ساختمان خازن

ساختمان خازن

اگر دو صفحه رسنا (هادی)را توسط یک نارسانا (عایق)از هم جدا کنیم یک ((خازن)) شکل می گیرد .خازن برای ذخیره بار الکتریکی به کار می رود.

خازن از دو قسمت اصلی تشکیل شده است

1-صفحات خازن

2-ماده عایق (دی الکتریک)

هرگاه صفحات یک خازن به ولتاژی اتصال داده شود بار الکتریکی در صفحات خازن ذخیره می شود . این شرایط تا زمانی که خازن خالی نشود باقی می ماند. به همین دلیل از خازن در مدارهای الکتریکی به منظور ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می شود.

ذخیره الکتریکی به این معنی است که پس از قطع منبع ولتاژبارهای الکتریکی همچنان باقی بماند.

ظرفیت خازن

میزان توانایی یک خازن در ذخیره کردن بار الکتریکی را ((ظرفیت خازن))میگویند و آن را با حرف C نمایش می دهند.

واحد اصلی اصلی ظرفیت خازن((فاراد)) است .البته چون فاراد واحد بسیار بزرگی است .لذا از واحدهای کوچکتر مانند میکرو فاراد و نانوفاراد استفاده می شود.

شارژو دشارژ خازن در جریان مستقیم

وقتی یک خازن را به ولتاژDCوصل کنیم خازن شارژ می شود.برای دشارژ یا تخلیه بار الکتریکی صفحات خازن می بایست خازن را از منبع تغذیه باز کنیم و پایه های آنها را به هم اتصال دهیم  که عمل دشارژصورت می گیرد.

توجه داشته باشید که نقش دی الکتریک در برقراری جریان و رد و بدل شدن بارهای الکتریکی بسیار مهم است.چرا که با انتخاب یک دی الکتریک خوب می توان مقدار بار الکتریکی جابه جا شده را کاهش و ییا به عبارتی ظرفیت خازن را افزایش داد.

از جمله موارد می توان ایجاد شوک الکتریکی یا شارژخازن فلاش دوربین عکاسی رانام برد .که با زدن دکمه فلاش می زند و باعث دشارژخازن می گردد.

مقدمه ای راجع به الکترونیک قدرت

مقدمه ای راجع به الکترونیک قدرت

در 40 سال اخیر در کاربرد موتورهای الکتریکی انقلابی رخ داده است. ساخت بسته های حالت جامد راهانداز موتور به جای رسیده که عملا هر مسئله کنترولی را می تواند با استفاده از انها حل کرد .با این راه اندازهای حالت جامد می توان موتورهایdcرا با منابع تغذیه acرا با منابع تغذیه dc راه انداخت. حتی می توان توان ac را به توان acبا فرکانس دیگر تبدیل کرد.

از طرفی دیگر هزینه سیستم های راه انداز حالت جامت بشدت پایین آمده و قابلیت اطمینان  آنه بالا رفته است.انعتاف و قیمت نسبتا کم کنترول کننده و راه اندازهای حالت جامد باعث شده موتورهایac کاربردهای جدیدی بیابند,کاربردهای که قبلا تنها با استفاده از ماشین های dc انجام می شد . همچنین با استفاده راه اندازهای حالت جامد موتورهای dc نیز قابلیت انعتاف بیشتری پیدا کرده اند.

تغییر عمده از ساخت وبهبود عناصر حالت جامد توان بالا حاصل شده است.گر چه مطالعه تفصیلی مدارهای الکترونیک قدرت وعناصر آنها خود کتاب مستقلی می خواهد ولی کمی آشنای با انها در فهم کاربرد های موتورهای جدید بسیار لازم است.

عناصر الکترونیک قدرت

در مدارهای کنترول موتور چند نوع وسیله نیمه هادی عمده مورد استفاده قرار می گیرد . مهمتریت این ها عبارت اند از

1-دیود

2-تریستور دوسیمه (یا دیود PNPN)

3- تریستور سه سیمه (یکسو ساز کنترول شده سیلیسیومیSCR)

4-تریستور با گیت خاموش (GTO)

5-دایاک

6-تریاک

7-ترانزیستور قدرت(PTR)

8-ترانزیستور دوقطبی با گیت مجزا شده(IGBT)

اهمیت ترانسفورماتورها در زندگی امروزی

اهمیت ترانسفورماتورها در زندگی امروزی

اولین سیستم توزیع قدرت در ایلات متحده یک سیستم 120ولتdc بود که توسط توماس ادیسون اختراع شد تا توان مورد نیاز لامپهای روشنایی را تامین کند.اولین نیروگاه شهری ادیسون در سپتامر 1882در نیوریوک راه اندازی شد.متاسفانه سیستم قدرت او توان را در چنان ولتاژکمی تولید می کرد و انتقال می داد که برای تامین توانهای قابل توجه جریانهای بسیار بزرگی لازم داشت . این جریانهای بزرگ افت ولتاژها و تلفات توان بسیار بزرگی را در خطوط انتقال سبب می شوند که ناحیه خدمت رسانی یک نیروگاه را واقعا محدود می کرد .در دهه1880برای غلبه بر این مشکل به ازاء هر چند محله یک نیروگاه وجود داشت .این حقیقت که با سیستمهای قدرت dc کم ولتاژ نمی شود توان را تا مسافت های دور انتقال دادموجب می شود که نیرو گاهها کوچیک و محلی و در نتیجه نسبتا کم بازده باشند.

اختراع ترانسفور ماتور و پیشرفت همزمان منابع قدرت ac محدودیت های مسافت و سطح توان سیستم قدرت را برای همیشه طرف کرد. یک ترانسفور ماتور بدون اینکه تاثیری بر توان داده شده بگذارد به طور مطلوبی سطح ولتاژ ac را تعغیر می دهد .اگر ترانسفورماتوری سطح ولتاژ مداری را افزایش دهد باید جریان را کاهش دهد تا توان ورودی اش با توان خروجی اش برابر باشد .بنابراین می توان توان الکتریکی ac را در محل اصلی تولید کرد ولتاژ آن را برای انتقال به مسافتهای طولانی با تلفات اندکی افزایش داد و دیگر بار برای استفاد نهایی ولتاژش را پایین آورد. چون تلفات انتقال خطوط یک سیستم قدرت با مجذور جریان خطوط متناسب است افزایش ولتاژانتقال و کاهش جریان ناشی از آن با ضریب 10تلفات انتقال را با ضریب 100 کاهش می دهد .بدون ترانسفورماتوراستفاده از انرژی الکتریکی در بسیاری از کاربردهای امروزی به سادگی امکان پذیر نبود.

در یک سیستم قدرت امروزی توان الکتریکی در ولتاژ های 12تا15کیلو ولت تولید می شود. ترانسفورماتورها ولتاژرا برای انتقال با تلفات کم در مسافت های طولانی به 110kV تا1000kvافزایش می دهند و سپس آن را برای توزیع محلی به 12kvتا34/5kv می رساند و سرانجاماستفاده ایمن از توان در منازل در ادارات و کارخانجاترا در ولتاژ120ولت ممکن می کنند.

ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورها

ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی ac را از ولتاژی به ولتاژدیگر تبدیل می کند و این از طریق اندرکنش میدانهای مغناطیسی انجام می دهد.این اسباب از دو یا چند پیچک پیچیده شده به دور یک هسته فرو مغناطیسی معمولی تشکیل می شود.این پیچکها معمولاً مستقیماً به هم متصل نشده اند .تنها ارتباط بین پیچک ها توسط شار مغناطیسی درون هسته برقرار می شوند.

توجه:اولین ترانسفورماتورعملی امروزی در سال 1885 توسط ویلیام استنلی ساخته شده است

 سیم پیچی داخلی

یکی از سیم پیچی های ترانسفور ماتور به منبع قدرتac متصل می شود و دومین(و شاید سومین)سیم پیچی,توان الکتریکی بار را تامین می کند.سیم پیچی ای که به منبع قدرت متصل است.سیم پیچی اولیه یا سیم پیچی ورودی ,و سیم پیچی متصل به بار سیم پیچی ثانویه یا سیم پیچی خروجی نام دارد . اگر سیم پیچی  دیگری هم وجود داشته باشد سیم پیچی سومی نامیده می شود.

چهار اساس میدان مغناطیسی

چهار اساس میدان مغناطیسی

میدانهای مغناطیسی مکانیسم اصلی تبدیل انژی در موتورها ,ژنراتورها و ترانسفورماتورهاست .چهار اصل اساسی چگونگی کاربرد میدان مغناطیسی در این وسایل توصیف می کند:

1-سیم حامل جریان در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

2-اگر یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان از درون یک حلقه سیم بگذرد در آن ولتاژ القا می کند.(این اساس کار ترانسفورماتورها است)

3-اگر یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان از درون یک حلقه سیم بگذرد در آن ولتاژ القا می کند .(اساس کار موتور است)

4-اگر در یک میدان مغناطیسی یک سیم حرکت کند رو آن ولتاژ القا می شود.(اساس کار ژنراتور است)