دسته بندي ها

جستجو

لينک هاي روزانه

- برق(1)

جعبه پیام




امکانات


آخرين نوشته ها

آرشيو

خبرنامه

آمار

آنلاین : 1
بازدید امروز : 1
بازدید دیروز : 2
بازدید هفته گذشته : 11
بازدید ماه گذشته : 57
بازدید سال گذشته : 692
کل بازدید : 7733

لينک دوستان

انتقال توان الکتریکی
 

تعریف

انتقال توان الکتریکی دومین فرایند ارائه الکتریسیته به مصرف کننده هاست. الکتریسیته توسط نیروگاه های برق تولید می شود و سپس توسط فروشنده ها به مصرف کنندگان نهایی به عنوان یک کالا فروخته می شود.
انتقال توان الکتریکی و شبکه توزیع الکتریسیته اجازه ارائه الکتریسیته تولید شده را به مصرف کننده ها می دهد. فرایند صنعتی شدن سریع قرن 20 ام خطوط و شبکه های انتقال را تبدیل به بخش مهمی از زیر ساخت های اقتصادی در کشورهای صنعتی، کرد.

شبکه های برق امکانات تولید زیادی را ممکن می سازند، نظیر سدهای هیدرو الکتریک، نیروگاه های سوخت فسیلی، نیروگاه های هسته ای و ... که توسط سازمان های بهره برداری خصوصی و عمومی، برای تولید مقادیر بزرگی از انرژی و ارائه آن به شبکه های توزیع برای تحویل به مصرف کننده های خریدار، گردانده می شوند.

معمولاً الکتریسیته را در طول فواصل بلند از طریق ترکیبی از خطوط انتقال توان هوایی (مانند آنچه در شکل مشاهده می شود) یا کابل های زیر زمینی ارسال می کنند.
تصویر

اولین ژنراتور هیدروالکتریک بزرگ در آبشار نیاگارای ایالات متحده (که تحت دیدگاه فنی نیکلا تسلا ساخته و نصب شده بود) نصب شد و از طریق خطوط انتقال، الکتریسیته را برای بوفالو، نیویورک فراهم ساخت.

ورودی شبکه

یک شبکه انتقال از: نیروگاه های برق، پست های برق و مدارات انتقال ساخته شده است. معمولاً برق از طریق یک جریان متناوب سه فاز انتقال می یابد. در نیروگاه ها، برق را در سطح ولتاژی نسبتاً پایین در حدود 10 تا 15 کیلو ولت تولید می کنند، سپس توسط ترانسفورماتور نیروگاه، آن را به یک ولتاژ بالا (220 تا 440 کیلو ولت) جریان متناوب می رسانند تا آن را به یک پست برق که نقطه خروجی شبکه است و در فواصل دور قرار دارد، انتقال دهند.

تلفات

به منظور کاهش درصد تلفات توان لازم است که الکتریسیته را در ولتاژهای بالا انتقال دهیم. هرچه که ولتاژ بالاتر باشد جریان کمتر خواهد بود که این امر اندازه ی کابل مورد نیاز و میزان انرژی تلف شده را کاهش می دهد. انتقال در طول خطوط بلند معمولاً در ولتاژهای 100 کیلو ولت و بالاتر صورت می گیرد. تلفات انتقال و توزیع در ایالات متحده در سال 2003م 2/7 و در انگلستان در سال 1998م 4/7 درصد تخمین زده شده است.

وقتی لازم است که توان را در طول خطوط بسیار بلند انتقال دهیم، استفاده از جریان مستقیم برای انتقال، به جای جریان متناوب موثرتر ( و بنابراین اقتصادی تر) است. به دلیل اینکه این امر نیازمند هزینه کردن پول بسیار زیادی بر روی مبدل های توان AC/DC است، از این روش تنها در هنگام انتقال مقادیر بسیار زیاد توان در طول خطوط بسیار بلند یا برای موقعیت های خاص، نظیر یک کابل زیر دریا انجام می شود.

همچنین به دلیل طبیعت بارهایی که به شبکه وصل می شوند، توان از بین می رود؛ این تلفات با نام ضریب توان بیان می شود. اگر ضریب توان کم باشد بخش زیادی از توان هدر می رود. شرکت های بهره بردار تلاش شایان توجهی را برای حفظ یک ضریب توان خوب صرف می کنند.

