مقالهمهندسی برق

مبانی برق ۲

مبانی برق ۲

ولتاژ چیست ؟
هرگاه الکترونها در یک هادی در مسیر مشخصی بحرکت در آیند جریان الکتریکی ایجاد می‌شود. اما الکترونها بدون دریافت نیرو و انرژی از مدار گردش بدور هسته خارج نمی‌شوند. بنابر این برای تولید جریان نیاز به یک نیرو داریم که آن را از منابع تولید نیرو مانند باتری می‌گیریم. بعبارت ساده‌تر نیروی لازم جهت ایجاد جریان ولتاژ نام دارد که واحد اندازه‌گیری آن ولت است.
چگونه می‌توان ولتاژ تولید کرد ؟
این سوال پاسخ سوال دیگری نیز می‌تواند باشد که همان روشهای تولید الکتریسیته است. می‌دانیم که انرژی تولید نمی‌شود بلکه از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌گردد. از آنجاییکه الکتریسیته هم انرژی است پس باید تبدیل شده انرژی‌های دیگر باشد. انرژیهایی که بصورت متعارف برای تولید برق بکار می‌روند عبارتند از: انرژی شیمیایی در باتریها – انرژی مغناطیسی در ژنراتورها – انرژی نورانی در باتریهای خورشیدی – انرژی حرارتی در ترموکوپلها – انرژی ضربه‌ای در پیزو الکتریک و….

 

 

مقاومت چیست ؟
الکترونها در‌هادی براحتی نمی‌توانند حرکت کنند زیرا در مسیر حرکت آنها موانعی وجود دارد که بطور ساده آنها را مقاومت “هادی در برابر عبور جریان” می‌گوییم.هرچه قدر این موانع کمتر باشد عبور جریان بهتر صورت میگیرد و می‌گوییم جسم هادی بهتری است. این موضوع نخستین بار توسط “سیمون اهم”، فیزیکدان آلمانی مطرح شد. به همین دلیل واحد اندازه‌گیری مقاومت، اهم است.

 

منظور از مدار الکتریکی چیست؟
حال با دانستن سه فاکتور اساسی در برق (جریان، ولتاژ و مقاومت) مدار الکتریکی را تعریف می‌کنیم: هر مدار الکتریکی یک مجموعه از تولید کننده برق – مصرف کننده آن و سیمهای ارتباطی بین این دو است.
چند نوع مدار الکتریکی داریم؟
دو نوع مدار الکتریکی وجود دارد مدار الکتریکی باز که در آن ارتباط بین تولید کننده در نقطه یا نقاطی قطع است و در نتیجه جریان در مدار وجود ندارد و مدار الکتریکی بسته که مسیر عبور جریان کامل است و مصرف کننده از تولید کننده انرژی دریافت کرده و آنرا به صورتهای دیگر تبدیل میکند مانند یک لامپ که برق را به نور تبدیل می‌کند.
نظور از اتصالی در یک مدار (اتصال کوتاه) چیست ؟
هرگاه در یک مدار بسته جریان از مسیری بجز مصرف کننده بگذرد و مقدار آن زیادتر از حد مجاز باشد، این وضعیت را اتصال کوتاه می‌گوئیم. در حالت اتصال کوتاه سیم کشی مدار و تولید کننده برق در معرض آسیب جدی قرار می‌گیرند زیرا جریان مدار بسیار زیاد شده و باعث داغ شدن سیم کشی و اضافه بار شدن منبع تولید کننده برق می‌گردند در نتیجه اتصال کوتاه باید سریعا و بصورت خودکار قطع شود که این وظیفه بعهده فیوز است.
اساس کار فیوز چیست ؟
فیوز یک عنصر حفاظتی در مدار است که هرگونه اضافه جریانی را که بیشتر از مقدار نوشته شده روی فیوز باشد تشخیص داده و آنرا سریع قطع میکند. بدین صورت که جریان اضافه سبب تولید گرما در فیوز شده و یک سیم حساس به حرارت را که در مسیر عبور جریان و در داخل فیوز قرار دارد ذوب میکند و در نتیجه مسیر عبور جریان قطع شده و اتصال کوتاه بطور موقت برطرف می‌شود اما تا زمانی که عامل ایجاد کننده اتصال کوتاه مرتفع نگردد عوض کردن فیوز فایده‌ای ندارد.
اساس کار کنتور چیست ؟
کنتور‌ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می‌کنند. می‌دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد. در کنتور‌های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است این سیم پیچ را سیم پیچ جریان و سیم پیچ دیگر را سیم پیچ ولتاژ می‌نامند.
نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است ؟
سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می‌گیرند. و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می‌کنند. زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می‌شود، جریان از سیم فاز و نول می‌گذرد. بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می‌گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است (که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد)، این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی‌درون کنتور می‌شود. سرعت حرکت این صفحه با “جریان” مصرف کننده رابطه مستقیم دارد. این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره “انداز یا نامراتور” ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره‌ها زیاد می‌شود. این شماره‌ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند. البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر: آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و… وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده‌ایم.
انواع کنتور کدامند ؟
برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع “اکتیو” معروفند. اما در مصارف صنعتی می‌توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد.
نتور‌های پیشرفته چگونه کار می‌کنند ؟
در کشورهای برخوردار از تکنولوژی، کنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است.       در این کشورها که پول الکترونیکی بسیار رایج است، از کنتورهای هوشمند که در بازه‌های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص کرده و به ادارات برق گزارش می‌دهند، استفاده می‌شود. این کنتورها میزان مصرف را، از طریق همان خطوط برقی که آنرا می‌رسانند به توزیع کننده اطلاع می‌دهند و شرکتهای فروشنده برق نیز بطور خودکار، پول را از حساب مصرف کننده برداشت می‌کنند. در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای کتبی، از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودکار کنتور برق مشترک را قطع می‌کند    و مشترک پس از پرداخت هزینه می‌تواند از خدمات شرکت فروشنده استفاده کند.

