بلاگ

رُبات تهاجمی جدید “پلتفرم ـ ام”

صنایع نظامی روسیه رُبات تهاجمی جدیدی را برای ماموریت های حفاظتی، شناسایی و رزمی عرضه کرده است

.

.

.

شناسایی و نابود سازی اهداف متحرک و ثابت و حفاظت از تاسیسات استراتژیک از جمله قابلیت های اساسی سامانه “پلتفرم ـ ام” هستند. تیربارها ، نارنجک اندازهای”آ. گ. اس. ـ 30″ و موشک های ضد تانک “کورنت” از جمله سلاح هایی هستند که در این پلتفرم نصب شده اند. این سامانه همچنین به وسیله نقلیه، سامانه راداری “فارا”، تصویر ساز گرمایی، فاصله سنج، دوربین ویدیویی، بلندگو، وسیله مین گذار و وسیله مین جمع کن مجهز است.

در فیلم زیر قابلیت های این ربات، که مانند یک سگ حرف شنو دستورات ارباب اش را اجرا می کند، تا حدودی به نمایش گذاشته شده است:

.

http://www.aparat.com/v/irC2v

.

این ماشین مهیب، بزرگ نیست. طول: 160 سانتی متر، عرض: 120 سانتی متر و ارتفاع: 120 سانتی متر. وزن خود “پلتفرم ـ ام” 800 کیلوگرم است و می تواند تا 300 کیلوگرم بار را با سرعت 12 کیلومتر در ساعت حمل کند.

.

.

منبع:

http://ir.sputniknews.com/videoclub/20150722/493828.html

.

.

جولای 27, 2015

بالگردهای آینده: متفکر، سبک، ایمن

در طراحی بالگرد، به قیمت بالابردن وزن قسمت هایی از سازه، اقدام به مقاوم سازی آن تحت بارهای ناشی از ارتعاشات می کنند. حال با استفاده از «سامانه مکانیکی ضد لرزش بالگرد» امکان طراحی سازه هایی با وزن در حدود 30% کمتر به بوجود آمده است.

شرکت سیکورسکی با همکاری شرکت لرد (طراح و سازنده قطعات مکانیکی ضد ارتعاش) آزمایش موفقیت آمیز سامانه ی مکانیکی کاهش و تعدیل ارتعاشات بالگرد را در کانادا به انجام رساند.

در جریان هفتادمین نشست سالانه ی «انجمن فناوری بالگرد آمریکا» که در مونترال کانادا برگزار شد، شرکت «سیکورسکی» اعلام کرد هدف از ساخت و آزمایش «سامانه ی توپی تعلیق ارتعاشات» (HMVS) کمک به حل چالش خستگی خدمه و افزایش قابلیت اطمینان تجهیزات بوده است.

توپی تعلیق نصب شده بر روی بالگرد «بلک هاوک UH60-A» قادر به فرونشاندن بزرگترین ارتعاشات ناشی از روتور اصلی در نزدیکی محور و جلوگیری از انتقال آنها به بدنه بود. در این آزمایش بالگرد از حالت ایستا تا سرعت 150 نات با چرخش خودکار و چرخش طولی (Bank Angle) شصت درجه (که این حالت بیشترین ارتعاشات را به بالگرد وارد مینماید)، آزموده شد.

در طراحی بالگرد، با بالابردن وزن قسمت هایی از سازه، اقدام به مقاوم سازی آن تحت بارهای ناشی از ارتعاشات می کند. تست های اولیه نشان داد که سامانه HMVS با بازده قابل ملاحظه امکان طراحی سازه هایی با وزن کمتر (حدود 30 درصد) را به بوجود آورده است. مدیر پروژه HMVS تصریح کرد در آینده با استفاده از این سامانه قادر به بهبود کارایی خدمه و نیز افزایش قابلیت اطمینان بالگرد خواهیم بود.

پیش تر از این، شرکت سیکورسکی جهت بدون سرنشین کردن بالـگرد رزمی بلک هاوک HU-60 اقدامات قابل بحثی را با کمک ارتش ایالات متحده آمریکا با ماموریت حمل و نقل لجستیک انجام داد. این پروازهای آزمایشی در حالت بدون سرنشین و کنترل زمینی با موفقیت کامل صورت گرفت.

با این تفاصیل، در آینده ی نه چندان دور شاهد پرواز بالگردهای خودمختار با وزن کمتر و ایمنی بیشتر با استفاده های نظامی و غیره نظامی خواهیم بود.

منبع:

http://hitna.ir

برای مطالعه ی بیشتر:

http://aviationweek.com/defense/rotorcraft-vibration-can-be-almost-eliminated

.http://www.sikorsky.com/pages/AboutSikorsky/PressreleaseDetails.aspx?pressreleaseid=15

.http://helihub.com/2015/05/12/lord-corporations-hmvs-technology-selected-for-ahs-internationals-grover-e-bell-award/

www. etesalkootah.ir || 2015-07–27 ©

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو، تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه استفاده کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.ir” بعنوان منبع مجاز است.

جولای 27, 2015

آشنایی با قطعات نصب سطحی از نوع MELF

شما هم گاهی در برخی از دستگاه های الکترونیکی متوجه نوعی از افزاره های نصب سطحی شده اید که به شکل استوانه هایی شیشه ای هستند. آیا می دانید علت استفاده از آنها به جای قطعات معمولی اس.ام.دی. چیست؟

افزاره های MELF که نام آنها مخفف Metal Electrode Leadless Faces (الکترود فلزی قاعده های فاقد سیم) است، المان های نصب سطحی استوانه ای شکلی هستند که پایانه های آنها روی سطح دو قاعده استوانه تعبیه شده اند. در این افزاره ها پایه ی سیمی وجود ندارد و به همین خاطر در نام خود عبارت Leadless را دارند. از این نوع بدنه بیش تر برای ساخت دیودها استفاده به عمل می آید. اما همچنین در تولید «ترمیستور»ها (انواع مختلف NTC و PTC) و نیز مقاومت ها این بدنه به کار برده می شود.

با وجود این که در فن آوری نصب سطحی اکثراً از شکل بدنه ی «چیپ» (Chip) برای ساختن مقاومت ها استفاده می شود، اما در جایی که توان تحمل بالایی در مقابله با :

جریان های شدید پالسی،
پایداری دمایی،
دوام مشخصات فنی و
مقاومت در برابر اختلاف پتانسیل های بالا

مورد نظر باشد، افزاره های «مـِـلـف» به کار گرفته می شوند.

ویژگی های مقاومت های «مـِـلـف»

علیرغم اندازه های بزرگ تر مقاومت های «مـِـلـف» در مقایسه با همنوعان «چیپ» خود، این نوع مقاومت ها همچنان در تولید تجهیزات الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند. علت این امر آن است که این نوع افزاره ها رفتار دقیقاً قابل پیش بینی و معیّنی در هنگام بروز خرابی دارند. در حالی که در یک مقاومت «چیپ» در اثر خراب شدن (سوختن) نمی توان پیش بینی کرد که آیا مقاومتِ سوخته، «باز» (دارای مقاومت بی نهایت) و یا اتصال کوتاه (دارای مقاومت نزدیک به صفر) خواهد شد، مقاومت های «مـِـلـف»، به خاطر ساختارشان همواره فقط «باز» می شوند. اهمیت این امر در مدارهایی است که سوختن مقاومت به صورت اتصال کوتاه در آنها باعث عبور جریان های الکتریکی زیاد و وارد شدن آسیب های شدید به بقیه ی مدار شده و حتی ممکن است به بروز آتش سوزی منجر شود.

باید اضافه نمود که مشخصات فرکانس بالای مقاومت های «مـِـلـف» بسیار خوب است و کارکرد آنها تا فرکانس 24 گیگاهرتز به عنوان «کاملاً رضایت بخش» گزارش شده است.