خروجی شبکه


پست های برق برای کاهش دادن ولتاژ و تغذیه آن به خطوط برق محلی کم ولتاژ برای توزیع به کاربران تجاری و خانگی، نیز به کار می روند. عموماً الکتریسیته با استفاده از ترانسفورماتورهای واسطه به یک ولتاژ زیر- انتقال (66-132 کیلو ولت) تبدیل می شود و سپس به یک ولتاژ متوسط (10 - 50 کیلو ولت) تبدیل شده، و در نهایت، در پست های توزیع، برق به ولتاژ پایین (220-330 ولت) تبدیل می شود.

تمامی روش تغذیه از خطوط توزیع تا مصرف کننده های کوچک انتهای خط از طریق اتصالات تک فاز یا سه فاز است.

ارتباطات


خطوط انتقال را می توان برای انتقال اطلاعات هم مورد استفاده قرار داد، که حامل خط برق یاPLC خوانده می شود.

نگرانی های سلامتی


برخی گفته اند که زندگی در کنار خطوط ولتاژ بالا برای حیوانات و انسان ها خطرناک است. عده ای نیز ادعا کرده اند که تشعشعات الکترو مغناطیسی ناشی از خطوط برق، منجر به ریسک زیاد ابتلا به انواع معینی از سرطان می شود. برخی مطالعات بیان داشته اند که این ریسک را شناسایی کرده اند در حالی که برخی دیگر این ادعا را رد می کنند. مطالعات انجام شده بر روی افراد زیادی نشان داده است که هیچ رابطه واضحی بین تاثیرات بر روی سلامتی و نزدیکی به خطوط برق وجود ندارد.

اکنون دیدگاه علمی غالب این است که خطوط برق منجر به هیچ گونه افزایشی در ریسک ابتلا به سرطان یا دیگر بیماری های بدنی نمی شوند. برای مباحث دقیق تر راجع به این موضوع، شامل منابع بسیاری از مطالعات دانشمندان، به سوالات و جواب های خطوط برق و سرطان مراجعه کنید. این موضوع تا حدودی در کتاب علم وودو «Voodo»ی ربرت ال پارک بحث شده است.

توان الکتریکی سه فاز
 
 
 

مقدمه

در کشورهای صنعتی ، سه فاز روش عمومی انتقال توان الکتریکی است. این سیستم در واقع نوعی از سیستم چند فاز است. در نیروگاههای برق یک ژنراتور الکتریکی توان مکانیکی را به یک دسته از جریانهای الکتریکی متناوب تبدیل می‌کند که از هر کدام از سیم پیچهای الکترومغناطیسی یا سیم پیچهای ژنراتور تولید می‌شوند. جریانها همگی توابعی سینوسی از زمان هستند و همگی دارای فرکانسی مشابه اما با زاویه‌های متفاوت. در یک سیستم سه فاز ، زاویه‌ها دارای اختلاف 120 درجه‌ای (که حداکثر جداسازی ممکن بین زاویه‌هاست) هستند. فرکانس معمولاً در اروپا 50 هرتز و در ایالات متحده 60 هرتز است لیست کشورها به همراه پریزهای خطوط برق ، ولتاژها و فرکانسها را مشاهده کنید.) سه فاز معمولاً توسط رنگها نشانه گذاری شده‌اند، که بطور سنتی قرمز ، زرد و آبی هستند.



تصویر

خروجی ولتاژ ژنراتورها از چند صد ولت تا بالای 20000 ولت تغییر می‌کند. این ولتاژ معمولاً توسط یک ترانسفورماتور به یک سطح ولتاژ بالاتری تبدیل می‌شود. علت این افزایش ولتاژ هم کاهش تلفات است. توان برابر حاصلضرب ولتاژ و جریان است، بنابراین برای یک توان داده شده اگر شما ولتاژ را افزایش دهید جریان کاهش می‌یابد. تلفات گرمایی در یک خط انتقال با مجذور جریان متناسب است و در نتیجه اگر شما جریان را نصف کنید، تلفات یک چهارم می‌شود. به همین علت برخی از خطوط انتقال در سطح ولتاژی بیش از 500،000 ولت کار می‌کنند.

در انتهای خط انتقال ، یک پست برق یا یک ترانسفورماتور ، برق را از ولتاژ زیاد خطوط انتقال به سه جریان متغیر سینوسی با ولتاژ 120 ولت (در ایالات متحده) یا 230 ولت (در اروپا) جریان متناوب (Vac) تبدیل می‌کند. سپس این برق از طریق چهار سیم به مدارات مصرف کننده‌ها در یک تابلوی فرمان اصلی ، ارائه می‌شود. یکی از سیمها خنثی است یا در منبع برق زمین شده است، فازها یا سه خط دیگر ، برق را به نقطه مقصد یا ترانسفورماتورهای تغذیه می‌رسانند. با برقراری اتصال بین یک فاز و سیم خنثی ، ولتاژی معادل 120 ولت متناوب (یا 230 ولت متناوب) برای مدار متصل شده فراهم می‌شود.

شبکه انتقال توان به گونه‌ای طراحی شده است که هر فاز اندازه جریانی برابر را از خود عبور دهد، همه جریانهای برگشتی از مناطق مسکونی مصرف کننده‌ها به نیروگاه ، در جریان سیم خنثی سهیم هستند، اما سیستم سه فاز تضمین می‌کند که جمع جریانهای برگشتی تقریباً صفر است. اتصال بین دو فاز ولتاژی معادل 3√ یا 73/1 برابر ولتاژ تک فاز را ایجاد می‌کند (208 ولت متناوب در ایالات متحده ، 400 ولت متناوب در اروپا). شکل موجهای دارای اختلاف فاز ، با یکدیگر جمع می‌شوند تا یک پیک ولتاژی بالاتری را در شکل موج نهایی ایجاد کنند. چنین اتصالی را اتصال خط به خط می‌نامند و معمولاً با یک مدار شکن دو قطب صورت می‌گیرد. از این نوع اتصال بیشتر برای گرمکنها مانند یک گرمکن قرنیزی 2 کیلو وات و 208 ولت ، استفاده می‌کنند.

ولتاژهای استاندارد دیگر موجود در آمریکای شمالی شامل ولتاژهای 240 ولت فاز به فاز ، 277/480 ولت و 347/600 ولت می‌شود. ولتاژ فاز به زمین (سطح ولتاژ پایین تر) دو مورد آخر عموماً تنها برای روشنایی به کار می رود. ولتاژ 600 ولت در کانادا بسیار بیشتر از آمریکا ، معمول است. در موتورهای سه فاز یا هواسازهای کارا (برای مثال اکثر بخش های York که بالای 5/2 تن هستند، سه فاز اند) هر سه فاز برق مورد استفاده قرار می‌گیرد، چرا که این بهترین راه انتقال مقادیر بزرگ توان الکتریکی است. گفتنی است که راه اندازی موتور ، توان بیشتری را نیاز دارد.

برخی دستگاه‌هایی ساخته شده‌اند که یک سه فاز مصنوعی را از یک برق تک فاز تپ ـ وسط (240 ولت متناوب در ایلات متحده ، با تفکیک زاویه 180 درجه) ایجاد می کنند. این عمل با ایجاد یک "زیر فاز" سوم بین دو قطب انجام می شود که منجر به یک تفکیک فاز 90=90-180 درجه‌ای می‌شود. بسیاری از دستگاه‌های سه فاز بر این اساس کار می کنند، اما با یک فرکانس پایین‌تر. برخی اوقات برق تک فاز تپ ـ وسط240 ولت متناوب، به غلط برق "دو فاز" خوانده می شود. باید توجه شود که یک سیستم دو فاز سیستمی است که در آن دو ولتاژ دارای اختلاف 90 درجه‌ای هستند. برای مثال ، اگر یکی از ولتاژها برابر:


Cos 2п) * 60t)

و دیگری:
sin 2п) * 60t)

است، آنگاه شما یک سیستم دو فاز دارید که به عنوان سیستم عمود (یکی به عنوان بخش حقیقی و دیگری به عنوان بخش موهومی در نظر گرفته می شود) نیز شناخته می شود. یک سیستم دو فاز به ازای 120 ولت متناوب خط به خنثی تقریباً ولتاژی معادل 7/169 ولت متناوب خط به خط را ایجاد می‌کند. سیستمهای دو فاز تنها برای توان بالا به کار می‌روند چرا که آنها نیاز به سیمهایی به همان تعداد سیمهای ارتباطی اتصال مثلث سه فاز دارند (برای مثال یکی برای سینوس ، یکی برای کسینوس و یک سیم مشترک) و نیز سیستم دو فاز مقدار انرژی یکسان را در هر یک از سه سیم توزیع نمی‌کند (اگر چه سینوس و کسینوس متعادل‌اند، اما سیم خنثی مانند دو تای دیگر نیست). گفته می‌شود که یک سیستم دو فاز توان مختلط ایجاد می‌کند و چنین سیستمهایی در ولتاژهای پایین‌تر به کار می‌روند (برای مثال برای کاربردهای ارتباطی ، یا راه انداختن موتورهای پله‌ای و مانند این) و عموماً در سطح توانهای بالا توزیع نشده‌اند.

در عمل ، اگر ما فازورهای یک سیستم دو فاز یا سه فاز را حول دایره واحد در صفحه مختلط رسم کنیم، دارای یک نوع از توان مختلط خواهیم بود. یک سیستم فاز شکسته (تپ ـ وسط) 240 ولت متناوب ، وقتی که به صورت فازورها روی صفحه مختلط رسم شود، می تواند کاملاً در طول محور حقیقی وجود داشته باشد. در واقع ، این کمبود قابلیت توان مختلط است که توانایی یک سیستم تغذیه را برای تولید یک میدان دوار مغناطیسی تضعیف می‌کند و این میدان دوار مغناطیسی است که موجب گردش مؤثر موتورها می‌شود. چنین برقی (فاز شکسته) برای گرمایش خوب است، اما مثلاً برای گرداندن یک هوا ساز خیلی بهتر است تا از توان مختلط استفاده کنیم.

چگونه تغذیه سه فاز را امتحان کنیم

یک تغذیه سه فاز الکتریکی شامل سه هادی فعال و یک زمین می‌شود. اگر که تغذیه الکتریکی یک موتور القایی سه فاز بین پارامترهای معینی نباشد، نمی‌تواند به درستی کار کند. این پارامترهای نوعی مانند مقابل‌اند: 208 یا 415 ولت بین فازها ، 120 یا 240 ولت بین هر فاز و زمین ، خطای ولتاژ کمتر از 12 درصد مقادیر نامی و اختلاف ولتاژ هر فاز کمتر از 5 درصد فاز دیگر. در یک مدار موتور القایی سه فاز نوعی ، یک مکان مناسب برای آزمایش در طرف خط راه انداز مستقیم موتور است.

چگونه دستگاههای سه فاز را امتحان کنیم

دستگاه‌های سه فاز نظیر پمپها ، کمپرسورها و ... بایستی فازهایشان به ترتیب درستی وصل شود تا از خرابی آنها جلوگیری شود. این دستگاهها عموماً هنگامی که به اشتباه وصل شوند جریان کمتری را می‌کشند و می‌توانند به آسانی توسط یک آمپروب (گیره روی آمپر متر) برای میزان جریانی که از شبکه می‌کشند امتحان شوند. برای مثال آزمایش یک هوا ساز که دارای یک کمپرسور است، می‌توان فهمید که اگر این وسیله به صورت غلطی به برق سه فاز متصل شود، جریان بسیار کمی را خواهد کشید و بنابراین جای هر کدام از دو سیم برق را می‌توان برای تغییر فازها عوض کرد. موتورهای جیبی کوچکی وجود دارند که از جهت چرخش آنها می‌توان برای تشخیص توالی فازها استفاده کرد. این موتورها گران هستند. یک جایگزین ارزانتر استفاده از سه لامپ نئون و دیدن اینکه توالی فاز یا روشن شدن لامپ ها در چه جهتی می چرخد، است. موضوعاتی شامل آزمایش مقاومت سیم پیچ موتور و آزمایش مقاومت خطای زمین بیان شده اند.