این مطلب نقل قولی از یکی از دوستانم هست:

چگونه برق به ایران آمد؟

در زمان تزار رفت و آمد خارجی ها به سرزمین روسیه آزاد بود و تجار زیادی از کشور ما منجمله پدر بزرگ من و پسرانش نیز به آن کشور رفت و آمد و داد و ستد داشتند. هر ایرانی که در روسیه مدتی ساکن و مشغول کاری می شد طبق رسوم روسیه آن زمان، به آخر اسم آنها کلمه «اف» یا «یف» قرار می دادند. همین مساله سبب شد که پدر بزرگم و پسران او در تبریز تجارتخانه خود را به نام «برادران رضایف» بنیاد نهادند و بر اثر درستی و صداقت در کار مورد اعتماد واقع شده و دارای اعتباری خاص شدند.
آنها تصمیم گرفتند در روسیه نیز دفاتر تجاری دایر کنند که گویا ابتدا در شهر سمرقند به ایجاد تجارتخانه اقدام کردند و پس از مدتی کوتاه بر اثر نیک نامی به شهرت بالایی رسیدند و برادران رضایف توانستند در شهرهای دیگر مثل «عشق آباد»، «بادکوبه»، «تفلیس» و «بخارا» تجارتخانه باز کنند و در شهرهایی چون «چهارجوی»، «ارکنج» و «مشکین» دفتر نمایندگی دایر و دارای املاک و مستغلات زیادی شوند. تجارتخانه ای هم در لندن و بعضی شهرهای اروپایی دایر کردند. پدر بزرگم به نام «حاج محمد باقر میلانی» و فرزند بزرگش یعنی پدرم «حاج میرزا محمود میلانی» (رضایف) با هم و عموهایم جداگانه تا زمان انقلاب روسیه در سال ۱۹۱۷ که بلشویکی اعلام شد در آنجا مشغول تجارت بودند که پس از آن کلیه خارجی ها را از آن کشور اخراج و اموالشان را مصادره کردند.
در زمان تزار که پدر بزرگ و پدرم دارای ثروت زیاد؛ و چون پشت اندر پشت به اعتقادات مذهبی خود پای بند بودند پدر بزرگ تصمیم می گیرد یک دستگاه مولد برق با قوه دوازده ۱۲ اسب بخار از روسیه به قیمت هشت هزار تومان پول نقره خریداری کند و برای ایجاد روشنایی حرم مطهر حضرت رضا (ع) ارسال دارد؛ چون در آن زمان برای ایجاد روشنایی منحصرا از پیه سوز، شمع و بعدها از نفت استفاده می شد.
پدر بزرگ در سال ۱۲۷۸ هجری شمسی مسئولیت نصب مولد را به عهده پدرم حاج میرزا محمود می گذارد و چون این کار باید توسط فردی مسلمان انجام می شد اهالی بادکوبه جوانی بیست ساله را به نام تاری وردیف که از اهالی سلماس آذربایجان ایران و از یازده ۱۱ سالگی در شهر تفلیس روسیه مهندسی برق را خوانده بود به پدرم معرفی و پدرم او را که بعدا به نام حیدر عمو اوغلی نامیده شد استخدام و در سال ۱۲۷۸ شمسی او را با خود به همراه مولد و کلیه وسایل مورد نیاز به مشهد برد و این مولد را اول بالا خیابان سر یک کوچه که بعدا به کوچه چراغ برق معروف شد نصب و پس از ۱۱ ماه یعنی در سال ۱۲۷۹ هجری شمسی مولد راه اندازی و مورد بهره برداری قرار گرفت و از طرف حاج محمد باقر میلانی و پدرم به بارگاه حضرت اهدا شد. به همین مناسبت از طرف آستانه پدرم به سمت خدامی حضرت نایل شد و علاوه بر آن محل دفنی در پایین پای حضرت به وی داده شده بود که متاسفانه پس از فوت ایشان با بی توجهی برادرانم در قبرستان عمومی به خاک سپرده شد.
ناگفته نماند عده ای افراد ناوارد به تاریخ ورود برق در چه زمانی و یا توسط چه کسی به ایران آورده شده مطالبی غیر واقعی نوشته اند که اولین مولد را برای حضرت رضا (ع) مظفر الدین شاه قاجار خریداری و به مباشرت حاج محمد باقر میلانی به مشهد آورده شده است. باید بگویم که من به عنوان فرزند حاج میرزا محمود رضایف و نوه حاج محمد باقر میلانی با در دست داشتن بیش از پنجاه سند غیر قابل انکار، آن چه در کتاب «تاریخ صنعت برق در ایران» توسط یک مهندس بازنشسته برق به چاپ رسیده از نظر تاریخی عاری از حقیقت می دانم و معتقدم نویسنده و تایید کننده و حمایت کننده آن کوچکترین مطالعه ای در موضوع تاریخ برق نداشته اند. آن کتاب از نظر سندیت تاریخی فاقد ارزش است برای اثبات ادعای خود نیز دست اندر کاران چاپ کتاب را در هر کجا که باشند به مناظره رو در رو دعوت می کنم.
به عنوان موخره باید بگویم که قرار بود در بهمن ماه سال ۱۳۸۱ کتاب مذکور با مدارک و اسنادی که اینجانب در اختیار هیات تحریریه آگاهان نیرو گذاشته بودم از نظر تاریخی، اصلاح و مجددا منتشر شود، ولی تاکنون مسئولان برق چاپ کتاب را متوقف کرده و موضوع را به دفع الوقت می گذارنند.

دیودهای شاتکی

مشکل ذخیره بار در پیوند p-n در دیودهای شاتکی حذف و یا به حداقل رسیده است. این کار از طریق یک سد پتانسیل که میان یک فلز ویک نیمه هادی وصل می شودانجام می پذیرد. یک لایه فلزی روی یک لایه اپی تکسیال باریک از سیلیکون نوع n قرار داده می شود. سد پتانسیل رفتار یک پیوند p-n شبیه سازی می‌کند. عمل یکسوسازی فقط به حامل های اکثریت بستگی دارد و در نتیجه حامل های اقلیت اضافی برای ترکیب شدن وجود ندارند. اثر بازیابی منحصرا به خاطر ظرفیت خازنی خود پیوند نیمه هادی است.

دیودهای بازیابی معکوس

دیودهای بازیابی سریع زمان بازیابی کوچک در حدود ۵ میکرو ثانیه دارند. این دیودها در مدارهای  مبدل های dc به dc و dc به ac که سرعت بازیابی اغلب اهمیت بحرانی دارد بکار میروند. محدوده جریانی کارکرد این دیودها از کمتر از یک آمپر تا چند صد آمپر و محدوده ولتاژشان از ۵۰ ولت تا حدود ۳ کیلو ولت است.

برای محدوده بالای ۴۰۰ ولت دیودهای بازیابی سریع معمولا به روش دیفیوژن ساخته می شوند و زمان بازیابی بوسیله دیفیوژن طلا یا پلاتین کنترل می شود.برای محدوده ولتاژ کمتر از ۴۰۰ ولت دیود های اپی تکسیال سرعت کلید زنی بیشتری نسبت به دیود های دیفیوژنی دارند. دیود های اپی تکسیال  پهنای بیس کمی دارند که باعث می شود زمان بازیابی کوچکی در حدود ۵۰ نانو ثانیه داشته باشند.

دیودهای همه منظوره

دیودهای یکسوکننده همه منظوره زمان بازیابی معکوس نسبتا زیادی دارند که در حدود ۱ میکروثانیه است و در کاربردهای سرعت پایین بکار می‌روند که زمان بازیابی چندان اهمیت ندارد محدوده جریان این دیودها از کمتر از ۱ آمپر تا چند هزار آمپر و محدوده ولتاژ ۵۰ ولت تا حدود ۵۰ کیلو ولت می باشد . این دیودها معمولا به روس دیفیوژن ساخته می شوند . با این وجود یکسو کننده های آلیاژی که در منابع تغذیه دستگاههای جوشکاری بکار می روند از لحاظ هزینه به صرفه ترند و محدوده کاری آنها تا ۳۰۰ آمپر و ۱۰۰۰ ولت می رسد.

برچسب ها

امیر شیخلو

مهندس برق هستم و عاشق تکنولوزی ، علاقه مند به خدمت به بزرگ اندیشان . در زمینه سیستم های امنیتی - نظارتی و اتوماسیون صنعتی ، شبکه های برق فعالیت میکنم

نوشته های مشابه

2 دیدگاه

  1. شما باید جنبه های داخل یک چالش مهم برای یکی از همه از سایت های مفید ترین وبلاگ برای همه شبکه در نظر بگیرند. من در واقع می توانید worldbook.ir را نشان می دهد!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید
بستن
  • SIT

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن