم صوتی چند عامل مهم میباشد که مهمترین آنها عبارتست از : نویز فضا و زمان پس آوا

کنتورهای دیجیتالی


مشکلاتی از قبیل دقت پایین - امنیت کم - امکان دستکاری و برق دزدی آسان و.... در کنتورهای آنالوگ و از همه مهمتر که باب میل شرکت های برق منطقه ای میباشد تعرفه بندی کافی بود تا سرو کله کنتورهای دیجیتال پیدا شود .
کنتورهای دیجیتال چند تعرفه ای استاندارد نصب آنها با استاندارد ANCI مطابقت میکند این به آن مفهوم است که قابل نصب بر روی فک ثابت کنتورهای آنالوگ نیز میباشند.
از دیگر قابلیت آن امکان قرائت کنتور از طریق پورت نوری مادون قرمز میباشد . همچنین تلفات داخلی نسبت به نوع آنالوگ به مقدار چشمگیری کاهش میابد.
مردم عادی دید خوبی نسبت به این نوع کنتورها ندارند و این میتواند به دلیل محاسبه دقیق برق مصرفی در کنتور با کلاس دقت بالا ( حتی به اندازه مصرف شارژ موبایل ) میباشد.
البته باید گفت یکسری از روشهای برق دزدی در کنتورهای آنالوگ هنوز هم برای این کنتورها معتبرند که اجازه دهید با توجه به رسالت فرهنگی از مطرج کردن آنها خودداری کنم.

نقشه خوانی در برق صنعتی


با جرات میتوان گفت زبان رشته برق صنعتی در مرحله اجراء نقشه فنی میباشد و در نتیجه کسی که به نقشه خوانی مسلط باشد بیشترین بهره را از ورطه جذاب برق صنعتی خواهد برد .
نقشه های موجود در کارخانجات اغلب بر اساس استاندارد کشور آلمان میباشد حال آنکه در بحث آموزش استاندارد IEC مد نظر میباشد و این کار را برای هنر جویان برق صنعتی کمی مشکل میکند .
بی شک در میان نقشه ها نقشه مسیر جریان حرف اول را در مونتاژ و عیب یابی میزند ولی جهت سهولت کار نقشه های مکملی نیز وجود دارند که از جمله میتوان به نقشه مونتاژ اشاره کرد که در بحث مونتاژ تابلوهای الکتریکی بیشترین کمک را میتواند بکند .
از دیگر نقشه ها میتوان به نقشه اتصالات خارجی که مربوط به اتصال دستگاهها به تابلو میباشد اشاره کرد.
تابلوهای الکتریکی
تابلو:
تابلو مجموعه ای از تجهیزات الکتریکی می باشد که وظیفه کنترل-

راه اندازی و حفاظت دستگاهها الکتریکی را بر عهده دارد. تابلو میتواند از
یک یا چند صفحه از جنس عایق که جاذب رطوبت و خود سوز نباشد و یا

تمام فلزی تشکیل شده باشد. بطور ساده باید گفت هر قسمت از تابلو

که با یک مدار مستقل تغذیه میشود خود نیز یک تابلو به حساب می آید.

انواع تابلو ازلحاظ کاربرد

1)ساختمانی: کوچک و معمولا در ابعاد قرار دادن کنتور وکلید
2) صنعتی : دارای ابعاد بزرگ و متوسط و در انواع زیر
انواع تابلوهای صنعتی

1)تابلو کلید: فقط وسایل کلید زنی در آن قرار دارند

2)تابلو توزیع:شامل کلیه ابزار برق صنعتی است

انواع تابلوها از لحاظ محل نصب:
الف)in door :به تابلوهای نصب شده در فضای باز اطلاق میشود که در معرض آلودگی هوا –
باران- آفتاب و .. قرار دارند و بایستی درجه حفاظت عایقی تابلو بالا باشد


ب)out door:به تابلوهای نصب شده در محیط بسته می گویند

حفاظت موتور
حفاظت سر راه موتورهای القایی
بر طبق استاندارد VDE برای راه اندازی موتورهای القایی که بدون راه انداز ومستقیما به منبع وصل میشوند مناسبترین فیوز آن است که 6 برابر جریان اسمی را به مدت 5 ثانیه تحمل کند .
این مقدار در مورد راه اندازی به روش ستاره مثلث فیوزیست که 2 برابر جریان اسمی را به مدت 15 ثانیه تحمل کند .
باید توجه داشت جریان راه اندازی 6 تا 7 برابر جریان بار کامل میباش

بمب الکترومغناطیس

سلاح تازه ای که ساخت آن بسیار ساده و تأثیر آن کاملاً گسترده است ، نگرانی هایی را برای دانشمندان و دولتمردان بوجود آورده است . به نوشته هفته نامه علمی نیوساینتیست این سلاح مؤثر « بمب الکترو مغناطیسی » نام دارد که اساس و عصاره آنها چیزی نیست جز یک پرتو شدید و آنی از موجهای رادیویی یا مایکروویو که قادر است همه مدارهای الکتریکی را که در سر راهش قرار گیرد ، نابود سازد . در دورانی که بافت و ساخت تمامی جوامع تا حدود بسیار زیادی به دستاوردهای علمی از نوع الکترونیکی وابسته است و همه امور از تجهیزات بیمارستانها تا شبکه های مخابراتی و از رایانه های بانکها و مؤسسات بزرگ مالی یا نظامی تا دستگاههای نظارت و مراقبت ، نحوه کار ماشینها و ادوات صنعتی همگی متکی به ساختارهای الکترونیک هستند ، کاربرد بمبهای الکترو مغناطیس می تواند سبب فلج شدن روند زندگی در مناطق بزرگ مسکونی شود . به اعتقاد برخی کارشناسان به نظر می رسد کشورهای پیشرفته پیشاپیش چنین سلاحی را تکمیل کرده اند و حتی برخی بر این باورند که ناتو در جریان جنگ علیه صربستان از این قبیل بمبها برای تخریب دستگاههای رادار صربها بهره گرفته است . توجه به بمبهای الکترو مغناطیس حدود نیم قرن قبل مطرح شد . متخصصان در آن هنگام به این نکته توجه کردند که اگر بمبی هسته ای منفجر شود ، امواج الکترومغناطیسی که در اثر انفجار پدید می آید تمامی مدارهای الکترونیک را نابود می سازد . اما مسیله این بود که به چه ترتیب بتوان موج انفجار را ایجاد کرد بدون آنکه نیاز به انجام یک انفجار هسته ای باشد ؟
دانشمندان می دانستند...

ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشک

ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشک

ساخت ترانسفور ماتور قدرت خشک


ساخت ترانسفورماتور فشار قوی فاقد روغن در طول عمر یکصد ساله ترانسفورماتورها، یک انقلاب محسوب می شود. ایده استفاده از کابل با عایق پلیمر پلی اتیلن (XLPE) به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی از ذهن یک محقق ABB در سوئد به نام پرفسور “Mats lijon” تراوش کرده است.
تکنولوژی استفاده از کابل به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی، نخستین بار در سال 1998 در یک ژنراتور فشار قوی به نام “ Power Former” ساخت ABB به کار گرفته شد. در این ژنراتور بر خلاف سابق که از هادیهای شمشی ( مستطیلی ) در سیم پیچی استاتور استفاده می شد، از هادیهای گرد استفاده شده است. همانطور که از معادلات ماکسول استنباط می شود، هادیهای سیلندری ، توزیع میدان الکتریکی متقارنی دارند. بر این اساس ژنراتوری می توان ساخت که برق را با سطح ولتاژ شبکه تولید کند بطوریکه نیاز به ترانسفورماتور افزاینده نباشد. در نتیجه این کار، تلفات الکتریکی به میزان 30 در صد کاهش می یابد.





در فرایند تحقیقات... 

آزمایشگاه مدارهای الکتریکی(قسمت اول) مقاومتها.برد

این هفته بحث مقاومتها.برد برد.


مقاومت چیست؟ مقاومت ها اجزایی هستند که مقاومت مدار را زیاد می کنند . آنها از موادی با هدایت کم و در اندازه ها و شکل های متنوع ساخته شده اند .

مقاومت الکتریکی

عبور جریان الکتریکی از هادی ها از بسیاری جهات شبیه عبور گاز از یک لوله است . اگر این لوله پر از پشم فلزی یا ماده مختلتی باشد ، این شباهت ها بیشتر می شود . اتم های نشکیل دهنده سیم هادی از عبور الکترون ها جلوگیری می کنند ، همانطور که الیاف پشم فلزی مانع عبور مولکولهای گاز می شوند . حال می خواهیم ببینیم که مقاومت هادی ها به غیر از جنس فلز به چه عواملی دیگری بستگی دارد .

تاثیر سطح مقطع بر مقاومت الکتریکی

مقاومت هر جسمی به الکترونهای آزاد آن بستگی دارد . می دانید که واحد شدت الکتریکی آمپر ( A ) است . یک آمپر یعنی این که 6/28ضرب در 10 به توان 18 الکترون آزاد در هر ثانیه از هر نقطه سیم عبور می کند . پس یک هادی خوب باید به مقدار کافی الکترون آزاد داشته باشد تا جریان الکتریکی با چندین آمپر بتواند از آن عبور کند .

بنا بر این طبق شکل هرگاه پهنای فلز افزایش یابد ، در حقیقت سطح مقطع زیادتر و در نتیجه ، مقاومت کم تر می شود . پس سطح مقطع عکس مقاومت عمل می کند

تاثیر طول هادی بر مقاونت الکتریکی

شاید تصور کنیئ که با افزایش طول هادی عبور جریان راحت تر می شود ولی چنین نیست . اگر چه در یک قطعه مسیبلند تر تعداد بیشتری الکنرون آزاد وجود دارد ولی الکترونهای آزاد اضافی در طول سیم ، در اندازه گیری جریان الکتریکیداخل نمی شود . در واقع هر طول معین از هادی ، مقدار معینی مقاومت دارد و هر چه سیم طویل تر باشد ، مقاومت بیتر می شود .

تغییرات مقاومت به طول سیم

نکته : تغییر طول و سطح مقطع به میزان دو برابر مقاومت را تغییر نمی دهد

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار

مدارهای الکتریکی به دو نوع بسته می شوند : سری یا موازی

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدارسری :

در مدار سری همانگونه که از نامش پیدا است مقاومت ها به دنبال هم بسته شده اند پس باید تمامی مقدار آنها را با هم جمع کرد

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار موازی :

در مدار موازی باید حاصل ضرب تمام مقاومت ها را تقسیم بر مجموع مقاومت ها کرد .

کاربرد مقاومت های الکتریکی

مقاومت های اهمی برای اضافه کردن مقاومت مدارهای الکتریکی به کار می روند . در حقیقت ، آنها اجسامی هستند که در مقابل عبور جریان مقاومت زیادی از خود نشان می دهند . موادی که غالباٌ در مقاومت ها به کار می روند عبارتند از کربن ، آلیاژ مخصوص از فلزاتی از قبیل نیکروم ، کنستانتان و منگانان . مقاومت اهمی را طوری به مدار می بندیم که جریان همان طور که از بار الکتریکی و منبع ولتاژ عبور می کند ، از آن هم بگذرد . در این صورت مقاومت کل مدار مجموع مقاومت های بار الکتریکی ، منبع ولتاژ ، سیم های رابط و مقاومت اهمی است . توجه داشته باشید که فقط با اضافه کردن یک مقاومت اهمی مناسب به مدار می توان مقاومت کل مدار را به اندازه ی دلخواه تغییر داد .

انواع مقامت ها

1- مقاومت های ترکیبی

2- مقاومت های سیم پیچی

3- مقاومت های لایه ای

طبقه بندی مقاومت های از نظر نوع کار

1- مقاومت های ثابت : مقاومت های ثابت دو سیم رابط دارند که به دو انتهای مقاومت متصل است . اصولا مقدار این نوع مقاومت های ثابت است ولی بعضی از آنها دارای مقاومتهای متفاوتی هستند . این مقاومت ها به دو دسته ی الف - مقاومت ها زبانه دار و ب - مقاومتهای قابل تنظیم تقسیم می شوند .

الف) مقاومت های زبانه دار : در این نوع مقاومت ها علاوه بر دو سیم انتهایی ، سر سیم های دیگری بین دو سر مقاومت وجود دارد . با اتصال ترمینال های مختلف به مدار مقاومت های متفاوتی حاصل می شود . هر یک از این مقاومت ها دارای مقاومت ثابتی هستند .

ب) مقاومت های قابل تنظیم : دیدید که مقاومت های ثابت قابلیت انعطاف ندارند ، زیرا مقاومتشان کاملا تعیین شده و مقدار آن تغییر نا پذیر است . مقاومت های زبانه دار تا حدودی قابلت انعطاف دارند ، چون بیش از یک مقدار مقاومت می توان از آنها بدست آورد . با وجود این تعداد مقاومت هایی را که می توان از آنها بدست آورد به 3 یا 4 محدود می شود . آنچه اغلب مورد نیاز است ، مقاومتی است که بوسیله آن بتوان حدود معینی از مقاومت را از 0 تا 1 حد اکثر بدست آورد . این مقاومت ها طوری ساخته نشده اند که بتوان آنها را پیوسته تغییر داد . در واقع ، هنگام نصب این مقاومت ها در مدار، آنها را روی مقاومت دلخواه تنظیم کرده و سپس با همان مقاومت در مدار کار می کنند .

2- مقاومت های متغییر :که خود به دو نوع تقسیم میشوند

الف- مقاومت های قابل تنظیم: در بسیاری از وسایل الکتریکی مقدار بعضی از مقاومتها باید پیوسته تغییر کند ، پیچ ولوم رادیو ، کنترل کننده روشنایی تلویزیون از آن جمله اند . مقاومتهای متغیر مقاومتهایی هستند که پیوسته می توان مقدار آنها را تغییر داد .

ب ـمقاوتهای وابسته:به آن دسته از مقاومت های متغیر ، " وابسته " گفته می شود که به وسیله عواملی از قبیل نور ، حرارت ، ولتاژ و ... مقدار مقاومتشان تغییر کند . این مقاومت ها انواع مختلفی دارد که عبارت اند از :

الف- مقاومتهای تابع حرارت THERMISTOR (Tehrmally sensitive resistor):TDR

مقدار اهم این مقاومت ها تابع حرارت است . یعنی ، در اثر حرارت میزان مقاومتشان تغییر می کند. مقاومت های حرارتی را تحت عنوان " ترمیستور" می شناسیم . در این مقاومت ها تغییرات مقدار مقاومت نسبت به تغییرات دما خطی نیست. از این مقاومت ها در مدارهابه صورت حس کننده(Sensor) های حرارتی در مسیر دستگاه های الکتریکی نظیر موتورهای الکتریکی ، کوره ها ، سیستم های تهویه و تبرید استفاده می شود . به طور کلی ترمیستورها در مداراتی که دما را اندازه گیری یا کنترل می کنند به کار می روند و در دو نوع ساخته می شوند .

1- ترمیستور با ضریب حرارتی مثبت (PTC): که با افزایش دما مقدار مقاومت آن افزایش می یابد .

2- ترمیستور با ضریب حرارتی منفی (NTC) : که با افزایش دما مقدار مقاومتش کاهش می یابد .



ب- مقاومت های تابع نور LDR(Light Dependent Resistor:

مقدار مقاومت تابع نور تابع تغییرات شدت نور تابیده شده به سطح آن است. مقاومت تابع نور در فضای تاریک دارای مقاومت خیلی زیاد (در حد مگا اهم ) و در روشنایی دارای مقاومت کم ( در حد کیلو یا اهم ) است . مقاومت های LDR را " فتو رزیستور " هم می نامند . برای اینکه نور روی عنصر مقاومتی فتورزیستور اثر گذارد معمولا سطح ظاهری آن را با شیشه یا پلاستیک شفاف می پوشانند . از این مقاومت در مدارات الکترونیکی به عنوان تشخیص دهنده ی نور (نور سنج ) استفاده می شود . از جمله کاربردهای این مقاومت استفاده ی آن در دوربین های عکاسی و کلیدهای نوری و چشم های الکترونیکی است .

ج- مقاومت های تابع ولتاژ VDR ( Voltage Dependent Resistor :

مقاومت های تابع ولتاژ ، مقاومت هایی هستند که متناسب با تغییر ولتاژ ، مقاومت آنها تغییر می کند تا همواره ولتاژ یکسانی در مدار وجود داشته باشد . مقاومت VDR را تحت عنوان " واریستور " نیز می شناسند . مقدار اهم این مقاومت ها با ولتاژ رابطه ی معکوس دارد . یعنی با افزایش ولتاژ مقدار اهم آنها کاهش می یابد . واریستورها به پلاریته ی ولتاژ اعمال شده وابسته نیستند که این خود مزیتی برای این نوع مقاومت ها محسوب می شود ، زیرا برای استفاده در مدارات AC بسیار مناسب هستند. از جمله کاربرهای این مقاومت ها عبارتند از : 1- تثبیت کنندهای ولتاژ 2- حفاظت مدارها در مقابل اضافه ولتاژها در لحظات قطع و وصل کلید .

د-مقاومت های تابع میدان مغناطیسیMDR(Magnetic Dependen Resistor:

مقاومت های تابع میدان به مقاومت هایی گفته می شود که به سبب اثر میدان مغناطیسی بر آنها مقدار اهمشان تغییر می کند . در ساخت این مقاومت ها از نیمه هادی هایی استفاده شده که دارای ضریب حرارتی منفی هستند. به همین دلیل در صورت افزایش دما مقدار مقاومت آن ها کاهش می یابد .

تشخیص مقدار اهم مقاومت ها:
الف- کد های رنگی
ب- رمزهای عددی
ج- نوشتن مقدار مقاومت بر روی آن
تشخیص مقدار مقاومت با استفاده از نوارهای رنگی :
مقاومتهای توان کم دارای ابعاد کوچک هستند، به همین دلیل مقدار مقاومت و تولرانس را بوسیله نوارهای رنگی مشخص می‌کنند که خود این روش به دو شکل صورت می‌گیرد:

1. روش چهار نواری 2. روش پنج نواری
روش اول برای مقاومتهای با تولرانس 2% به بالا استفاده می‌شود و روش دوم برای مقاومتهای دقیق و خیلی دقیق تولرانس کمتر از 2%) استفاده می‌شود. در اینجا به روش اول که معمولتر است می‌پردازیم. به جدول زیر توجه نمائید. هر کدام از این رنگها معرف یک عدد هستند

نحوه تعیین مقدار مقاومت ها از روی کد رنگی :

جدول زیر مقدار محاسبه هر رنگ در مقاومت ها را نشان میدهد

رنگ عدد صحیح مضرب تلرانس

سیاه 0 1 -

قهوه ای 1 10 -

قرمز 2 100 -

نارنجی 3 1000 -

زرد 4 10000 -

سبز 5 100000 -

آبی 6 1000000 -

بنفش 7 10000000 -

خاکستری 8 100000000 -

سفید 9 1000000000 -

طلائی - - 5%

نقره ای - 10%

بی رنگ - - 20%

مقاومت ها معمولا قطعات کوچیکی هستند و اگه مقدار رو روی اون می نوشتن یکم خوندنش سخت می شد.





تشخیص مقدار مقاومت از روی نوارهای رنگی:
معمولا بر روی مقاومتها 4 یا 5 یا 6 نوار رنگی دیده میشه.



طبق جدول فوق در مقاومتهای 4 رنگی رنگهای اول و دوم و در مقاومتهای 5و6 رنگی نوارهای اول و دوم و سوم نشانگر عدد اصلی مقاومت و نوار بعدی نشانگر ضریب عدد فوق بوده و نوار بعد از آن میزان خطا و نوار بعدی ضریب دمایی را نشان می دهد.
مثلا اگر مقاومت 4 رنگیی داشته باشیم که به ترتیب رنگهای قهوه ای سیاه قرمز و طلایی بر روی آن موجود باشند مقدار آن 1 کیلو اهم و خطای آن 5% می باشد.
خب با این تفاسیر مقدار مقاومتهای زیر را بدست آورید:
همه مثالها از نوع مقاومتها 4 رنگی هستند چون بیشترین کاربرد رو در عمل دارند


برخی مقاومتهای دیگه هم هستند که مقدارشون رو روش مینویسه که به 3 صورت این مقدار نوشته میشه

1- مستقیما مدار رو روی مقاومت مینوسیه مثلا : 220Ω یا مثلا 100KΩ و...
2-دقیقا مانند رنگها ولی این با به جای رنگها عدد می نویسه مثل: 102 که میشه 1KΩ یا 473 که میشه 47KΩ.
3-مانند جدول زیر:

که مقادیر تلرانسها (خطا ها) که در سه سطر آخر جدول فوق دیده می شن به صورت زیره:
بیشتر مواقع در مداراتی که جریان زیادی ازش رد میشه با یه اتصالی نابجا ممکنه قسمتی از مقاومت از بین بره حالا اگه بخوایم این مقاومت رو جایگزین کنیم و اتفاقه همون قسمتی که مقدارش نوشته شده بود ازبین رفته باشه چی؟


مقاومتها امواع مختلفی دارن و در پکیجهای مختلف عرظه میشن از مقاومتهای ریز خیلی کوچیک گرفته تا مقاومتهای قدرت چند متری
که نمونه هایی از اونها رو در شکلهای زیر میبینین:








بردبُرد


برد برد نوعی برد الکترونیکی است (مانند بردهای سوراخ دار) که به وسیله ی آن می توان اجزای الکترونیکی متعدد را به یکدیگر متصل کرد. در بردهای سوراخ دار معمولی، باید پس از نصب هر قطعه در برد، پایه های آنرا در برد لحیم کنیم، اما در برد برد ما نیازی به انجام لحیم کاری نداریم و فقط کافیست قطعه را روی برد برد قرار دهیم (با یک فشار کوچک قطعه روی برد نصب می شود).

همچنین در بردهای سوراخ دار معمولی شما باید برای برقراری ارتباط بین آن ها، از سیم استفاده کنید، ولی در برد برد به صورت پیش فرض تعداد زیادی از اتصالات برقرار شده که شما فقط کافیست با در نظر گرفتن این اتصالات و قرار دادن قطعات در مکان های مناسب، مدار های خود را راه اندازی کنید.

اما با این وجود، در بسیاری از موارد ما مجبور به استفاده از سیم های کمکی برای برقراری ارتباط ها می شویم.



تصویر فوق یک مدار که روی یک برد سوراخ دار معمولی پیاده سازی شده است.




تصویر یک مدار که بر روی یک بردبرد پیاده سازی شده. دقت کنید که علی رغم وجود ارتباط های فراوان در داخل خود بردبرد، از تعداد زیادی سیم کمکی نیز برای تکمیل مدار استفاده شده است.

ارتباط های درون بردبرد:


در این نوع برد، برای سهولت کار، ارتباطات زیادی بین سوراخ هایی که در بردبرد مشاهده می کنید، وجود دارد.

در شکل زیر یک نمای کلی از سوراخ های متصل به هم در یک برد برد، ترسیم شده است.









برای استفاده از آی سی ها، باید آن هارا در قسمت وسط طوری قرار دهیم که پایه های آن در 2 طرف با یکدیگر در تماس نباشند. 2 ردیف بالا و پایین نیز که به هم متصل هستند معمولاً برای تغذیه ی +و – برد استفاده می شوند.

شما می توانید برای تمرین، یک LED را با یک مقاومت 100 اهم، روی بردبرد روشن کنید.

نقش PLC در اتوماسیون صنعتی ( سخت افزار PLC )

مولتی متر چیست

ابتدا بد نیست کمی در مورد وسایل اندازه گیری بدانیم

وسایل اندازه گیری الکتریکی

آمپرسنج : میدانیم جریان الکتریکی از جاری شدن بار الکتریکی حاصل می شود . یک آمپرسنج میزان این جریان را اندازه می گیرد و از این رو جریان بایستی از داخل آمپرسنج عبورکند برای اندازه گیری جریان ، مدار را قطع و آمپرسنج را در محل قطع شدن مدار قرار دهید توجه کنید که در اندازه گیری جریان های DC جریان به سر مثبت آمپرسنج وارد شود یعنی سر مثبت آمپرسنج باید به طرف مثبت مداری که قطع شده وصل شود مقاومت داخلی یک آمپر سنج ایدآل صفر است یعنی تاثیری روی جریان مدار ندارد

ولت سنج : یک ولت سنج را برای اندازه گیری نیروی محرکه یک منبع الکتریکی و یا اختلاف پتانسیل بین دو نقطه در یک مدار بکار می برند . در همه حالات ، ولتاژهایی بین دو نقطه وجود دارد ، یعنی آنچه را اندازه می گیریم ، اختلاف ولتاژ یک نقطه نسبت به نقطه دیگر است واز این رو سیم های ولت سنج را به دو نقطه ای که اختلاف پتانسیل آنها مورد نظر است وصل می کنیم ایدآل این است که مقاومت داخلی ولت سنج بینهایت باشد ، یعنی تاثیری روی ولتاژ المان نداشته باشد




اهم سنج : اهم سنج وسیله ای است که مقاومت یک مدار یا عنصر را اندازه می گیرد . قبل ازاندازه گیری یک مقاومت ، منبع ولتاژ را از مدار یا عنصر مورد نظر جدا کنید تا از آسیب زدن به اهم سنج جلوگیری شود ، سپس عنصر مورد نظر را از قسمت های دیگر مدار جدا کنید(حداقل یک سر آن را جدا کنید) تا از خطای ناشی از موازی یا سری شدن با سایر قطعات جلوگیری شوید


مولتی مترها

مولتی متر دستگاهی است که به وسیله آن می توان چند کمیت مختلف را اندازه گیری کرد . تمام مولتی مترها با جزئی اختلاف مانند یکدیگر هستند . در اینجا جهت آشنایی با ساختمان و طرزکار و نحوه قراردادن آن در مدارهای الکتریکی ،

مولتی مترها از نظر ساختار بر دو نوع میباشند


مولتی مترهای عقربه ای AVO : مولتی متر ها را مدت هاست مورد استفاده قرار می دهند . احتمالاً با کلمه "AVO متر" آشنا هستید . این وسیله از یک میلی آمپر سنج استفاده می کند وبا کمک یک جفت کلیدهای چرخان ، مقادیر جریان ولتاژ و مقاومت را در گستره های وسیعی اندازه می گیرد
مولتی مترهای دیجیتالی DMM: برای غلبه بر مشکلات مولتی مترهای عقربه ای از جمله دقت پایین وطرز خواندن مقادیر وهمچنین آسیب دیدگی قطعات مکانیکی آن در برخورد با عوامل فیزیکی مانند ضربه یا رطوبت و... از مولتی مترهای دیجیتالی استفاده شد که امروزه جایگزین مولتی مترهای عقربه ای شده اند . این مولتی مترها با قرار گرفتن در رنج مناسب مقادیر را به صورت رقم روی LCD خود نمایش میدهندمولتی متر دیجیتال از یک قاب متحرک تشکیل شده است که در داخل یک میدان مغناطیسی دائمی قرار گرفته و میزان چرخش آن را سیگنال نشان می دهد . وقتی جریان معینی از قاب عبور می کند ، صفحه دیجیتال متصل به آن تغییر کرده و مقدار جریان را نشان می دهد . روی صفحه آومتر قسمت های زیر مشاهده می شود :



1- صفحه دیجیتال
2- کلید انتخاب یا سلکتور .
3- ترمینال ها و دکمه های تنظیم کننده .

در مولتی متر مورد نظر روی صفحه ، برای کمیت های مختلف در چهار ردیف قوس های مدرج دیده می شود که که هر ردیف به درجات مختلف تقسیم شده است روی صفحه علائم V برای اختلاف پتانسیل ، A برای شدت جریان ،  برای مقاومت الکتریکی ، AC برای جریان متناوب و DC برای جریان مستقیم به کار رفته است .
معمولا" درجه بندی مربوط به مقاومت الکتریکی از راست به چپ و سایر درجه بندی ها از چپ به راست می باشد .
سلکتور کلیدی است که می تواند روی صفحه دایره شکل حول خود حرکت کند . در محیط دایره در جاتی است که حوزه کار دستگاه را نشان می دهد . اعدادی که کلید سلکتور مقابل آنها قرار داده می شود ممکن است کوچکتر یا بزرگتر از درجات قوس های مدرج باشند . در عمل حوزه کار انتخاب شده را برآخرین عدد قوس مدرج تقسیم نموده ، حاصل تقسیم را که ضریب قرائت نامیده می شود در عدد متقابل به عقربه ضرب می نماییم . باین ترتیب مقدار کمیت به دست می آید .
هنگام کار با دستگاه مولتی متر توجه به نکات زیر ضروری است :
1 – برای اندازه گیری شدت جریان باید دستگاه را به طور سری در مدار قرار داد.
2 – برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل باید دستگاه را به طور موازی بین دو نقطه از مدار قرار داد .
3 – هنگام اندازه گیری مقاومت لازم است جریان برق را قطع کنیم . در غیر این صورت به دستگاه آسیب می رسد .
4 – دستگاه را با احتیاط جا به جا می کنیم و از وارد آمدن ضربه به آن و یا سقوط دستگاه جلوگیری می نماییم .
5 – پیچ تنظیم صفر دستگاه را نباید دستکاری کرد ، زیرا این بخش از دستگاه خیلی حساس است و ممکن است فنر مربوط به آن قطع و دستگاه خراب شود.
6 – همیشه هنگام اندازه گیری کمیت ها کلید سلکتور را روی بیشترین درجه قرار می دهیم و در صورت لزوم به تدریج آن را کاهش می دهیم تا به دستگاه لطمه ای وارد نشود .
7 – حتی الامکان کلید سلکتور را در جهت حرکت عقربه های ساعت می چرخانیم ، به علاوه چرخاندن سریع کلید سلکتور برای دستگاه خالی از ضرر نیست.

طرز کار مولتی متر دیجیتال :

الف )طرز اندازه گیری مقاومت :

کلید سلکتور را روی بیشترین پله (Range) مقاومت قرار می دهیم ، فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (-) یا (com) مشترک و فیش قرمز به درون ترمینالی که مربوط به مقاومت یا (+) است قرار می دهیم . سر دیگر آنها را به طرز مناسبی به طرفین مقاومت مورد نظر وصل می کنیم و مقاومت را می خوانیم.

ب ) طرز اندازه گیری ولتاژ مستقیم :


سلکتور را برروی Dc آورده و فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (com) و فیش قرمز را درون ترمینال (+) یا ترمینالی که مربوط به ولت است قرار می دهیم. سر دیگر آنها را به طور مناسب به قطبین مولد یا دو نقطه از مدار وصل می کنیم و ولتاژ را اندازه گیری می کنیم .

ج ) طرز اندازه گیری شدت جریان مستقیم DCmA
یکی از فیشها را به COM و دیگری را به mA وصل و دو سر فیش را هم به قطبین مولد یا دو نقطه از مدار متصل می کنیم و شدت جریان را اندازه گیری می کنیم. برای اندازه گیری شدت جریان های بیش از 300mA تا 10A فیش قرمز رنگ را درون ترمینال 10A قرار می دهیم .

د) طرز اندازه گیری ولتاژ متناوب ACV :

کلید سلکتور را روی ACV و یکی از فیشها را درون ترمینال COM و دیگری را به ترمینال مربوط به ولت وصل می کنیم .
هـ ) طرز اندازه گیری شدت جریان متناوب ACA
فیش سیاه رنگ را درون ترمینال (COM) و فیش قرمز را درون ترمینال مربوط به Ma وصل می کنیم .(( یا در صورت لزوم به ترمینال 10A وصل می کنیم . ))