برای اطلاعات بیشتر راجع به مدارات سه فاز کلید واژه زیر را مشاهده کنید:

پریزهای الکتریکی سه فاز

برق سه فاز را می‌توان با استفاده از یک پریز سه فاز یا با سه تایی کردن ، تغذیه کرد. اغلب پریزها ، پریزهای دوتایی‌اند. حفره‌های بالایی و پایینی را می‌توان در صورت تمایل از هم جدا کرد و برای مثال با مدار شکنهای مجزایی با یک نول مشترک تغذیه شوند. این کار را معمولاً در آشپزخانه‌ها انجام ‌می‌دهند که در آنها احتمالاً یک بار زیاد روی هر دو پریز اعمال می‌شود. در این صورت یک مدار شکن دو قطب تریپ (قطع کننده) مورد نیاز است. ایده دو برابر کردن را می‌توان به سه برابر کردن گسترش داد، تا اینکه سه پریز دوگانه را بتوان با یک نول مشترک از یک منبع سه فاز تغذیه کرد. عموماً یک مدار شکن سه قطب تریپ عمومی 15 میلی آمپر برای تغذیه چنین پریزی به کار می‌رود. این امر بارهای سه فاز تکی را قادر می‌سازد تا به صورت یک توالی فازی تغذیه شوند. مثالی از این بار یک لامپ با سه حباب است. برای داشتن عملکردی بدون چشمک زنی ، سه حباب هر کدام با یک دوشاخه جدا نصب می‌شوند و با اختلاف فاز 120 درجه‌ای نسبت به هم از یک پریز سه تایی راه اندازی می‌شوند. بالای پریزها لامپهای نئون قرار داده شده تا توالی فاز را در بارهای سه تایی که توالی صحیح فازها مورد نیاز است نشان دهد.
تولید پراکنده «DG»

تولید

بسیاری از کارخانجات، ادارات و خصوصاً بیمارستان‌ها نیاز به منابعی با قابلیت اطمینان بالا برای تولید الکتریسیته و سیستم‌های گرمایی هواساز و آب گرم دارند. برای بالا بردن قابلیت اطمینان منابع تغذیه و کاهش هزینه‌ها، برخی از ادارات و کارخانجات، از تولید ترکیبی یا کارخانجات انرژی کلی استفاده می‌کنند که اغلب از مواد اضافی نظیر آشغال چوب یا گرمای اضافی حاصل از یک فرایند صنعتی، برای تولید الکتریسیته استفاده می‌کنند. در برخی موارد، الکتریسیته از یک سوخت تغذیه شده به صورت محلی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل تولید می‌شود و سپس از گرمای اضافی منبع انرژی گرمایی ژنراتور برای فراهم آوردن آب داغ و نیز گرمایش صنعتی استفاده می‌کنند. هنگامی که یک فرایند صنعتی نیازمند مقادیر زیاد گرمایی است که از منابع غیر الکتریکی نظیر سوخت‌های فسیلی یا زیست جرمی تامین می‌شود، استفاده از یک کارخانه تولید ترکیبی مقرون به صرفه است.

مسائل نظارتی و تکنولوژیکی

تاکنون مسایل نظارتی و تکنولوژیکی بدین مفهوم بوده است که الکتریسیته تولید شده توسط مصرف کننده‌های خانگی را نمی‌توان به راحتی و بدون خطر با تغذیه توان ورودی همراه کرد. شرکت‌های الکتریکی بایستی توانایی جداسازی بخش‌های شبکه برق را داشته باشند، وقتی که یک خط از کار می‌افتد، کارگران بایستی از قطع بودن برق قبل از کار روی آن مطمئن باشند. آنها همچنین وقت زیادی را صرف می‌کنند تا کیفیت برق را در شبکه‌شان حفظ کنند. تاسیسات پراکنده برق هم می‌تواند کنترل این موارد را مشکل‌تر کند.

با ظهور تجهیزات الکترونیک قدرت با قابلیت اطمینان بالا، نصب تجهیزات تولید ترکیبی حتی با اندازه‌های خانگی، اقتصادی و بی‌خطر شده است. این تاسیسات می‌توانند آب داغ خانگی، الکتریسیته و گرمایش خانگی را تولید کنند و انرژی اضافی را به شرکت برق بفروشند. پیشرفت در الکترونیک موجب ساده شدن دسترسی به مسایل امنیتی و کیفی شرکت‌های الکتریکی شده است. برای برطرف کردن موانع رسیدن به افزایش سطوح تولید پراکنده، تنظیم کننده‌ها می‌توانند توسط تضمین عملکرد تولید‌های متمرکز و پراکنده بر روی یک زمینه با سطح متغیر، اقدام کنند.

در ایالات متحده، قانون فدرال از شرکت‌های الکتریکی می‌خواهد که برق را از تولید کنندگان مستقل که تحت پوشش قوانین و بیمه هستند خریداری کنند.

تولید پراکنده به سوخت فسیلی محدود نشده است. برخی از کشورها و مناطق در حال حاضر دارای منبع انرژی تجدید پذیر قابل توجهی در
توربین‌های بادی و احتراق زیست جرمی هستند. افزایش تولید پراکنده نیازمند تغییر در فن‌آوری مورد نیاز برای مدیریت انتقال و توزیع الکتریسیته است. در این صورت نیاز فزاینده‌ای به اپراتورهای شبکه برای مدیریت شبکه‌ها به صورت فعال به جای غیر فعال وجود خواهد داشت. با افزایش مدیرت فعال، مزایای اضافی برای مصرف کننده‌ها به وجود خواهد آمد که این مزایا به صورت معرفی با حق انتخاب‌های بیشتری به نسبت خدمات تغذیه ی انرژی و رقابت بیشتر خواهد بود. اما به هر حال رفتن به سوی مدیریتی فعال‌تر، می‌تواند مشکل باشد. شبکه‌های توزیع الکتریسیته یک حق انحصار طبیعی هستند و بنابراین بشدت قانونمند شده‌اند تا هزینه زیادتری با کار مصرف کننده‌ها بدست نیاورند. سرمایه گذاری شبکه‌ یک معیار کلیدی برای تعیین هزینه‌هایی است که شبکه می‌تواند به مصرف کننده‌ها بدهد.

شبکه‌ها سعی می‌کنند تا مزایای شان را در چارچوب کاری فراهم شده توسط قوانین شان، حداکثر کنند. در حال حاضر چنین قوانینی خیلی مناسب تشویق به انجام رفتارهای ابداعی توسط شبکه‌ها نیستند. به نظر می‌رسد که این امر هم برای توسعه شبکه‌ها و هم برای زیاد شدن سطح تولید پراکنده که به شبکه‌ها اضافه می‌شود، مانع ایجاد کند. اما نشانه‌هایی وجود دارد که مقامات نظارتی در حال آشنا شدن هر چه بیشتر با موانع بالقوه هستند و در حال ارائه قوانین هزینه‌های اتصال و شرایطی برای فعال کردن تولید کننده‌های پراکنده برای شرکت در بازار الکتریسیته هستند.
اوفجم، تنظیم کننده گاز و الکتریسیته در بریتانیا، برای اپراتورهایی از شبکه توزیع الکتریسیته (DNOها) که روی تحقیق و توسعه راه‌ حل‌های ابداعی شبکه برای سازگار کردن تولید پراکنده سرمایه گذاری می‌کنند، تسهیلاتی فراهم کرده است.

علی رغم وجود پتانسیل تولید، بخش عظیمی از تغذیه برق از طریق منابع انرژی غیر متمرکز، اعتبارات انرژی، کنترل جمعیت و پایداری سیستم کماکان موارد مهمی‌اند که گسترش این فن‌آوری را محدود می‌کنند. برای حفظ کنترل و پایداری سیستم قدرت در برخی از شبکه‌ها، مصرف کننده‌های همسایه بایستی تمامی توان الکتریکی‌ای را که ممکن است یک مصرف‌ کننده (که تولید کننده هم هست) تولید کند، استفاده کنند. این امر تضمین می‌کند که یک جریان توان الکتریکی خالص از ژنراتور به مصرف کننده در شبکه توزیع وجود دارد، حتی اگر در توزیع محلی یک برون ریزی محلی وجود داشته باشد.
ژنراتور الکتریکی
 

مقدمه

قبل از اینکه ارتباط بین مغناطیس و الکتریسته کشف شود، ژنراتورها از اصول الکتروستاتیک بهره می‌بردند. ماشین ویمشارت از القای الکتروستاتیک یا تأثیر کردن استفاده می‌کرد. ژنراتور واندوگراف از اثر تریبوالکتریک برق مالشی برای جدا سازی بارهای الکتریکی با استفاده از اصطکاک بین عایقها استفاده می‌کرد. ژنراتورهای الکتروستاتیک کارآمد نیستند و تنها برای آزمایشات علمی که نیازمند ولتاژهای بالا است، مناسب هستند.



تصویر




فارادی

در سال 1831–1832م مایکل فارادی کشف کرد که بین دو سر یک هادی الکتریکی که بصورت عمود بر یک میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، اختلاف پتانسیلی ایجاد می‌شود. او اولین ژنراتور الکترومغناطیسی را بر اساس این اثر ساخت که از یک صفحه مسی دوار بین قطبهای یک آهنربای نعل اسبی تشکیل شده بود. این وسیله یک جریان مستقیم کوچک را تولید می کرد.

دینامو

دینامو اولین ژنراتور الکتریکی قادر به تولید برق برای صنعت بود و کماکان مهمترین ژنراتور مورد استفاده در قرن بیست و یکم است. دینامو از اصول الکترومغناطیس برای تبدیل چرخش مکانیکی به یک جریان الکتریکی متناوب ، استفاده می‌کند. اولین دینامو بر اساس اصول فارادی در سال 1832 توسط هیپولیت پیکسی که یک سازنده تجهیزات بود، ساخته شد. این وسیله دارای یک آهنربای دائم بود که توسط یک هندل گردانده می‌شد. آهنربای چرخنده بگونه‌ای قرار داده می‌شد که یک تکه آهن که با سیم پوشانده شده بود، از قطبهای شمال و جنوب آن عبور می‌کرد. پیکسی کشف کرد که آهنربای چرخنده ، هر بار که یک قطبش از سیم پیچ عبور می‌کند، تولید یک پالس جریان در سیم می‌کند. به علاوه قطبهای شمال و جنوب آهنربا جریانها را در جهتهای مختلف القا می‌کنند. پیکسی توانست با اضافه کردن یک کموتاتور جریان متناوب تولیدی به این روش را به جریان مستقیم تبدیل کند.

دیناموی گرام

به هر حال هر دوی این طرحها دارای مشکل یکسانی بودند: آنها پرشهای جریانی القا می‌کردند که از هیچ چیز پیروی نمی‌کرد. یک دانشمند ایتالیایی به نام آنتونیو پاسینوتی این مسأله را با جایگزینی سیم پیچ چرخنده توسط یک سیم پیچ حلقه‌ای که او با سیم پیچی یک حلقه آهنی درست کرده بود، حل کرد. این بدان معنی بود که آهنربا همواره از بخشی سیم پیچ عبور می‌کرد که این مسأله موجب یکنواختی جریان خروجی می‌شد. زنوب گرام چند سال بعد در حین طراحی اولین نیروگاه تجاری در پاریس در دهه 1870م ، این طرح را دوباره ابداع کرد. طراحی وی با نام دینامی گرام معروف است. نسخه‌های مختلف و تغییرات زیادی از آن هنگام تا کنون در این طراحی بوجود آمده است، اما ایده اصلی چرخش یک حلقه بی پایان از سیم ، کماکان قلب تمامی دیناموهای پیشرفته باقی ماند.

مفاهیم

دانستن این مطلب مهم است که ژنراتور تولید جریان الکتریکی می‌کنند و نه بار الکتریکی که در سیمهای سیم پیچی‌اش وجود دارد. این تا حدودی شبیه یک پمپ آب است که ایجاد یک جریان آب می‌کند اما خود آب را ایجاد نمی‌کند. ژنراتورهای الکتریکی دیگری هم وجود دارند، اما بر اساس دیگر پدیده‌های الکتریکی نظیر: پیزو الکتریسته و هیدرو دینامیک مغناطیسی ، ساختار یک دینامو شبیه یک موتور الکتریکی است و تمام انواع عمومی دیناموها می‌توانند مانند موتورها کار کنند. همچنین تمامی انواع عمومی موتورهای الکتریکی می‌توانند مانند یک ژنراتور کار کنند.
الکترومغناطیس
 

تاریخچه پیدایش الکترومغناطیس

مبدا علم الکتریسیته به مشاهده معروف تالس ملطی (Thales of Miletus) در 600 سال قبل از میلاد بر می‌گردد. در آن زمان تالس متوجه شد که یک تکه کهربای مالش داده شده خرده‌های کاغذ را می‌رباید. از طرف دیگر مبدأ علم مغناطیس به مشاهده این واقعیت برمی‌گردد که بعضی از سنگها (یعنی سنگهای ماگنتیت) بطور طبیعی آهن را جذب می‌کند. این دو علم تا سال 1199 - 1820 به موازات هم تکامل می‌یافتند.

در سال 1199-1820 هانس کریستان اورستد (1777 - 1851) مشاهده کرد که جریان الکتریکی در یک سیستم می‌تواند عقربه قطب نمای مغناطیسی را تحت تأثیر قرار دهد. بدین ترتیب الکترومغناطیس به عنوان یک علم مطرح شد. این علم جدید توسط بسیاری از پژوهشگران که مهمترین آنان مایکل فاراده بود تکامل بیشتری یافت.

جیمز کلرک ماکسول قوانین الکترومغناطیس را به شکلی که امروزه می‌شناسیم ، در آورد. این قوانین که معادلات ماکسول نامیده می‌شوند، همان نقشی را در الکترومغناطیس دارند که قوانین حرکت و گرانش در مکانیک دارا هستند.

پیشگامان علم الکترومغناطیس

اگر چه تنفیق الکتریسیته و مغناطیس توسط ماکسول بیشتر مبتنی بر کار پیشینیانش بود. اما خود او نیز سهم عمده ای در آن داشت. ماکسول نتیجه گرفت که ماهیت نور ، الکترومغناطیسی است و سرعت آن را میتوان با اندازه گیریهای صرفا الکتریکی و مغناطیس تایین کرد. از اینرو اپتیک و الکترومغناطیس رابطه نزدیکی پیدا کردند.

مهندسی برق

MEGWARE.CLIC.jpg

مهندسی برق دانش تحلیل و بررسی ریاضی پدیده‌هایی فیزیکی است که به نحوی به بارهای الکتریکی و حرکت و آثار آن‌ها (از قبیل جریان الکتریکی، پتانسیل الکتریکی، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، موج الکترومغناطیسی، نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی و...) مربوط می‌شوند. محور اصلی فعالیت های مهندسی برق، تبدیل یک سیگنال به سیگنال دیگر است. که البته این سیگنال ممکن است شکل موج ولتاژ یا شکل موج جریان و یا ترکیب دیجیتالی یک بخش از اطلاعات باشد.

این رشته در دانشگاه‌های ایران به پنج گرایش تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:

به تازگی دانشگاه صنعتی شریف گرایش سیستم‌های دیجیتال را به ۵ گرایش فوق اضافه کرده‌است و در این دانشگاه مهندسی برق در مقطع کارشناسی در ۶ گرایش تدریس می‌شود.

همچنین در دانشگاه صنعت آب و برق گرایش شبکه‌های انتقال و توزیع تدریس می‌شود که این گرایش تخصصی مخلوطی از گرایش قدرت و مباحث مربوط به شبکه سراسری برق و مدیریت توزیع و مصرف می‌باشد.

در برخی از دانشگاه‌های کشورهای اروپایی و آمریکا، دانشکدهٔ کامپیوتر هم جزیی از دانشکدهٔ برق می‌باشد.

برچسب‌ها:
نوشته شده در چهارشنبه 15 آذر 1391 ساعت 9:41 توسط : مجتبي ساقي | دسته : | 101 بازدید
  • []


  • صفحه قبل 1 صفحه بعد
    سفارش تبليغات
    سفر به ترکیه | فرش کاشان | آژانس هواپیمایی | منزل مبله شیراز | دستگاه فلزیاب | کفسابی | فلزیاب دست ساز | هتل و اقامت | دیاگ | میز کانتر | گیت کنترل تردد | نوبت دهی پزشکان شیراز | هاست ارزان | پاپ آپ نمایشگاهی | فلزیاب | دکتر نوروزیان | فلزیاب | منزل مبله شیراز | لباس هندی | سفر به تایلند| ثبت شرکت | فلزیاب | راهنمای سفر | سفر به گرجستان | منزل مبله شیراز | فلزیاب | سفر به روسیه | محمد دبیری
    X
    تبليغات