شکل ساختمانی و اندازه ها

شکل بدنه ی مقاومت های «مـِـلـف» بر اساس الزامات EN 140401-803 و همچنین «استاندارد دین» DIN EN 140401-803 تعریف شده است و یک رمز چهار رقمی داده های DIN برای قطر و طول افزاره را بر حسب میلی متر نمایندگی می کند. «ضریب خطا» یا «تولرانس» این قطعات توسط هر سازنده ای برای محصولات خودش تعیین می شود. داده های زیر بر بنیاد داده-برگ (Datasheet) شرکت تولیدکننده ای به نام Vishay-Beyschlag آورده شده اند:

نام بدنه	نـام فـنـی		طـول و قـطـر	تـوان نـامـی		ولـتـاژ مـجـاز
Melf	(MMB)	0207	L=5/8 mm, Ø=2/2 mm	یک سوم وات	(0/4W)	350V
MiniMelf	(MMA)	0204	L=3/6 mm, Ø=1/4 mm	یک چهارم وات	(0/25W)	200V
MicroMelf	(MMU)	0102	L=2/2 mm, Ø=1/1 mm	یک پنجم وات	(0/2W)	100V

هم پوشانی با افزاره های «چیپ»

افزاره های زیر بدون هیچ تغییری در فیبر مدار چاپی می توانند جایگزین یکدیگر شوند:

«میکروملف» های 0102 با «چیپ» های 0805
«مینی ملف» های 0204 با «چیپ» های 1206
«ملف» های 0207 با «چیپ» های 2512

رمزگذاری دیودهای «مـِـلـف» با حلقه های رنگی

در حقیقت هر تولیدکننده ای روش و نورم رمزگذاری خود را دارد و بدون دانستن نام تولیدکننده، نمی توان به طور مطمئن تیپ یک دیود را تشخیص داد. اما در کل می توان گفت که «کاتد» دیودهای «مـِـلـف» همواره با یک حلقه ی رنگی مشخص شده است. برخی از دیودهای «مـِـلـف» با حروف و اعداد و برخی دیگر با حلقه های رنگی رمزگذاری شده اند. اگر بر دیودی 2Y4 تا 75Y نگاشته شده باشد، به معنی دیود زینرهای یک واتی سری BZV49 با ولتاژ شکست های 2/4 تا 75 ولت است. همچنین درج C2V4 تا C75 به معنی دیود زینرهای نیم واتی سری BZV55 با ولتاژ شکست های 2/4 تا 75 ولت می باشد.

تولیدکنندگانی مانند Vishay یا General Semiconductor برای دیودهای «مـلـف» و «مینی مـلـف» خود یک روش رمزگذاری ژنریک با استفاده از رنگ حلقه ی مشخص کننده ی سمت کاتد دیود، به شرح زیر ایجاد کرده اند:

برای دیودهای «مینی مـلـف»:

سیاه: دیودهای سیگنال معمولی

زرد: دیودهای کلیدگری (Switching)

سبز: دیودهای سریع (شاتکی)

آبی: دیودهای زینر

برای دیودهای «مـلـف»:

سیاه: دیودهای زینر

سبز: دیودهای شاتکی

در جدول زیر روش رمزگذاری دیودهای «ملف» با حلقه های رنگی و قطعه ی معادل هر یک دیده می شود. توجه شود که خواندن رنگ ها از سمت «کاتد» افزاره آغاز می شود:

نـــوار رنـگــی	افــزاره هــای مــتــنــاظــر
سیاه	BAS32, BAS45, BAV105, LL4148, 50, 51, 53, LL4448, BB241, BB249
سیاه – قهوه ای	LL4148, LL914
سیاه – نارنجی	LL4150, BB219
قهوه ای – سبز	LL300
قهوه ای – سیاه	LL4448
قرمز	BA682
قرمز – نارنجی	BA683
قرمز – سبز	BA423L
قرمز – سفید	LL600
نارنجی – زرد	LL3595
زرد	سری دیودهایBZV55, BZV80, BZV81
سبز	BAV105, BB240
سبز – سیاه	BAV100
سبز – قهوه ای	BAV101
سبز – قرمز	BAV102
سبز – نارنجی	BAV103
خاکستری	BAS81, 82, 83, 85, 86
سفید	BB219
سفید – سبز	BB215

علاوه بر آنچه گفته شد، روش های دیگر رمزگذاری هم وجود دارند. به این دلیل در تعمیر دستگاه هایی که این نوع افزاره ها را در خود دارند، باید به نقشه ی مدار مراجعه کرد و یا با مشاهده ی دقیق مدار و اندازه گیری های لازم، عملکرد و نوع افزاره را برآورد نمود.

مطالب مرتبط:

شکل ساختمانی قطعات نصب سطحی (اس.ام.دی.)

لحیم کاری قطعات نصب سطحی (اس.ام.دی.)

لحیم کاری افزاره های نصب سطحی (SMD): چند نکته در مورد خمیر قلع

یک روش ساده برای ساختن خمیر قلع در خانه

منابع:

سایت «مارس پورت»

سایت شرکت Vishay

سایت ویکی

www.etesalkootah.ir || 2015-07-25 ©

جولای 25, 2015

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش دوم (آخر)

تا صد سال پیش مواجهه انسان با میدان های مغناتیسی منحصر به منابع طبیعی تولید آن بود. میدان های مغناتیسی، بسیار بیشتر از مقادیر طبیعی، در تمامی صنایعی که به نوعی از الکتریسیته استفاده می کنند وجود دارند..

حدود مجاز تماس با میدان های الکتریکی پایا و با فرکانس 30 کیلوهرتز و کمتر

پرتوگیری شغلی در فرکانس صفر هرتز تا 100 هرتز نباید از شدت میدان 25 کیلو ولت بر متر بیشتر باشد. در فرکانس 100 هرتز تا 4 کیلو هرتز مقدار قله ی شدت میدان از رابطه زیر بدست می‌آید:

که در آن:

E: حد تماس شغلی برحسب (V/m) ، و

f: فرکانس بر حسب هرتز است.

مقدار سقف حد تماس برای فرکانس‌های 4 کیلوهرتز تا 30 کیلوهرتز 625 ولت بر متر می‌باشد. این مقادیر سقف برای فرکانس‌های صفر تا 30 کیلوهرتز برای بخشی از بدن و نیز برای تمام بدن در نظر گرفته می‌شود.

حدود مجاز تماس با میدان های مغناتیسی با فرکانس 30 کیلوهرتز و کمتر از آن

پرتوگیری شغلی در گسترة فرکانسی 300 هرتز تا 30 کیلو هرتز نباید از مقدار سقف 0/2mT تجاوز نماید.

مقادیر سقف برای فرکانس‌های 300 هرتز تا 30 کیلوهرتز شامل پرتوگیری تمام بدن و همچنین قسمتی از بدن می‌باشد.

مقدار حد تماس شغلی برای فرکانس‌های کمتر از 300 هرتز در ناحیه دست ها و پاها با ضریب 10 و همچنین بازو و ساق پا با ضریب 5 می‌تواند افزایش یابد.

پرتوگیری شغلی در گستره فرکانسی یک تا 300 هرتز از طریق رابطه زیر بدست می‌آید:

که در آن:

B: حد تماس شغلی شار مغناتیسی بر حسب میلی تسلا، و

f: فرکانس بر حسب هرتز است.

حداکثر چگالی شار مجاز در فرکانس 60 هرتز 1 میلی تسلا می‌باشد.

حد مجاز تماس با میدان های مغناتیسی پایا

مقادیر حد تماس شغلی یا شدت های شار مغناتیسی پایا به مقادیری اشاره دارد که به نظر می رسد چنان چه تقریباً کلیه شاغلین به طور مکرر در روزهای متوالی در مواجهه با آن قرار گیرند، اثر سوء بر سلامت آنان عارض نگردد. مقادیر تعیین شده باید به عنوان راهنما جهت کنترل مواجهه با میدان های مغناتیسی پایا استفاده شود، اما نباید به‌ عنوان مرز مشخصی بین ایمنی و خطر تلقی گردد.

موقعیت	TWA هشت ساعته	مقدار سقف
تمام بدن	60mT	2T
دست ها و پاها	600mT	5T
افراد حامل وسایل پزشکی الکترونیکی	—	0/5mT
جدول 1 : مقادیر تماس شغلی مجاز با میدانهای مغناتیسی برای تمام بدن و برای دست ها و پاها

روش اندازه گیری میدان های الکتریکی و مغناتیسی

برای اندازه گیری میدان های الکتریکی و مغناتیسی حاصل از جریان های الکتریسیته لازم است، جهت صفحه گیرنده دستگاه عمود بر جهت میدان الکتریکی و مغناتیسی قرار گیرد، در غیر این صورت شدت های بدست آمده از میدان ها غیر واقعی خواهد بود.

ابتدا برای اندازه گیری میدان الکتریکی، سوییچ اندازه گیری گام را چرخانده و بر روی حالتی قرار می دهیم، تا بتوان بوسیله دستگاه، شدت میدان الکتریکی را بر حسب V/m بدست آورد. سه حالت بالای سوییچ مربوط به شدت میدان های الکتریکی و سه حالت پایین آن مربوط به شدت میدان های مغناتیسی است . ابتدا دستگاه را بر روی کمترین گام قرار داده و شدت میدان مورد نظر را اندازه گیری می کنیم. در صورتی که شدت میدان بالاتر از گام داده شده به دستگاه باشد، یک خط عمودی در سمت چپ صفحه نمایشگر دستگاه ظاهر می شود. در این حالت لازم است گام اندازه گیری دستگاه را بالا برد. در گام پایین، دستگاه قادر است میدان های الکتریکی را تا شدت 20 ولت بر متر اندازه گیری نماید. در صورت وجود میدان های الکتریکی با شدت بالاتر، از گام های 20-200 و یا 200-2000 استفاده می کنیم. دستگاه برای نشان دادن شدت میدان های بالای 99 ولت بر متر، مضرب عدد 1000 را بر روی صفحه نمایش نشان داده و با علامتی که در گوشه سمت راست صفحه ظاهر می شود، نشان می دهد که این عدد بایستی در عدد 1000 ضرب شود. لذا برای خواندن شدت میدان مورد نظر، لازم است عدد موجود در صفحه نمایش در عدد 1000 ضرب شود.

در مورد میدان های مغناتیسی نیز وضعیت به همین صورت است. ابتدا سوییچ اندازه گیری را چرخانده و در وضعیتی قرار می دهیم که شدت میدان های مغناتیسی بر حسب نانو تسلا اندازه گیری شود. گام پایین دستگاه برای اندازه گیری شدت میدان های مغناتیسی بین 0-200 نانو تسلا خواهد بود. در صورت وجود میدان های مغناتیسی با شدت بالاتر، از گام های 200-2000 و 2000-20000 نانو تسلا استفاده می شود . این دستگاه قادر است میدان های مغناتیسی تا شدت 20000 نانو تسلا را نشان دهد ، اما در صورت وجود میدان مغناتیسی با شدت بالاتر، تنها یک خط عمودی در گوشه سمت چپ صفحه نمایش ظاهر می شود.

در هر ایستگاهِ کاری، شدت میدان های الکتریکی و مغناتیسی در دو نقطه ، اندازه گیری می شود.

1) بر روی سینه کارگر و یا اپراتوری که در تماس با دستگاه است

2) اندامهای انتهایی کارگر (پاها)

در صورتی که شدت میدان های موجود بالاتر از گام اندازه گیری دستگاه باشد، اندازه گیری ها در فواصل 1 و 2 متری از منبع بر روی دوایر متحد المرکز انجام می شود و گستره شدت میدان ها در اطراف منبع مشخص می شود.

راه های کنترل میدان های الکترومغناتیس در محیط کار

چگالی شار مغناتیسی با افزایش فاصله از منبع ایجاد جریان مغناتیسی سریعاً کاهش می یابد. پس مهم ترین اصل در کنترل مواجهه با میدان های الکترومغناتیس، اصل فاصله می باشد و کارگران در حالت نشسته، با میانگین های چگالی شار مغناتیسی بالاتری در مقایسه با حالت ایستاده قرار دارند. برای این که جوشکاران از میدان های الکترومغناتیس کمتر متأثر شوند، باید از آن میدان فاصله بگیرند. به همین خاطر نیز ترانس ها از جوشکاران باید با فاصله قرار گیرند.

اگر ترانس نزدیک کارگر باشد و کارگر بطور مستمر در کنار آن کار می کند بهتر است با تدابیری فاصله بین منبع و فرد افزایش یابد.

در مورد نقطه جوش پرتابل، امکان فاصله گرفتن از دستگاه وجود ندارد. تنها می توان با کاهش میزان تماس، از اثرات مخرب این میدان ها بر روی بدن کارگران جلوگیری کرد. در مورد این دستگاه ها باید به این نکته توجه کرد که به هیچ وجه کارگرانی که از وسایل تنظیم کننده ضربان قلب استفاده می کنند، نبایستی در نزدیکی آنها قرار بگیرند.

(پایان)

مطالب مرتبط:

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش اول

منابع:

http://javadja.blogfa.com/post-258.aspx

http://www.leybold-shop.de/feldstaerkemessgeraet-digital-667922.html

http://www.ld-didactic.de/documents/de-DE/GA/GA/6/667/667922de.pdf

www. etesalkootah.ir || 2015-07–25 ©

جولای 25, 2015

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش اول

مقدمه

هر جا که الکتریسیته وجود دارد ارتعاش های مغناتیسی نیز وجود دارند. میدان جاذبه زمین خود یک مغناتیس بزرگ است. میدان های مغناتیسی در همه جا به وفور یافت می شوند نظیر خانه ها و ادارات. شدت میدان مغناتیسی در این جاها به میزان مصرف نیروی الکتریکی مورد نیاز آنها بستگی دارد. میدان های مغناتیسی پیرامون مان را می توانیم کاهش دهیم. در واقع این کار به تنهایی و بدون در نظر گرفتن الکتریسیته امکان پذیر نخواهد بود.

تا صد سال پیش مواجهه انسان با میدان های مغناتیسی منحصر به منابع طبیعی تولید آن بود. بشر در تمام دوران زندگی خود بر روی کره زمین در تماس با میدان های مغناتیسی ضعیفی با شدت حدود 30 تا 70 «میکرو تسلا» بوده است. به هنگام طوفان های خورشیدی به میزان شدت میدان های مغناتیسی بر روی زمین افزوده می شود.

مطالعات اپیدمیولوژیکی ارتباط مواجهه افراد با میدان های مغناتیسی را با اثرات سوء فیزیولوژیکی از جمله ناراحتی های روانی، اختلال در سیستم قلبی- عروقی در انسان نشان داده است.

میدان های مغناتیسی، بسیار بیشتر از مقادیر طبیعی، در تمامی صنایعی که به نوعی از الکتریسیته استفاده می کنند وجود دارند.

پرتوهای الکترومغناتیسی معمولا در خانه ها و ادارات به میزان کمتر از 1 میکرو تسلا یافت می شوند. نیروی انتقال یابنده ی حاصل از امواج مغناتیسی با ولتاژ کمتر از 400 کیلو ولت، در حدود 20 میکرو تسلا است. همچنین میدان های خطوط نیروی کمتر از 20 کیلو ولت در مناطق مسکونی، بطور متوسط2 تا 3 میکرو تسلا بزرگی دارند و فقط در فاصله ای به طول 10 متر قدرت میدان به کمتر از 1 میکرو تسلا کاهش می یابد.

آزمایش های انجام گرفته نشان داده اند که میدان های مغناتیسی در طیف «فرکانس های به شدت پایین» (ELF = Extreme Low Frequency) آثار زیان باری روی بهداشت و سلامت افراد دارند. از سوی کشورهای بزرگ صنعتی در زمینه مواجهه افراد با این میدان ها «مقادیر مجاز» وضع گردیده اند که یقیناً با توجه به اثرات بهداشتی میدان های مغناتیسی است. ارزیابی میزان مواجهه ی حرفه ای در ساختن محیطی ایمن برای افراد شاغل مفید بوده و آنها را از خطرات احتمالی ناشی از تماس های بیشتر از حد مجاز، مصون نگاه خواهد داشت.

مروری بر پژوهش های گذشته

در سال 1935 «دالند» و «دال» (Dulland; Dull) موارد اختلالات عصبی و خودکشی را در یک دوره 5 ساله در شهرهای کپنهاک و زوریخ ارایه دادند و ارتباط آنها را با 67 توفان مغناتیسی بیان نمودند.

در مطالعات اپیدمیولوژیک دیگر افزایش شیوع تعداد سرطان ها در میان کارگرانی که در میدان های مغناتیسی خطوط انتقال نیرو با فرکانس های 50 تا 60 هرتز کار می کنند، گزارش شده است.

«آ.ام. کوهلر» (A.M. Koehler) از دانشگاه هاروارد گزارشی از احساس درد ملایمی در دندان های فردی را که با میدان های مغناتیسی یکنواخت با شدت 20000 گوس برای مدت 15 دقیقه در تماس قرار گرفته بود، ارایه نمود.

ویژگی های فیزیکی میدان های مغناتیسی

میدان مغناتیسی: در محیط اطراف هر آهن ربا خاصیتی وجود دارد که به موجب آن به هر عقربه از جنس مواد مغناتیسی یا هر آهن ربای دیگر واقع در آن، نیرو اعمال می شود. میدان مغناتیسی را با نماد B نمایش می دهند و یکای میدان مغناطیسی در SI «تسلا» می باشد.

یک تسلا واحد نسبتا بزرگی برای میدان های مغناتیسی است. در تکنولوژی و علوم کاربردی برای میدان مغناتیسی واحد کوچک تری به کار می برند که «گوس» نام دارد و با نماد G نمایش می دهند.

تسلا ^4-10 = یک گوس

بزرگی میدان مغناتیسی زمین در نقاط مختلف زمین یکسان نیست ولی مقدار متوسط آن حدود ^5-10×3 تسلا یا 3/0 گوس است.

میدان های مغناتیسی را به طور کلی می توان در دو دسته بررسی نمود:

– میدان های مغناتیسی طبیعی، به عنوان میدان هایی که ناخواسته در مواجهه با آن هستیم، و

– میدان های مغناتیسی مصنوعی یا ساخته بشر، که از منابع متعددی ساطع می شوند و شدت ها و بسامدهای آنها گستره وسیعی دارند.

بطور کلی میدان های مغناتیسی متناوب (AC) مربوط به شبکه های برق شهری، مخابرات و وسایل خانگی، خیلی ضعیف تر از میدان های مغناتیسی مستقیم (DC) هستند.

میدان الکتریکی: در اطراف یک جسم دارای بار الکتریکی، میدان الکتریکی وجود دارد که اثر آن به صورت نیروی الکتریکی وارد بر بارهای موجود در آن میدان ظاهرمی شود. این تاثیر که مداوماً در اطراف جسم A که دارای بار الکتریکی است، به صورت یک میدان الکتریکی وجود دارد و اگر جسم دارای بار B در این میدان قرار گیرد، بر آن نیروی الکتریکی وارد خواهد شد.

این تاثیر را، که در اطراف هر جسم دارای بار الکتریکی وجود دارد، «میدان الکتریکی» می نامند و واحد اندازه گیری آن V/m می باشد.

شدت میدان الکتریکی: مقدار نیروی وارد بر یکای الکتریکی مثبت در هر نقطه از میدان را «شدت میدان الکتریکی» می نامند و واحد آن N/C یا M/S می باشد.

اثرات میدان های الکترومغناتیسی بر روی بدن انسان

در مورد اثرات بیولوژیکی میدان های مغناتیسی یکنواخت روی انسان شواهد متعددی در دسترس است.

در مطالعات انجام گرفته در اتحاد جماهیر شوروی سابق روی شاغلانی که در تماس با میدان های مغناتیسی دایمی بوده اند، نتایج زیر گزارش شده اند:

برادی کاردی – تاکیکاردی – کاهش فشار خون شریانی با علایم تحریک پذیری، خستگی، تغییر در اشتها، سردرد مشاهده شده است. تغییر در الکتروآنسفالوگرام (EEG)، به ویژه زیر تحریکات نوری در کارکنان همراه با خارش، سوزش، کرختی، و ایجاد نقوش رنگی روی پوست دست گزارش شده است. البته در این گزارش به شدت میدان های مغناتیسی که سبب ایجاد چنین علایمی شده اند اشاره نشده است.

به دلیل این که میدان های مغناتیسی می توانند توسط فعالیت بعضی از اندام ها، مانند ضربان قلب و مغز ایجاد شوند، می توان حدس زد که کارکنان شاغل در مواجهه با میدان های قوی مغناتیسی یکنواخت، فعالیت الکتریکی مغز و قلب شان تحت تاثیر خطوط نیرویی که در پیرامون آنها وجود دارد، قرار می گیرند.

همچنین تاثیرگذاری میدان های مغناتیسی روی رفتار آدمی و دستگاه عصبی (CNS) توسط محققین اثبات شده است.

کسانی که در داخل اعضای بدن خود قلب مصنوعی دارند یا در بدن شان پلاتین یا اجسام فلزی قرار دارد، نباید در مواجهه با چنین میدان هایی قرار گیرند.

معرفی یک وسیله اندازه گیری میدان های الکتریکی و مغناتیسی

سنجنده ی دیجیتالی

برای آزمایش میدان های الکتریکی و مغناتیسی

از شرکت LEBOLD DIDACTIC GMBH

مـدل 922 667

هدف دستگاه: سنجش میدان های متناوب الکتریکی و مغناتیسی (میزان آلودگی الکتریکی Electrosmog) مثلاً در زیر خطوط فشار قوی انتقال نیرو، در پیرامون دستگاه های الکتریکی (مانند مانیتورها)، در محیط های کاری، در طول خطوط برقی راه آهن، در اطراف ترانس ها و سیم پیچ ها و غیره، و همچنین برای سنجش میزان عایق سازی و شیلدینگ میدان های الکتریکی، و در قفس های فارادی.

ویژگی ها:

سرعت بالای پاسخ گویی
قرائت بدون خطای نتیجه ی سنجش ها به واسطه ی نمایشگر ال.سی.دی.
نظارت خودکار بر وضعیت باتری
کاربرد آسان
دفترچه راهنمای کاربرد جزییاتی که کالا را همراهی می کند.

ملحقات و متعلقات و اجزای دستگاه:

1- کلید انتخاب گام اندازه گیری،

2- کلید خاموش و روشن

3- پرده نمایشگر ال.سی.دی.

4- کانکتور سوند اندازه گیری

5- جک اتصال زمین

6- سوند اندازه گیر میدان ها

7- دکمه ی فیلتر

8- محل باتری

9- نشانگر هشدار ضعف باتری

10- نشانگر فعال بودن فیلتر

11- مقدار اندازه گیری شده

12- خطوط شاخص

13- کمیت اندازه گیری

14- کلید ×1000 مقدار نمایشگر

مشخصات فنی دستگاه:

پرده نمایش:	ال.سی.دی.، 2/5 دیجیت، ارتفاع ارقام 13 میلی متر
گام های اندازه گیری:	میدان مغناتیسی: 200 / 2000 / 20000 نانو تسلا میدان الکتریکی: 20 / 200 / 2000 ولت بر متر
دقت اندازه گیری (در 50 هرتز):	میدان مغناتیسی: 5% ± میدان الکتریکی: 10% ±
فرکانس ها:	بدون فیلتر: 16 هرتز تا 100 کیلوهرتز 1dB± با فیلتر HP50 ، از 50 هرتز تا 100 کیلوهرتز 1dB± با فیلتر TP2K ، از 16 هرتز تا 2 کیلوهرتز 1dB±
سوند اندازه گیری:	138mm × 40mm × 24mm
منبع تغذیه:	باتری 9 ولتی
اندازه های دستگاه:	158mm × 85mm × 45mm
وزن:	400 گرم

پایان بخش اول

مطالب مرتبط:

ایمنی در میدان های مغناتیسی – بخش دوم (آخر)

منابع:

http://javadja.blogfa.com/post-258.aspx

http://www.leybold-shop.de/feldstaerkemessgeraet-digital-667922.html

http://www.ld-didactic.de/documents/de-DE/GA/GA/6/667/667922de.pdf

www.etesalkootah.ir || 2015-07–25 ©

جولای 25, 2015

کلـیـد فـشـاری با ویـژگی «خـودنـگـه دار»

چگونه با یک مدار ساده یک کلید فشاری (شستی) را برای داشتن دو حالت الکتریکی پایدار مورد استفاده قرار دهیم؟

مداری که دارای دو حالت پایدار باشد، با نام «بی استابل» شناخته شده است. برای ساختن چنین مداری راه های زیادی وجود دارد، اما ما اینجا می خواهیم این مدار را با افزاره ها و قطعات مجزا (Discrete) بسازیم.

طرز کار مدار به این شرح است که پس از روشن کردن دستگاه، خازن C1 از راه دو مقاومت 470 کیلواهمی R1 و R5 شارژ می شود. با فشاردادن شستی، ولتاژ روی C1 به “بیس” ترانزیستور Q3 می رسد و آن را به حالت هدایت می برد و خروجی مدار در تراز «صفر» قرار می گیرد. این وضعیت به نوبه ی خود باعث هدایت ترانزیستور Q1 می شود. ولتاژی که از این بابت بر روی R7 قرار می گیرد، ترانزیستور Q3 را به حالت هدایت دایم می بَرَد به نحوی که با رها کردن شستی، در وضعیت کاری این ترانزیستور تغییری به وجود نمی آید.

همزمان، Q2 هم به حالت هدایت می رود و خازن C1 را از راه مقاومت R5 تخلیه می کند. با فشردن دوباره ی شستی، خازن خالی از بار الکتریکی است و این تراز «صفر» را به بیس ترانزیستور Q3 می رساند و آن را به حالت عایقی می برد. این وضعیت ولتاژ مثبتی را روی خروجی مدار قرار می دهد، و باعث خاموش شدن ترانزیستورهای Q1 و Q2 نیز می شود و در نتیجه، خازن دوباره شروع به پرشدن می کند و این چرخه بار دیگر تکرار می گردد.

www. etesalkootah.blog.ir || 2015-07–24 ©

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.blog.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.blog.ir در رادیو، تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح “اتصال کوتاه دات بلاگ دات آی آر” بعنوان منبع مجاز است. هر گونه استفاده کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.blog.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل “کلیک” به آن مطلب در www.etesalkootah.blog.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح “www.etesalkootah.blog.ir” بعنوان منبع مجاز است.

جولای 24, 2015

ساخت یک مدار تخلیه ی فرکانس رادیویی پرتوان

در این مقاله به مطالعه ی یک «مولد تخلیه ی فرکانس رادیویی» که به انگلیسی به آن RF discharge Generator می گویند، می پردازیم که می تواند قوس های الکتریکی بسیار قدرتمندی در هوا ایجاد کند. شدت این تخلیه های الکتریکی به حدی است که ممکن است سبب فلج کردن و از کار انداختن همه ی سامانه های الکترونیکی که در فاصله ی کمی از آن قرار داشته باشند، بشود.

با این وسیله می توان به عنوان مثال لامپ 2/5 ولتی یک چراغ قوه را از فاصله ی 10 – 15 سانتی متری سوزاند!

طراحی

ایده ی بالا (سوزاندن رشته ی التهابی یا فیلامانِ یک لامپ کوچک) از طریق یک میدان مغناتیسی بی سیم به نظر امکان پذیر نمی رسد، اما با استفاده از یک تخلیه ی الکتریکی خیلی شدید فرکانس بالا، مثلاً توسط خازنی با ولتاژ کار خیلی بالا، ممکن است بتوان به این هدف رسید.

این ایده را، به شرحی که در ادامه خواهید خواند، می توان به انجام رساند:

در گام نخست یک ولتاژ کم با جریان قوی را به ولتاژی در حد چندین هزار ولت بالا می بریم، سپس آن را در خازنی که ولتاژ کار متناسبی داشته باشد ذخیره می کنیم و در آخر، با ایجاد یک اتصال کوتاه در دو سر خازنِ ولتاژ بالا، یک تخلیه ی الکتریک شدید ایجاد می کنیم.

تخلیه ی حاصل، مقدار بسیار زیادی الکتریسیته را به امواجی در فرکانس های رادیویی (RF) تبدیل خواهد کرد که ممکن است رشته ی التهابی یک لامپ کوچک یا یک لامپ فلورسنت را، که در مجاورت آن قرار دارد، به صورت برق آسا و لحظه ای بسوزاند.

دقت کنید:

تخلیه ی الکتریکی می تواند اثر ویران گری روی همه ی دستگاه ها و تجهیزات کوچک و بزرگی که در نزدیکی آن قرار دارند، داشته باشد و آسیب بازگشت ناپذیری بر آنها وارد کند به طوری که دیگر قابل استفاده نباشند! بنابراین پیشنهاد می کنم این دستگاه را نسازید. اما اگر آن را به مسوولیت خود ساختید، مسوولیت عواقب استفاده ی غیرمسوولانه از آن را نیز باید خود به عهده بگیرید.

همچنین اکیداً توجه داشته باشید:

خـــطـــر مــــرگ

*** این دستگاه را در حضور افرادی که دستگاه های ***

*** کمکی ضربان قلب (Pacemaker) دارند،***

***به هیچ وجه روشن نکنید ***

فهرست افزاره ها

R₁, R₂	مقاومت 100 اهم و 1 وات
D₁ تا D₄	دیود یکسوساز 1 آمپر و 1000 ولتی از نوع 1N4007
C₁	خازن غیرقطبی در حدود 100 میکروفاراد با ولتاژ کار 450 تا 500 ولت
SCR	تریستور BT151 یا هر نوع تریستور 12 آمپر و 800 ولت دیگر
Tr₁, Tr₂	ترانسفورمر 220 ولت به 12 ولت و 1 آمپر (ثانویه باید تک 12 ولت باشد، نه جفت 12 ولت)
دیگر افزاره ها:	کوئل خودرو از هر نوع که در دسترس باشد، کلید فشاری مناسب برای ولتاژ بالا، ترمینال سیم برق، نوارچسب برق، ورق آلومینیوم یا یک کاسه ی مخروطی شکل فلزی، فیبر استخوانی، گرماگیر برای تریستور، پیچ و مهره، سیم برق با دوشاخه، جعبه ی پلاستیکی مناسب

با نگاهی به مدار درمی یابیم که با یک مدار معمولی «تخلیه ی خازنی» روبرو هستیم. مدار شامل افزاره های C₁، دیودها و تریستور یک طبقه ی کلیدگری شارژ/دشارژ خازنی را شکل داده اند که به وسیله ی یک جریان AC جداسازی و عایق شده از شبکه ی برق شهری تغذیه می شود.

Electric Discharge Circuit

ترانسفورمرهای مدار پشت به پشت به یکدیگر بسته شده اند، طوری که سمت ثانویه ی 12 ولتی آنها به یکدیگر متصل باشند. ترانس اول به صورت «کاهنده» و ترانس دوم به صورت «افزاینده» به کار گرفته شده است.

با وصل کردن برق شبکه به پیچش اولیه ی TR₁ ، یک ولتاژ 220 ولت روی اولیه ی TR₂ پدیدار می شود که البته جریان کمی دارد. این ولتاژ توسط دیودهای 1 و 2 یکسو می شود.

این ولتاژ، که در حدود 400 ولت است، برای شارژکردن «خازن ولتاژ بالا» به کار می رود. تریستور توسط ولتاژ متناوب 50 هرتزیِ کم (12 ولت) که از طریق D₄ از روی محل اتصال اولیه ی ترانس ها برداشته شده و به «گِیت» آن داده شده، راه اندازی، آتش، یا به عبارت دیگر «تریگ» می شود.

برای گرفتن نتیجه ی بهتر در تریگ کردن تریستور، به توصیه ی یکی از خوانندگان ارجمند به نام حاجی رضا، می توان دیود 4 را با یک «دیاک» (که از آن در مدارهای دیمر استفاده می شود) عوض کرد، و همچنین مقاومت 100 اهمی از گیت تریستور به زمین را با یک مقاومت یک مگااهم موازی با یک خازن 100 نانوفاراد جایگزین نمود.

توضیح این که دیاک قطب ندارد و از هر جهتی می تواند در مدار نصب شود.

بار ذخیره شده در خازن C₁ به صورت لحظه ای روی پیچش اولیه ی یک «کوئل» خودرو تخلیه می شود. کوئل یک ترانسفورمر افزاینده با نسبت ولتاژ بسیار زیاد است و ولتاژ شارژ خازن را که در حدود 300 ولت است، تا 40 کیلو ولت و حتی بیش تر افزایش می دهد.

این ولتاژ بر انتهای دو سیم خروجی از کوئل، که با فاصله ی کمی از یکدیگر درون یک «بازتابنده» (رفلکتور) آلومینیومی مخروطی شکل نصب شده اند، وارد می شود.

هنگامی که کلید شستی، که در مسیر این ولتاژ قرار دارد، فشرده می شود، ولتاژ زیاد سعی می کند راه عبور خود را با ایجاد پل باریکی از جنس پلاسما بین دو نقطه ی انتهایی سیم های ثانویه ی کوئل باز کند و در این زمان است که یک قوس الکتریکی (آرک) بسیار شدید و انفجار مانند در میان دو انتهای این سیم ها ایجاد می گردد.

قوس الکتریکی توفان انتشاری بسیار شدیدی از امواج الکترومغناتیسی در فرکانس های بالا در پیرامون خود تولید می کند که توسط مخروط آلومینیومی تقویت و جهت دار شده و به سوی هدفی که مخروط به سوی آن قراول رفته رهسپار می شوند. این هدف می تواند یک لامپ کوچک چراغ قوه باشد که فیلامان آن در برابر این امواج پرتوان تاب نیاورده و تخریب می شود.

اگر تخلیه ی الکتریکی به اندازه ی کافی قوی باشد، لامپ برای لحظه ای روشن شده و سپس می سوزد.

خازن 100 میکروفاراد غیرقطبی (غیر الکترولیت) را باید خودتان درست کنید. برای این کار دو راه وجود دارد: یا بزرگ ترین خازن غیرقطبی با دی الکتریک «پلی استر متالیزه» (MKT) موجود در بازار را پیدا می کنید و سپس با موازی بستن آنها با هم به مقدار 100 میکروفاراد می رسید (مثلاً 20 عدد خازن 4/7 میکروفاراد 400 ولتی). در روش دوم، که البته توصیه نمی شود، می توانید با بستن دو خازن الکترولیت 220 میکرو فاراد بسیار مرغوب 450 تا 500 ولتی به هم به صورت متوالی (سری)، طوری که قطب های منفی آنها به همدیگر وصل شده باشند، این خازنِ بدون قطب را درست کنید. دو پایه ی مثبت خازن ها، پایه های خازن غیرقطبی شما خواهند بود.

بار دیگر یادآور می شوم که اگر پولی برای پرداخت خسارت های ناخواسته در بساط ندارید، و اگر دوست ندارید دوستان و اطرافیان تان با شما با صدای بلند و واژه های نامهربانانه سخن بگویند، از انداختن پرتوهای توانمند چنین دستگاهی بر روی هر نوع وسیله ی الکترونیکی و به ویژه بر دستگاه های حساس و ظریفی مانند گوشی های همراه و تبلت و تجهیزات رایانه ای و مانند این ها خودداری کنید.

مطالب مرتبط:

ساخت یک منبع تغذیه ی ولتاژ زیاد با ترانس های-ولتاژ تلویزیون

چلچراغ شیژفسکی و پنجه های یون فشان آن

ساخت یک الکتروشوکر برای ماهی گیری

بیایید با هم جادوی مخابرات بی سیم را دوباره کشف کنیم!

قرقره ی رومکُورف، سیم پیچ صاعقه!

مدار ساده ترین شوک دهنده ی برقی (الکتروشوکر)

راه هایی برای بهره گیری از کوئل خودرو برای تولید ولتاژهای خیلی زیاد

ساخت یک منبع تغذیه ی ولتاژ زیاد با ترانس های-ولتاژ تلویزیون

آخرین به روز رسانی:

بیست و دوم فروردین 1401: اصلاح متن (با سپاس از خواننده گرامی امیر صراف)

جولای 23, 2015

چند کلمه در مورد عمر مفید رله ها و روش های افزون کردن آن

عمر مفید یا Service Life رله ها به عوامل متعددی بستگی دارد. اما مهم ترین نکته، انتخاب رله ی متناسب با کاربرد مورد نظر و به کار گیری مدارهای محافظ است

عمر مفید یا Service Life رله‌ها به عوامل متعددی بستگی دارد. اما مهم‌ترین نکته، انتخاب رله‌ی متناسب با کاربرد مورد نظر و به‌کارگیری مدارهای محافظ است.

تاثیر نوع بار بر عمر مفید الکتریکی رله‌ها

کیفیت کلیدگری رله‌ها از عواملی چون دمای محیط، رطوبت، گرد و خاک، و گازهای آلاینده تاثیر می‌پذیرند.

خود رله در هنگام کار گرما و مواد اکسیدکننده تولید می‌کند. مخاطب هدف این مقاله، مصرف‌کننده‌ی عادی فرض شده که رله را در دماهایی بین 10- و 40+ درجه‌ی سانتی‌گراد به کار می‌برد.

جدای از عواملی که در بالا برشمردیم، عمر مفید الکتریکی رله‌ها به «قوس الکتریکی» (Arc) که هنگام باز و بسته شدن کنتاکت‌ها پدید می‌آید نیز بستگی دارد. اصطکاک کنتاکت‌ها، دقت و کیفیت مکانیکی آنها و غیره، تاثیر نسبی کمتری بر عمر الکتریکی رله دارند.

قوس الکتریکی هنگام بسته‌شدن

هنگامی که رله فعال شده و نقطه‌های کنتاکت (پلاتین‌ها) به یکدیگر می‌رسند تا جریانی را از میان خود عبور دهند، یک قوس الکتریکی شکل می‌گیرد. این امر سبب بخارشدن ماده‌ی کنتاکت می‌شود و اگر جریان‌های عبوری در لحظه‌ی اتصال خیلی بالا باشند (مثلاً وقتی بار کنتاکت‌ها یک الکتروموتور یا یک لامپ فلورسنت باشد)، بخش بزرگی از سطح کنتاکت ذوب شده و باعث جوش‌خوردن آنها می‌شود. این فرآیند در صورت «تماس لرزشی» کنتاکت‌ها با هم (Bounce) بسیار شدیدتر هم می‌شود.

پس از این که کنتاکت‌ها روی هم نشستند، قوس الکتریکی محو می‌شود و همزمان، یک ضربه‌ی ولتاژی، یک «پیک ولتاژی»، پدید می‌آید.

قوس الکتریکی هنگام بازشدن

برای قطع‌کردن مسیر جریان، باید کنتاکتی باز شود. در طول زمانی که عمل بازشدن کنتاکت‌ها از هم در حال انجام است، با کم‌شدن نیروی فشار وارده بر کنتاکت‌ها، رفته‌رفته سطح تماس کنتاکت‌ها با هم کاهش می‌یابد. این در حالی است که مقدار جریان گذرنده ثابت است. در نتیجه، با کاهش سطح تماس، چگالی جریان در باقیمانده‌ی سطح تماس و مسیر جریان رفته‌رفته بیشتر و بیشتر می‌شود که داغ و ذوب‌شدن کنتاکت‌ها را در پی خواهد داشت. تبخیر ماده‌ی کنتاکت فرآیندی انفجارمانند است که طی آن ماده‌ی کنتاکت به اطراف پاشیده می‌شود. در اینجا بروز قوس الکتریکی ممکن است بر اثر عوامل زیر صورت گیرد:

بارهای مقاومتی و خازنی در کنار ولتاژهای بالا
بارهای القایی یا اندوکتیو

قوس الکتریکی دایمی در بیشتر موارد در مدارهای جریان مستقیم پیش می‌آید. چون جریان متناوب مکرراً از نقطه‌ی صفر ولت گذر می‌کند، معمولاً سبب فرونشانده‌شدن قوس الکتریکی می‌شود. قوس‌های الکتریکی از عواملی چون نوع ماده‌ی کنتاکت، کاهش در ولتاژ و جریانِ قوس و نیز سرعت عملکردی کنتاکت‌ها تاثیر می‌گیرند.

هنگام کلیدگریِ یک مصرف‌کننده‌ی جریان مستقیم یا به عبارت دیگر «یک بارِ DC بزرگ»، زیاد گرفتن فاصله‌ی بین کنتاکت‌ها و نصب یک «آهنربای مکنده»، می‌تواند تدابیر خوبی برای جلوگیری از پدیدارشدن قوس دایم باشد. در این روش، مانند تصویر بالا که از یک رله از سری JC‌ی ساخت شرکت «پاناسونیک الکتریک» برداشته شده، خطوط میدان مغناطیسی باید بر مسیر عبور جریان کنتاکت عمود باشند. در این رله، یک آهنربای دایمی از جنس «فرّیت باریوم» در کنار کنتاکت‌های «عادی-باز» به‌کارگرفته شده است.

بار القایی مانند الکتروموتور

یک موتور الکتریکی در فرآیند استارت و آغاز به چرخش جریان بسیار زیادی از منبع تغذیه‌ی خود می‌کشد. این امر در زمانی که کنتاکت‌های رله بسته می‌شوند، سبب عبور «جریان وصل» (Make Current) خیلی بالایی می‌شود. در «بارِ موتوری»، بروز قله‌ی جریانی که 15 بار بزرگ‌تر از «جریان بار کامل» (Full Load Current = FLC) موتور باشد، کاملاً عادی بوده و به هیچ وجه عجیب نیست. رله‌های صنعتی طوری طراحی شده‌اند که تا اندکی بالاتر از جریان بار کامل کار کنند و اغلب برای جریان قله‌ای استارت (پیک) مناسب نیستند. در این گونه موارد باید از کنتاکتور استفاده شود که از لحاظ ساختمانی، به جز چند استثنا، تفاوت‌های زیادی با یک رله دارد.

بار لامپی

مقاومت حالت سرد رشته‌ی التهابی (فیلامان) لامپ‌های معمولی در حدود 5 تا 10% آن در مقایسه با حالت گداختگی رشته است. به عبارت دیگر، مقاومت الکتریکیِ رشته‌ی التهابیِ یک لامپ روشن در حدود 80% بیش‌تر از مقاومت همان فیلامان لامپ در حالت خاموش است. در نتیجه، جریان روشن‌شدن (Inrush Current) لامپ‌های التهابی 10 تا 20 برابر بیش‌تر از جریان روشن‌بودن آنها است. مثلاً، یک چراغ 100 وات در زمان روشن‌شدن توان لحظه‌ای بالغ بر یک کیلووات (هزار وات) می‌کشد. بنابراین، هنگام انتخاب رله برای مصرف در کلیدگری لامپ‌ها، به «بیشینه‌ی جریان مجاز کنتاکت»های آن دقت کنید و در عین حال مطمئن شوید که نقطه کنتاکت‌های رله‌ی انتخابی از جنس آلیاژ «نقره-اکسیدقلع» (AgSnO) یا ماده‌ی کنتاکت بهتری باشند.

اثر مدارهای محافظ رله بر دوام کنتاکت‌های آن

برای حفاظت از مدارهای راه انداز در لحظه‌ی بروز قله‌ی ولتاژ قطع در بوبین رله، چند راه حل وجود دارد. اما این راه‌حل‌ها با وجود این که در سمت بوبین، و نه در سمت کنتاکت‌ها، اجرا می‌شوند، بر کیفیت عملیاتی رله و دوام کنتاکت‌های آن موثرند. در ادامه، با این راه‌حل‌ها و تاثیرات آنها آشنا می‌شویم.

الف – دیود محافظ

ولتاژ شکست قله‌ای دیودهای محافظ 0/7 ولت است و هیچ اثری بر «رفتار وصل» رله ندارد. این دیودها بر «زمان رهاسازی» (Drop out) رله اثر گذاشته و تاخیری میان 3 تا 4 برابر ایجاد می‌کنند.

دیود محافظ یا «دیود هرزگرد» که با پایانه‌های سیم‌پیچ به صورت موازی بسته می‌شود، مانع پدیدارشدن ولتاژ خودالقایی در لحظه‌ی قطع‌کردن رله است. در نتیجه، روند شکل‌گیری یک میدان مغناطیسی در جهت مخالف را، که رهاسازی سیم‌پیچ رله را تسریع می‌کند، طولانی‌تر می‌سازد. این تدبیر مدارهای الکترونیکی فرمان رله را به طور موثر در برابر اضافه‌ولتاژهایی که می‌توانستند در نبود دیود پیدا شوند و چندین برابر ولتاژ تغذیه‌ی سیم‌پیچ بزرگ باشند، مورد حفاظت قرار می‌دهد.

در صورت کاربرد دیود هرزگرد باید توجه داشت که بازشدن کنتاکت‌های رله بیش‌تر طول خواهد کشید که این امر یک بار اضافی و تحمیلی به کنتاکت‌های رله خواهد بود، زیرا باعث طولانی‌ترشدن مدت ماندگاری قوس‌های الکتریکی در روند قطع بار در محل کنتاکت‌ها می‌شود.

مدت ماندگاری قوس الکتریکی آن طول زمانی است که در طی آن فاصله‌ی کنتاکت‌های ثابت و متحرک رله در بازه‌ای قرار داشته باشد که هوای میان آن‌ها، به خاطر حضور ولتاژ قطع‌شونده در نقطه‌ی کنتاکت، یونیزه باقی بماند. دمای بسیار بالایی که در این حال پیدا می‌شود و به چند صد درجه‌ی سانتی‌گراد سر می‌زند، و به این معناست که در هر بار عمل کلیدگری، مواد تشکیل‌دهنده‌ی کنتاکت در معرض فشار گرمایی بسیار شدیدی قرار می‌گیرند. هر چه ماندگاری قوس الکتریکی طولانی‌تر باشد، دمای سطح کنتاکت‌ها و نیز میزان تبخیر ماده‌ی کنتاکت بیش‌تر می‌شود.

ب- مدار «وریستور» (Varistor)

نام وریستور از کوتاه‌کردن عبارت Variable Resistor ساخته شده است. این افزاره در مقابل پیک‌ها و پالس‌های ولتاژی به سرعت واکنش نشان داده و مقاومت الکتریکی آن به شدت پایین می‌آید و در حقیقت محافظ و پیشمرگ بقیه‌ی مدار از آسیب ناشی از پیک و پالس‌های ولتاژی است.

در مدار رله‌ها، این افزاره هم برای جریان‌های متناوب و هم جریان مستقیم مناسب است و به علاوه، بر خلاف مدار محافظ دیودی، لزومی به رعایت جهت وصل فاز و نول و مثبت و منفی تغذیه به رله وجود ندارد.

وریستورها، با کمترین تاثیر بر زمان رهاسازی، رله را از پیک‌های ولتاژی زمان قطع رله محافظت می‌کنند. فرکانس کلیدگری وریستور در مقایسه با دیود محدودتر است و همچنین عملکرد بهینه‌ی هر نوع از وریستورها روی ولتاژ معینی صورت می‌پذیرد.

پ – مدار خازن- مقاومت (RC)یا «اسنابر» (Snubber)

از اسنابرها می‌توان در مدارهای جریان مستقیم و جریان متناوب استفاده کرد. این مدار قطب ندارد و نصب آن از هر دو طرف امکان‌پذیر است. همچنین تاثیر آن بر زمان رهاسازی رله ناچیز است.

کارکرد اسنابرها در ولتاژ‌های خیلی کم چندان موثر نیست. آنها را معمولاً در مدارهای با ولتاژ بالا به کار می‌برند و می‌توان طوری طرح‌ریزی کرد که حتی اضافه‌ولتاژهای کوچک را هم سرکوب کند. یک کاستی مهم اسنابر، تاثیر ظرفیت خازن آن است که می‌تواند باعث بالارفتن جریان‌وصل (Making Current) رله شود.

ت – دیود بازدارنده (Suppressor Diode)

این دیودها تاثیر اندکی بر تاخیر رهاسازی رله دارند، قطب ندارند و آنها را می‌توان در مدارهای AC و DC مورد استفاده قرار داد. این دیودها نیز مانند وریستورها فرکانس کلیدگری پایینی دارند و فقط روی یک ولتاژ معین کار می‌کنند.

ث – مقاومت محافظ

این ساده‌ترین نوع مدار محافظ رله است که تنها از یک مقاومت تشکیل شده است و به همین نسبت هم حفاظت محدودی ایجاد می‌کند. این روش برای استفاده در هر دو مدارهای AC و DC مناسب است. کاستی این مدار در آن است که یکم) در زمانِ گرفتنِ رله، همواره مقداری جریان از مقاومت هم می‌گذرد و همراه خود توانی را تلف می‌کند، و دوم) حضور این مقاومت به موازات سیم‌پیچ رله تاثیر بزرگی بر زمان رهاسازی رله می‌گذارد و باعث تاخیر قابل‌توجهی در رهاسازی رله می‌شود که در طراحی‌ها باید در نظر گرفته شود.

مقاومت محافظ باعث می‌شود که قله‌ی پالس‌های ولتاژی از 2 تا 6 برابر ولتاژ بوبین رله بیشتر نشوند. مقدار اهمی این مقاومت باید کمینه دو برابر مقاومت بوبین و بیشینه شش برابر آن باشد تا هم عملکرد موثری داشته باشد و هم تلفات توان و تاخیر بالایی ایجاد نکند.

نمونه ای از یک رله ی خودرویی مجهز به مقاومت محافظ

مطالب مرتبط:

طراحی «اسنابر» برای حفاظت از مدارهای الکترونیک قدرت – بخش 1

ما برای (قطع و) وصل کردن آمدیم!

تاریخ آخرین بازبینی و بازنگاری:

25 آذر 1395

22 فروردین 1397

جولای 20, 2015

تعیین پهنای مسیرهای مسی روی فیبرهای مدار چاپی

در این جا قابلیت تحمل جریان مسیرهای مسی روی فیبرهای مدار چاپی را در ارتباط با پهنای آنها و گرمایش مجاز مورد بحث قرار می دهیم

در این جا قابلیت «تحمل جریان» مسیرهای مسی روی فیبرهای مدارچاپی را در ارتباط با پهنای آنها و گرمایش مجاز مورد بحث قرار می دهیم. اطلاعاتی که در این جا عرضه می شوند با فرض لایه ی مسی به ضخامت 35 میکرومتر (معادل واحد انگلیسی «1 اونس بر فوت مربع» ) می باشد. برای فیبرهای معمولی که جنس ماده ی پایه ی آنها RF4 است، اما ضخامت لایه ی مسی آنها متفاوت باشد، نمی توان مقادیر ارایه شده در این مطلب را به صورت خطی بر آن مقادیر انطباق داد و بهتر است که از جداول داده شده در مطالب بعدی بهره گیری کرد.

رابطه ی میان فاصله ی نوارهای مسی و اختلاف مجاز پتانسیل میان نوارهای مجاور برابر با 5V/mil یا 200V/mm داده شده است. البته باید توجه داشت که برای نوارهای مسی حامل ولتاژ شبکه (220 ولت) فاصله ی اطمینان بیشتری در نظر گرفته می شود. در این خصوص می توان به رویه ی 841 در کتاب Art of Electronics مراجعه نمود. اما ما هم مطلب جداگانه ای در این خصوص ارایه خواهیم کرد.

تصور غلطی رایج است که با قلع اندود کردن نوار مسی می توان تحمل آن نسبت به عبور جریان الکتریکی را افزایش داد. واقعیت، اما، این است که:

از این جا نتیجه می گیریم: لایه ای از قلع که همان مقدار مقاومت اهمی داشته باشد و بتواند همان مقدار جریان را عبور دهد، باید 4/8 بار ضخیم تر از برادر مسین خود باشد. در فیبرهای معمولی FR4 که ضخامت لایه ی مسی 35 میکرومتر است، لایه ی معادل قلعی باید 3/0 میلی متر باشد. در فیبرهایی که ضخامت لایه ی مسی آنها 70 میکرون است، لایه ای از قلع به ضخامت 6/0 میلی متر ضروری خواهد بود. و تازه با همه ی این ها مقدار مقاومت نوار نصف شده است، در حالی که با دو برابر شدن جریان، مقدار تلفات گرمایی هم دو برابر می شود! چرا؟ چون:

فرض کنیم که مقاومت نوار مسی 2 اهم و جریان عبوری 3 آمپر باشد. توان تلف شده 18 وات خواهد بود. حال با نصف کردن مقاومت اهمیِ نوار مسی به یک اهم، جریان دو برابر می شود و به 6 آمپر می رسد. چون در فرمول بالا، توان با مجذور مقدار جریان متناسب است، بنابراین توان تلفاتی به 36 وات افزایش پیدا می کند!

بنابراین، با دو برابر کردن ضخامت نوار مسی با این روش، مقدار جریان را تنها باید 1/41 بار افزایش دهیم تا مقدار تلفات ثابت باقی بماند.

روش عاقلانه تر و حرفه ای تر، لحیم کردن یک سیم مسی ضخیم یا پیچ کردن یک تسمه (شین) مسی روی نوار مسی فیبر مدار چاپی است.

پهنای نوار مسی فقط در خطوط تغذیه و نیز در «اتصال های زمین» اهمیت پیدا می کند. برای سیگنال های تنظیم و فرمان الکتریکی – مثلاً در مدارهای اندازه گیر آنالوگ با تقویت کننده های عملیاتی یا مدارهای دیجیتالی – توصیه می شود که نوارهای ارتباطی مسی تا حد ممکن باریک و نازک نگه داشته شوند. این امر باعث کاهش ظرفیت های خازنی ناخواسته بین خطوط و پایین آمدن احتمال به نوسان درآمدن مدار می گردد.

رفتار نوارهای مسیِ مدار چاپی در برابر پالس

در مورد ماده ی مس این مشخصه ها را داریم: