الفبای فیزیک-انرژی الکتریکی

 

وقتی تكه ای از پلاستیك را با یك پارچه مالش دهید، نیرویی درآن بوجود می آید كه می تواند اجسام سبك را به حركت در آورد. در این حالت، تكه های پلاستیك، بار الكتریكی گرفته و باردار می شوند.

بار الكتریكی

وقتی تكه ای از پلاستیك را با یك پارچه مالش دهید، نیرویی درآن بوجود می آید كه می تواند اجسام سبك را به حركت در آورد. در این حالت، تكه های پلاستیك، بار الكتریكی گرفته و باردار می شوند.

بار الكتریكی هر تكه پلاستیك، به آن انرژیی می دهد كه برای مدتی در پلاستیك ذخیره می شود .به این انرژی، انرژی پتانسیل الكتریكی می گویند.

دو نوع بار الكتریكی وجود دارد كه هر دو نوع آن می توان اجسام سبك را بلند كرده وجرقه تولید كند. این بارها، بار مثبت و بار منفی نامیده می شوند.

نیروی میان بارها

میله هایی از جنس پلی تن واََََسِتات را باردار كنید وآنها را بر روی دو شیشة ساعت به حال تعادل در آورید به طوری كه آزادانه بچرخند. اكنون یك میلة پلی تنی را باردار كرده وآن را به ترتیب به میله های پلی تنی واستاتی نزدیك كنید. در حالت اول، میله ها یكدیگر را دفع و در حالت دوم طرف چـپ دیده یكدیگر را جذب می كنند. بنابراین، نتیجه می گیریم كه نوع بار روی دو میله متفاوت است.

عایقها ( نا رساناها )

پلاستیك و موادی مانند آن را اجازه نمی دهند بار الكتریكی در آنها حركت كند، عایق یا نارسانا می نامند. به الكتریسیته ای كه حركت نداشته باشد، الكتریسیتة ساكن می گویند.

رساناها

رساناها (مانند فلزات )، موادی هستند كه بار الكتریكی می تواند به طور آزادانه در آنها حركت كند.

ذخیره كردن بار الكتریكی

خازنها ــ خازنها، اجزایی الكترونیكی هستند كه برای ذخیرة بار الكتریكی مورد استفاده قرار می گیرند، همچنین از خازنه برای جدا كردن جریان متناوب ( a.c )از جریان مستقیم ( d.c )استفاده می شود.

اندازه گیری انرژی پتانسیل الكتریكی

انرژی پتانسیل الكتریكی بر حسب ولت اندازه گرفته می شود.

برای برسی این موضوع، دستگاه الكتروسكوپ وسیلة مناسبی است. در الكتروسكوپ برای آشكار كردن بار الكتریكی از یك ورقة نازك طلا استفاده می شود. این ورقه بسیار سبك بوده و به یك میلة فلزی وصل است. چنانچه بار بر روی كلاهك این وسیله قرار بگیرد ( یا به آن نزدیك شود )، ورقةطلا از میلة فلزی جدا شده وبالا می رود.

بارها، اتمها و الكترونها

ما با این نظریه كه تمام مواد از اتمها تشكیل شده اند و اتمها بسیار كوچك اند، آشنایی داریم .تا اینكه ذرة كوچكتر از اتم نیز كشف شد. این ذره بار منفی داشت و دو هزار مرتبه كوچكتر از سبكترین اتم بود و نام آن الكترون است.

تمام اتمها هستة خیلی كوچك وسنگینی در مركز خود دارند و بار این هسته مثبت است. اگر چه هستة اتم خیلی سنگینتر از الكترونهاست امّا مقدار آن با بار الكترون برابر است. یك اتم در حا لت عادی بدون بار است، زیرا بار (+‌) هسته با بار (-) الكترونها خنثی می شود.

نظریة الكترونی بار الكتریكی

هر جسم ، تعداد زیادی بار مثبت ومنفی دارد. با مالش دادن ماده، تعادل میان بارها به هم می خورد وجسم باردار می شود. بنابراین، باید توجه كرد كه در اثر مالش دادن اجسام، بار تولید نمی شود بلكه تعادل بارها به هم می خورد.

بار الكتریكی در حال حركت

به طور كلی، دو نوع الكتریسیته وجود دارد : الكتریسیتة ساكن كه به وسیلة مالش ایجاد می شود و الكتریسیتة جاری كه به وسیلة باتریها و مولدها تولید می شود. مـی شود. وقتی طـرف راسـت وچپ عوض حركت الكترونها موجب ایجاد جریان الكتریكی است.

جریان الكتریكی در سیمها

در یك سیم مسی چندین میلیون الكترون وجود دارد. اگر دو سر آن را به دو قطب مثبت ومنفی یك باتری وصل كنیم، تعدادی از الكترونها به طرف قطب مثبت سیم حركت می كند. این حركت الكترونها موجب ایجاد جریان الكتریكی می شود.

كولن و آمپر

كولن و آمپر به تر تیب یكاهای اندازه گیری بار وجریان الكتریكی هستند.

بار الكتریكی بر حسب كولن اندازه گیری می شود. یك كولن بار برزگی است، به طوری كه در یك كولن بار منفی، تعداد 10 ^18 الكترون وجود دارد.

جریان الكتریكی بر حسب آمپر اندازه گیری می شود وچون جریان الكتریكی حركت بارهای الكتریكی است، بنابراین كولن وآمپر با هم رابطه دارند.

پیلها و ولتاژها

پیلها دو ترمینال (قطب ) دارند كه ترمین0ال مثبت (+) ترمینال منفی (-) نامیده می شوند.

فعالیت شیمیایی داخل پیلها موجب می شود كه در ترمینال مثبت تجمعی از بارهای مثبت ودر ترمینال منفی تجمعی از بارهای منفی وجود داشته باشد.

اختلاف میان انرژی دو سر ترمینالها را اختلاف پتانسیل ( p.d ) می نامند.

نیروی محركة الكتریكی e.m.f.

وقتی كه بار الكتریكی از میان باتری می گذرد، باتری انرژی می گیرد. ودر مدار خارج از باتری مصرف می شود.

انرژی تأمین شده برای هر كولن بار الكتریكی را نیروی محركة الكتریكی (e.m.f.) باتری می نامند. نیروی محركة الكتریكی را بر حسب ولت ( V ) اندازه می گیرند.

باتریها

یك باتری از به هم بستن چند پیل به یكدیگر تشكیل می شود.

برای تولید جریان های زیاد كه در اتومبیلها مورد نیاز است از باتریهایی كه محتوی مایعات هستند، استفاده می شود.

باتریهای سرب ــاسید نمونه ای از این باتریها هستند.اگر چه این باتریها گران قیمت هستند اما می توان آنها را پس از تخلیه، مجدداً پر كرد.

به پبلهایی كه انرژی آنها را می توان توسط منبع دیگری تأمین كرد، پیلهای قابل شارژ گفته می شود.

مدارهای الكتریكی

به كمك یك منبع تغذیة كم ولتاژ ودو قطعه سیم، لامپی را روشن كنید. این اتصال منبع به لامپ، یك مسیر بستة رسانا ایجاد می كند كه الكتریسیته می تواند در ‎آن مسیر جاری شود. این اتصال را مدار الكتریكی می نامند.

روشن شدن دو لامپ به طور همزمان

لامپها پشت سرهم و در یك خط به هم وصل شده اند. یعنی اتصال لامپها سری است. بنابراین، جریان الكتریكی ابتدا از یكی از لامپها عبور كرده و سپس از لامپ دوم می گذرد.

دراین قسمت با استفاده از یك سیم اضافی، روش دیگری برای روشن كردن لامپها مطرح می كنیم. در این روش، لامپها به طور موازی به هم وصل می شوند وهر لامپ به طور مستقیم به باتری وصل است. دراتصال موازی، هر دو لامپ به صورت پر نور روشن می شوند، واگر یكی از لامپها برداشته شود لامپ دیگر خاموش نمی شود.

 

ولتاژ چیست ؟

 

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

چگونه می توان ولتاژ تولید كرد ؟

این سوال پاسخ سوال دیگری نیز می تواند باشد كه همان روشهای تولید الكتریسیته است . می دانیم كه انرژی تولید نمی شود بلكه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می گردد . از آنجاییكه الكتریسیته هم انرژی است پس باید تبدیل شده انرژی های دیگر باشد . انرژیهایی كه بصورت متعارف برای تولید برق بكار می رود عبارتند از : انرژی شیمیایی در باتریها - انرژی مغناطیسی در ژنراتورها - انرژی نورانی در باتریهای خورشیدی - انرژی حرارتی در ترموكوپلها - انرژی ضربه ای در پیزو الكتریك و ....

مقاومت چیست ؟

الكترونها در هادی براحتی نمی توانند حركت كنند زیرا در مسیر حركت آنها موانعی وجود دارد كه بطور ساده آنها را مقاومت هادی در برابر عبور جریان می گوییم .هرچه قدر این موانع كمتر باشد عبور جریان بهتر صورت میگیرد و می گوییم جسم هادی بهتری است . این موضوع نخستین بار توسط سیمون اهم یك فیزیكدان آلمانی مطرح شد . به همین دلیل واحد اندازه گیری مقاومت اهم است .

منظور از مدار الكتریكی چیست ؟

حال با دانستن سه فاكتور اساسی در برق ( جریان ولتاژ مقاومت ) مدار الكتریكی را تعریف می كنیم : هر مدار الكتریكی یك مجموعه از تولید كننده برق - مصرف كننده آن و سیمهای ارتباطی بین ایندو است .

چند نوع مدار الكتریكی داریم ؟

دو نوع مدار الكتریكی وجود دارد مدار الكتریكی باز كه در آن ارتباط بین تولید كننده در نقطه یا نقاطی قطع است و در نتیجه جریان در مدار وجود ندارد و مدار الكتریكی بسته كه مسیر عبور جریان كامل است و مصرف كننده از تولید كننده انرژی دریافت كرده و آنرا به صورتهای دیگر تبدیل میكند مانند یك لامپ كه برق را به نور تبدیل می كند .

منظور از اتصالی در یك مدار یا اتصال كوتاه چیست ؟

هرگاه در یك مدار بسته جریان از مسیری بجز از مصرف كننده بگذرد و مقدار آن زیاد تر از حد مجاز باشد این وضعیت را اتصال كوتاه می گوئیم . در حالت اتصال كوتاه سیم كشی مدار و تولید كننده برق در معرض آسیب جدی قرار می گیرند زیرا جریان مدار بسیار زیاد شده و باعث داغ شدن سیم كشی و اضافه بار شدن منبع تولید كننده برق می گردند در نتیجه اتصال كوتاه باید سریعا و بصورت خودكار قطع شود كه این وظیفه بعهده فیوز است .

اساس كار فیوز چیست ؟

فیوز یك عنصر حفاظتی در مدار است كه هرگونه اضافه جریانی را كه بیشتر از مقدار نوشته شده روی فیوز باشد تشخیص داده و آنرا سریع قطع میكند . بدین صورت كه جریان اضافه سبب تولید گرما در فیوز شده و یك سیم حساس به حرارت را كه در مسیر عبور جریان و در داخل فیوز قرار دارد ذوب میكند و در نتیجه مسیر عبور جریان قطع شده و اتصال كوتاه بطور موقت برطرف می شود اما تا زمانی كه عامل ایجاد كننده اتصال كوتاه مرتفع نگردد عوض كردن فیوز فایده ای ندارد .

خطرات ناشی از برق كدامند ؟

خطراتی كه از برق ناشی می شوند عموما به دو دسته خطرات آتش سوزی و خطرات برق گرفتگی تفسیم میشوند . در صورتیكه در یك مدار الكتریكی اتصال كوتاه پیش آید و برطرف نشود جریان مدار بشدت افزایش یافته و حرارت زیادی تولد می كند . 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 كند .

جریان خطا چیست و چند نوع است ؟

در صورتیكه در مدار الكتریكی جریان از مسیر درست خود جاری نشود آنرا جریان خطا می گویند . این جریان ممكن است از طریق اتصال بدنه به زمین جاری شود یا از مدار اصلی بگذرد كه میزان آن بیشتر از حد مشخص مدار است كه آنرا اتصال كوتاه یا اضافه بار گویند . در حالت اتصال كوتاه دو نقطه ای از مدار كه نسبت به هم دارای ولتاژ هستند بهم اتصال می یابند ( توسط یك مقتومت بسیار كوچك ) و در حالت اضافه بار تعداد مصرف كننده 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 . ممكن است اندازه جریان عبوری از بدن محسوس نباشد كه در این صورت برق گرفتگی قابل تشخیص نیست . اما در صورتیكه میزان جریان عبوری زیاد شود ابتدا شوك 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 الكتریكی چیست ؟

اصولا توان به معنی سرعت تبدیل انرژی است . در دستگاههایی كه برای تبدیل انرژی بكار 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 كننده ها نیز همین موضوع صدق می كند . لامپی كه توان بیشتری دارد نور زیادتری هم تولید می كند .

توان را چگونه محاسبه كنیم ؟

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

واحد و دستگاه اندازه گیری توان چیست ؟

توان با واحد وات waat و در مقادیر بالاتر با كیلو وات و مگاوات سنجیده می شوند كه توسط واتمتر اندازه گیری می شود .

ادارات برق چگونه بهای برق مصرفی ! را محاسبه می كنند ؟

در همه انشعابات ؛ كنتور میزان انرژی تحویلی به مصرف كننده ها را اندازه می گیرد و توسط شماره هایی نشان می دهد . این شماره ها بر حسب كیلو وات ساعت است . برای دانستن میزان مصرف یك ماه : شماره ماه قبل را از شماره جدید كسر می كنند همچنین هر مشترك موظف است در ماه مبلغی را بعنوان حق اشتراك كه ارتباطی به میزان مصرف ندارد بپردازد . بعبارت دیگر شما هرچقدر برق مصرف كنید یك مبلغ ثابت ماهیانه بنام حق آبونمان به آن اضافه می شود . بهای برق مصرفی هم از حاصل ضرب مصرف یكماه در بهای هر كیلو وات ساعت بدست می آید كه در آخر به آن آبونمان و نیز مالیات صدا و سیما اضافه می شود . كه آخرین مورد هیچنفعی برای اداره برق ندارد .

چرا نرخ برق بصورت تصاعدی حساب می شود ؟

این امر به منظور تشویق مشتركین به مصرف كمتر می باشد . البته مصرف كمتر سبب كاهش بار نیروگاهها و پست های توزیع می شود و این خود باعث كمتر روشن ماندن ژنراتورها و پایین آمدن هزینه می شود . البته در كشورهای پیشرفته بعلت فراوانی نیروگاهها هزینه روشن كردن مجدد ژنراتور زیادتر از خاموش ماندن آن است و این سبب تشویق مصرف كننده به افزایش مصرف است بعبارت دیگر نرخ تصاعدی در این كشورها برعكس ایران است .

منظور از زمان اوج مصرف چیست ؟

در زمانها خاصی از شبانه روز بیشترین انرژی از شبكه برق كشیده می شود كه 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 كار كنتور چیست ؟

كنتور ها بر اساس نیروی الكترومغناطیس عمل می كنند . می دانیم كه اگر از یك سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یك میدان مغناطیسس ایجاد می شود كه شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد . در كنتور های تكفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد كه یكی از آنها دارای تعداد دور كم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است . سیم پیچ ضخیمتر با دور كمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند .


نحوه نصب كنتور تكفاز 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 كنند . زمانی كه مصرف كننده ای به كنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد . بعبارت دیگر جریان مصرف كننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یك میدان مغناطیسی ایجاد می كند . سیم پیچ ولتاژ كه همیشه به برق وصل است و دارای یك میدان مغناطیسی ثابت است كه مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف كننده متصل شده به كنتور ندارد . این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر كرده و سبب ایجاد نیروی حركتی در صفحه آلومینیومی درون كنتور می شود . سرعت حركت این صفحه با جریان مصرف كننده رابطه مستقیم دارد . این حركت توسط یك محور و چرخ دنده به یك شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود . این شماره ها بجز رقم اول میزان كاركرد كنتور یا همان مصرف انرژی الكتریكی را بر حسب كیلو وات ساعت نشان میدهند .البته درون كنتور قطعات دیگری هم نظیر : آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و ... وجود دارند كه ما از توضیح آنها صرف نظر كرده ایم .

انواع كنتور كدامند ؟

برای مصارف خانگی دو نوع كنتور تكفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند كه در دسته بندی كنتورها به نوع اكتیو معروفند . اما در مصارف صنعتی می توان به كنتورهای راكتیو و كنتورهای دو تعرفه اشاره كرد كه در جلسات قبل مختصری در باره آنها توضیح داده ایم .

كنتور های پیشرفته چگونه كار می كنند ؟

در كشورهای برخوردار از تكنولوژی دیگر كنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است . در این كشورها كه پول الكترونیكی بسیار رایج است از كنتورهای هوشمند كه در بازه های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص كرده و به ادارات برق گزارش می دهند استفاده می شود . این كنتورها میزان مصرف را از طریق همان خطوط برقی كه آنرا می رسانند به توزیع كننده اطلاع می دهند و شركتهای فروشنده برق نیز بطور خودكار از حساب مصرف كننده برداشت می كنند . در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای كتبی از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودكار كنتور برق مشترك را قطع می كند و مشترك پس از پرداخت هزینه می تواند از خدمات شركت فروشنده استفاده كند .

آیا می توان سر كنتور را كلاه گذاشت ؟

این مساله مانند خرید كالایی است بدون پرداخت وجه آن و درنتیجه نارضایتی صاحب كالارا به دنبال دارد . هدف من از ارائه این راهكار سواستفاده از اعتماد اداره برق نیست و اما جواب این سوال : باید گفت كه می توان شماره انداز كنتور را از كار انداخت كه برای این كار سه راه حل وجود دارد 1 – قطع سیم پیچ جریان 2 – قطع سیم پیچ ولتاژ 3 – از حالت تعادل خارج كردن كنتور ............. اجازه بدهید كه این موضوع را زیاد باز نكنیم .

چگونه با لمس كنتور به برق دار بودن آن پی ببریم ؟

زمانی كه برق به كنتور وصل می شود در سیم پیچ ولتاژ آن جریان ایجاد می شود . این جریان همانطور كه قبلا گفتم ارتباطی به مصرف كننده ندارد . این جریان میدان مغناطیسی را در كنتور ایجاد میكند كه سبب لرزش خفیف آن می شود . پس اگر كف دست را روی شیشه كنتور بگذاریم با احساس این لرزش متوجه برقدار بودن آن می شویم .

در كنار بعضی از كنتورها صدای وزوز ناشی از چیست ؟

این صدا كه شبیه جلیز و ولیز است ارتباطی به خود كنتور ندارد بلكه مربوط به فیوز است كه معمولا در كنار كنتور نصب می شود . اگر اتصال فیوز از نظر الكتریكی درست نباشد ( وجود فاصله هوایی در محل تماس ) و جریان زیادی از فیوز كشیده شود در این حالت قوسهای الكتریكی كوچكی در محل تماس ایجاد می شود كه 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 محكم كرد ( برای فیوزهای پیچی ) یا در نوع مینیاتوری پیچهایی را كه سیم زیر آن قرار دارد سفت نمود . در آخر اگر رفع نشد فیوز را عوض كرد .

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 .

تصوير

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

منبع نامعلوم

آشنایی با مولتی متر

 

كسانی كه همیشه با برق و كارهای برقی سروكار دارند باید بتواند مقدار ولتاژ ، آمپراژ و اهم مدارها را اندازه گیری نمایند . لذا از وسیله ای بنام آوامتر یا مولتی متر استفاده می نمایند.

آوامتر یا مولتی متر :

این دستگاه برای سه كار است :

1. ولت متر برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل

2. آمپرمتر برای اندازه گیری شدت جریان مدار

3. اهم متر برای اندازه گیری مقاومت مدار

در تمام مدارهای برقی سه عامل اخلاف پتانسیل ، شدت جریان و مقاومت وجود دارد لذا در جلسه بعدی تمام این موارد را مورد بررسی قرار می گیرد .

مولتی متر ها در دو نوع با شكل ظاهری مختلف ساخته شده اند .

1. آنالوگ (عقربه ای)

2. دیجیتالی.

در اینجا كار با یك نوع مولتی متر آنالوگ بطور كاملا ساده ارائه می شود :

هر مولتی متر ار قسمت بالا دستگاه صفحه مدرجی دارد كه مقادیری در آن نوشته شده است . در قسمت پایین یك سلكتور یا كلید تنظیم قرار دارد كه می توان بنا بر نیاز خود در وضعیت دلخواه به حركت درآید . بنابراین بوسیله این كلید محدوده ولت متر ، اهم متر و یا آمپرمتر تنظیم می شود .

طبق قرارداد بین المللی سیم قرمز مثبت (+) و سیم سیاه منفی (-) است . در صفحه مدرج دستگاه دو خط بالا با علامتهای DC (جریان مستقیم مثل باطریها) و AC (جریان متناوب –برق شهر) مشخص شده كه مقادیر ولتاژ از آن خوانده می شود . یكی دیگر از آن خطها كه با اهم مشخص و از سمت راست از 0 (صفر) شروع و در سمت چپ علامت بی نهایت (8 برعكس) ادامه دارد برای اندازه گیری مقادیر اهم (اهم متر) می باشد .

در حالت عادی كه دو سیم دستگاه (قرمز و سیاه) از یكدیگر جدا هستند عقربه در انتهای خط یعنی مقاومت بی نهایت قرار دارد .

در داخل دستگاه یك باطری 1.5 است كه در موقع اندازه گیری مقاومت ، جریان این باطری وارد مدار خواهد شد بنابراین اگر باطری این دستگاه ، در آورده شود ، نمی توان از اهم متر استفاده نمود .

همیشه توجه داشته باشید برای اندازه گیری ولتاژ ، سلكتور دستگاه در وضعیت اهم نباشد چون باعث سوختن دستگاه خواهد شد .

1ـ اهم متر

این محدوده برای اندازه گیری مقدار مقاومت مدار است . بنابراین سلكتور را روی محدوده اهم متر قرار دهید . این محدوده از چند بخش تشكیل شده است .

با توجه به اینكه چه مقدار مقاومت در مدار دارید بایستی سلكتور را روی یكی از اعداد قرار دهید .

قبل از این كار باید عقربه را صفر نمائید لذا دو سیم قرمز و سیاه را به هم اتصال دهید . زیر صفحه مدرج یك پیچ تنظیم وجود دارد (Adj) لذا با چرخاندن آن به سمت چپ و راست عقربه را روی عدد صفر (اهم) تنظیم نمائید .

- سپس دو سر سیم را به مدار مورد نظرتان اتصال دهید . عقربه شروع به حركت می نماید به خط مدرج اهم متر نگاه كنید .

- اگر سلكتور روی عدد X1 بود هر عددی را كه عقربه نشان می دهد بخوانید .

- اگر سلكتور روی X100 باشد هر عددی كه عقربه نشان داد را در 100 ضرب نمائید .

- اگر سلكتور روی X1k قرار داشت (1 كیلو اهم مساوی 1000 اهم است ) عدد هقربه را در 1000 ضرب نمائید.

تذكر مهم :

1. برای اندازه گیری مقدار مقاومت مدار بایستی حدود آن را در نظر گرفته نا متناسب با آن سلكتور را تنظییم نمود اگر عقربه به سمت راست یا چپ چسبید نشان آن است كه سلكتور روی عدد درست تنظیم نشده است .

2. برای هر بار اندازه مقاومت لازم است صفر دستگاه توسط پیچ تنظیم گردد .

2 – ولت متر

برای اندازه گیری ولتاژ مدار باید سلكتور را در محدوده ولتمتر قرار داده شود . همانگونه كه ملاحظه می نمائید روی دستگاه دو قسمت برای ولتاژ درنظر گرفته شده است . جریان برق دو نوع است : مستقیم (DC) و متناوب (AC)

بنابراین برای اندازه گیری جریان مستیم یا متناوب ، سلكتور را در آن محدوده قرار می دهید .

در روی صفحه مدرج دو خط در بالا قرار دارد كه كنار هر یك علامت AC و DC نوشته شده كه از صفر تا یك عددی (با توجه به نوع مولتی متر ) در آن درج شده است . مولتی ما از صفر تا 30 و یكی از صفر تا 10 مدرج شده است .

صفر خط ولتمتر در سمت چپ است . برا تنظیم صفر ولتمتر بایستی دو سر سیم قرمز و سیاه از هم جدا باشند سپس به وسیله پیچ تنظیم ، عقربه را روی صفر تنظیم می نمایم .

سیمهای دستگاه را به دو سر مدار وصل نموده ، عقربه روی خط ولتاژ حركت خواهد كرد .

- اگر سلكتور روی 10 باشد چه در محدوده AC و یا DC است ، عدد 0 تا 10 را می خوانیم .

- اگر سلكتور روی 30 باشد مقدار را از روی 30-0 را خوانده ولی هر عددی را كه عقربه نشان داده همان عدد را یخوانید .

- اگر سلكتور روی 300 باشد مقدار را از روی خط 30-0 خوانده و هر عددی كه عقربه نشان داد را در 10 ضرب شود .

در محدوده سلكتور DC اعداد زیر 10 هم دیده می شوند (مثل 0.1 یا 1 و یا 3) . در برق مستقیم ولتاژهای ضعیف نیر وجود دارد . مثل ولتاژ باطریهای 5/1 ولتی كه می توان اندازه آن را گرفت . بنابراین :

- اگر سلكتور روی عدد 3 باشد مقدار 30-0 را خوانده ولی هر عددی را كه عقربه نشان داد در 10 تقسیم می شود .

- اگر سلكتور روی 1 باشد مقدار 10-0 را خوانده هر عددی را كه عقربه نشان داد بر 10 تقسیم می شود .

- اگر سلكتور روی 1،0 باشد مقدار 10 –0 را خوانده هر عددی كه عقربه نشان داد بر 100 تقسیم می شود.

تذكر :

بایستی برای تنظیم سلكتور حدود ولتاژ را در نظر بگیریم اگر حدود ولتاژ را ندانستید ، سلكتور را روی عدد بیشتر قرار داده و اگر دستگاه عدد درستی را نشان نداد مقدار را كم نمائید .

3 – آمپرمتر

اصولا این نوع مولتی مترها مقدار آمپر ضعیف را اندزه گیری می نماید ولی برای آشنایی بیشتر توضیحاتی ارائه می گردد .

برای اندازه گیری شدت جریان سلكتور را در محدوده DcmA قرار دهید .

مقادیر را از روی همان خطهای AC و DC در روی صفحه مدرج خوانده می شود . برای اندازه گیری شدت جریان یك مدار باید دستگاه را به طریقه سری در مدار قرار داد . ابتدا عقربه را صفر نموده سپس به مدار بصورت سری قرار دهید . عقربه حركت می نماید . از روی همان خط AC و DC مقدار خوانده می شود .

- اگر سلكتور روی 1 باشد از روی خط مدرج 10-0 خوانده هر عددی كه عقربه نشان داد بر 10 تقسیم نمائید .. عدد بدست آمده بر حسب میلی آمپر است بعنوان مثال اگر عقربه روی 8 بود مقدار 0.8 میلی آمپر است .

- اگر سلكتور روی 3 بود از روی خط 30-0 خوانده هر عددی كه عقربه نشان داد را بر 10 تقسیم كرده و بر حسب میلی آمپر است .

- اگر سلكتور روی 30 بود از روی خط 30-0 همان عدد را بخوانید .مثلا 20 كه می شود 20 میلی آمپر

- اگر سلكتور روی 300 بود از روی خط 30-0 هر عددی كه عقربه نشان داد را در 10 ضرب نمائید .

http://robot.freeforums.org

 

کیت چیست؟کیت عبارت است از یک مداری الکترونیکی که از چندین قطعه تشکیل شده که در نهایت کاری را انجام میدهد. در اینجا من قصد دارم نحوه ساخت فیبر مدار چاپی یا درواقع بستر کیت( چیزی که قطعات روی آن سوار میشوند) را خدمت شما معرفی کنم

كيت ها در واقع 2 مدل هستند فیبر های 1 لایه و فیبر های 2 لایه, فیبر های 2 لایه مخصوص مدارات بسیار گسترد و پیچیده هستند که برای کم شدن حجم مدار از این تکنولوژی استفاده میکنند. ( مثل کیت های مادر بورد کامپیوتر)
اما نحوه ساخت کیت ( فیبر مدار چاپی):
نمیدانم تا به حال فیبر ها خام فایبر گلس را دیده اید یا نه؟ چیز زیاد پیچیده ایی نیست! یک صفحه عایق را شما در نظر بگیرید که یک لایه مس روی یک طرف آن کشیده شده است. همین! ما میبایست روی آن قسمتس که مس دارد کار کنیم.برای پاک کردن مس های اضافی بایستی از اسید استفاده کرد.
چرا باید مس ها را پاک کنیم؟

اسید مدار چاپی


فیبر فایبر گلس




برای ارتباط قطعات به یکدیگر ما به یک هادی ( رسانا) نیاز داریم, چون صفحه مزبور پوشیده از مس است , و اگر قرار باشد که قطعات را یک جا روی ان بزنیم, آن وقت دیگر مداری نخواهیم داشت. چون قطعات کاملا به هم اتصال میشوند. برای این منظور طرح نقشه اصلی رو که وجود دارد, میبایست روی قسمت مسی فیبر عینا
پیاده کنیم.

چگونگی انتقال نقشه از روی کاغذ به روی قسمت مسی

ما باید نقشه مورد نظر را با استفاده از ساده ترین راه یعنی گذاشتن کاربن بین کاغذ نقشه و فیبر مسی نقشه را روی قسمت مسی انتقال دهیم,همین!
اما
این روش برای مدارهای ساده بوده و برای استفاده از مدارهای ظریف به هیچ عنوان کاربردی ندارد. چون در آن صورت دوباره با اتصال مواجه خواهیم شد.

روش ساخت فیبر مدار چاپی

1- ابتدا فیبر مسی را کاملا تمیز با ریکا یا تاید کاملا شسته و از هرگونه چربی عاری میکنیم

2- با دقت زیاد نقشه را با استفاده از یک کاربن دسته سوم( کهنه) روی قسمت مسی انتقال میدهیم- علت استفاده از کاربن کهنه به این منظور است که چون کاربن خودش چرب هست در قسمت بعد برای ما مشکل ساز نشود.

3- الان نقشه روی قسمت مسی هست! باید با استفاده از ماژیک های واتر پروف( ضد اب ) یا لتراست( کاغدذ های حروف برگردان) روی قسمت هایی که با کاربن مشخص شده بکشیم.

4- پس از آماده کردن طرح باید آن را در اسید بندازیم که خودش روش خاص خود را دارد. اسید مذکور اسید پرکلر دوفر یا FECL3 هستش که به شکل پودر سیاه مایل به قهو ه ایی و قرمز است. این اسید سمی میباشد.
باید یک ظرف پلاستیکی تهیه کنیم0 حتما باید ظرف غیر فلزی باشد) بعد بایستی آب جوش 100 درجه ایی تهیه کنیم ! اب جوش را در ظرف باید بریزیم. به اندازه ارتفاع 2 سانت یا 1,5 سانت ارتفاع اب جوش از سطح ظرف باشد. بعد آرام آرام با دهان بسته( ماسک زده) اسید را در اب جوش میریزیم ( با احتیاط) صدایی میدهد و بخاری از ان بلند میشود , سعی کنید بخار را استنشاغ نکنید.!!!
بعد یک با اب داخل ظرف را هم بزنید, آب به رنگ نارنجی خوش رنگ در می آید! بعد فیبر مسی را به طوری که قسمت مسی آن رو به بالا (هم سطح اب موجود در ظرف) باشد بیندازید و آرام ارام محلول را هم بزنید! با تکان دادن ظرف! به هیچ وجه نگذارید که اسید با دست شما تماس پیدا کند!!
کیت بعد از 10 دقیقه ارام ارام از لبه های خارجی شروع به خورده شدن میکند, و تنها قسمت هایی که ماژیک رنگ شده اند باقی خواهند ماند.

5- پس از اتمام مرحله 4 فیبر باید با آب و تاید و یک سیم ظرف شویی شسته شود. ملاحضه خواهید کرد که قسمت هایی که با مازیک کشیده اید به صورت خطوط مسی درآمده اند.
این همان هادی های لازم هستند.