تاریخچه

توان الکتریکی با جریان متناوب ، نوعی از انرژی الکتریکی است که برای تغذیه تجاری الکتریسیته به عنوان توان الکتریکی ، از جریان متناوب استفاده می‌کند. ویلیام استنلی جی آر کسی است که یکی از اولین سیم پیچهای عملی را برای تولید جریان متناوب طراحی کرد. طراحی وی یک صورت ابتدایی ترانسفورماتور مدرن بود که یک سیم پیچ القایی نامیده می‌شد. از سال 1881م تا 1889م سیستمی که امروزه استفاده می‌شود، توسط نیکلا تسلا ، جرج وستینگهاوس ، لوییسین گاولارد ، جان گیبس و الیور شالنجر طراحی شد.

سیستمی که توماس ادیسون برای اولین بار برای توزیع تجاری الکتریسیته بکار برد، به دلیل استفاده از جریان مستقیم محدودیتهایی داشت که در این سیستم برطرف شد. اولین انتقال جریان متناوب در طول فواصل بلند در سال 1891م نزدیک تلورید کلورادو اتفاق افتاد که چند ماه بعد در آلمان ادامه پیدا کرد. توماس ادیسون به علت اینکه حقوق انحصاری اختراعات متعددی را در فن آوری جریان مستقیم «DC» داشت، استفاده از جریان مستقیم را به شدت حمایت می‌کرد، اما در نهایت جریان متناوب به عرصه استفاده عمومی آمد. چارلز پروتیوس استینمتز از جنرال الکتریک بسیاری از مشکلات مرتبط با تولید الکتریسیته و انتقال آن را با استفاده از جریان متناوب حل کرد.

توزیع برق و تغذیه خانگی

بر خلاف جریان DC ، جریان AC را می‌توان توسط یک ترانسفورماتور به سطوح مختلف ولتاژی انتقال داد. هر چه میزان ولتاژ افزایش یابد، انتقال توان هم موثرتر صورت خواهد گرفت. افزایش میزان قابلیت انتقال توان به علت قانون اهم است، تلفات انرژی الکتریکی وابسته به عبور جریان از یک هادی است. تلفات توان به علت جریان توسط رابطه P = Ri²t محاسبه می‌شود، بنابراین اگر جریان دو برابر شود، تلفات چهار برابر خواهد شد.

با استفاده از ترانسفورماتور ، ولتاژ را می‌توانیم به یک ولتاژ بالا افزایش دهیم تا بتوانیم توان را در طول فواصل بلند در سطح جریان پایین انتقال داده و در نتیجه تلفات کاهش یابد. سپس می‌توانیم ولتاژ را دوباره به سطحی که برای تغذیه خانگی بی خطر باشد، کاهش دهیم.

تولید الکتریکی سه فاز بسیار عمومی است و استفاده‌ای موثرتر از ژنراتورهای تجاری را برای ما ممکن می‌سازد. انرژی الکتریکی توسط چرخش یک سیم پیچ داخل یک میدان مغناطیسی در ژنراتورهای بزرگ و با هزینه بالا ایجاد می‌شود. اما به هر حال جای دادن سه سیم پیچ جدا روی یک محور (بجای یک سیم پیچ) ، هم نسبتا آسان و هم مقرون به صرفه است. این سیم پیچها روی محور ژنراتورها نصب شده‌اند اما از نظر فیزیکی جدا هستند و دارای یک اختلاف زاویه 120 درجه‌ای نسبت به هم هستند. سه شکل موج جریان تولید می‌شود که دارای اختلاف فاز 120 درجه‌ای نسبت به هم ، اما اندازه‌های یکسان هستند.

توزیع الکتریسیته سه فاز بطور وسیعی در ساختمانهای صنعتی و توزیع الکتریسیته تک فاز در محیطهای خانگی بکار می‌رود. نوعا یک ترانسفورماتور سه فاز ممکن است مسیرهای مختلفی را با یک فاز متفاوت برای بخشهای مختلف هر مسیر تغذیه کند. سیستمهای سه فاز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در محل بار متعادل باشند، اگر باری بطور صحیح متعادل شده باشد، جریانی از نقطه خنثی عبور نخواهد کرد. این بدین مفهوم است که می‌توان جریان را تنها با سه کابل بجای شش کابل که در غیر این صورت مورد نیاز است، انتقال داد. گفتنی است که برق سه فاز در واقع نوعی از سیستم چند فازه است.
در بسیاری از موارد تنها یک برق تک فاز برای تغذیه روشنایی خیابانها یا مصرف کننده‌های خانگی مورد نیاز است. وقتی که یک سیستم توان الکتریکی سه فاز داریم، یک کابل چهارمی که خنثی است را در توزیع خیابانی قرار می‌دهیم تا برای هر خانه یک مدار کامل را فراهم کنیم، «یعنی هر خانه می‌تواند از یکی از کابلهای فاز و کابل خنثی برای مصرف استفاده کند». خانه‌های مختلف در خیابان از فازهای مختلف استفاده می‌کنند یا وقتی که مصرف کننده‌های زیادی به سیستم متصلند، آنها را به صورت مساوی در طول برق سه فاز پخش می‌کنند تا بار روی سیستم متعادل شود. بنابراین کابل تغذیه هر خانه معمولا تنها شامل یک هادی فاز و نول و احتمالا با یک پوشش آهنی زمین شده ، است.

برای اطمینان یک سیم سومی هم اغلب بین هر یک از وسایل الکتریکی در خانه و صفحه سوییچ الکتریکی اصلی یا جعبه فیوز وصل می‌شود. این سیم سوم در انگلستان و اکثر کشورهای انگلیسی زبان سیم earth و در آمریکا سیم ground خوانده می‌شود. در صفحه سوییچ اصلی سیم earth را به سیم نول و نیز به یک تیرک متصل به زمین یا هر نقطه earth در دسترس (برای آمریکاییها نقطه ground) نظیر لوله آب ، متصل می‌کنند.

در صورت وقوع خطا ، سیم زمین می‌تواند جریان کافی را برای راه اندازی یک فیوز و جدا کردن مدار دارای خطا ، از خود عبور دهد. همچنین اتصال زمین به این مفهوم است که ساختمان مجاور دارای ولتاژی برابر ولتاژ نقطه خنثی است. شایعترین نوع خطای الکتریکی (شوک) در صورتی رخ می‌دهد که شیئی (معمولاً یک نفر) بطور تصادفی بین یک هادی فاز و زمین مداری تشکیل دهد. در این صورت یک جریان خطا از فاز به زمین ایجاد می‌شود که به جریان پس ماند معروف است. یک مدار شکن جریان پس ماند طراحی شده است تا چنین مشکلی را شناسایی کند و مدار را قبل از اینکه شوک الکتریکی منجر به مرگ شود قطع کند.

در کاربردهای صنعتی (سه فاز) بسیاری از قسمتهای مجزای سیستم خنثی به زمین متصلند که این امر موجب می‌شود تا جریان های کوچک زمین ، که همواره بین یک ژنراتور و یک مصرف کننده (بار) در حال عبور هستند را متعادل کند. این سیستم زمین کردن این اطمینان را به ما می دهد که اگر خطایی رخ دهد، جریانی که از نقطه خنثی می گذرد به یک سطح قابل کنترل محدود شده باشد. این روش به سیستم خنثی زمین چندگانه معروف است.

فرکانسهای AC در کشورها

اکثر کشورهای جهان سیستمهای الکتریکی‌شان را روی یکی از دوفرکانس 60 و 50 هرتز استاندارد کرده‌اند. لیست کشورهای 60 هرتز که اغلبشان در دنیای جدید قرار دارند کوتاهتر

است، اما نمی‌توان گفت که 60 هرتز کمتر معمول است.

• کشورهای 60 هرتز عبارتند از: ساموای امریکا ، آنتیگوا و باربودا ، آروبا ، باهاماس ، بلیز ، برمودا ، کانادا ، جزایر کیمان ، کلمبیا ، کاستاریکا ، کوبا ، جمهوری دمونیکن ، السالوادور ، پلینسیای فرانسه ، گوام ، گواتمالا ، گیانا ، هاییتی ، هندوراس ، کره جنوبی ، لیبریا ، جزایر مارشال ، مکزیک ، میکرونسیا ، مونت سرات ، نیکاراگویه ، جزایر ماریانای شمالی ، پالایو ، پاناما ، پرو ، فیلیپین ، پرتوریکو ، ساین کیتس و نویس ، سورینام ، تایوان ، ترینیداد توباگو ، جزایر ترکس و کیاکوس ، ایالات متحده ، ونزولا ، جزایر ویرجین ، جزیره ویک.
  
• این کشورها دارای سیستمهایی با فرکانس مختلط 60 و 50 هرتز‌اند: بحرین ، برزیل (اغلب فرکانس 60) ، ژاپن (فرکانس 60 هرتز در زمان حضور غربیها).
  
  اغلب کشورها به گونه‌ای استاندارد تلویزیون شان را انتخاب کرده اند که با فرکانس خطوط برقشان متناسب باشد. استاندارد NTSC برای کار با فرکانس خطوط برق 60 هرتز طراحی شده است، در حالیکه PAL و SECAM برای فرکانس خطوط 50 هرتز طراحی شده است، اما نسخه 60 هرتز PAL هم وجود دارد، برای مثال در برزیل PAL-M ارائه دهنده وضوح PAL و چشمک تصویر پایین NTSC است.
  
  عموماً این مطلب پذیرفته شده است که نیکلا تسلا فرکانس 60 هرتز را به عنوان کمترین فرکانسی که منجر به عدم بروز پدیده چشمک زنی قابل مشاهده در روشناییهای خیابانها می‌شد، انتخاب کرد. توان 25 هرتز بیش از آنی که در آبشار نیاگارا تولید شود، در اونتاریو و آمریکای شمالی استفاده می‌شده است.
  
  هنوز هم ممکن است برخی از ژنراتورهای 25 هرتز در آبشار نیاگارا مورد استفاده واقع شوند. فرکانس پایین طراحی موتورهای الکتریکی کم سرعت را ساده می‌سازد و می‌توان آنرا بصورت بهتر و موثرتری تولید کرده و انتقال داد، اما منجر به چشمک زنی قابل ملاحظه‌ای در روشناییها می‌شود. کاربردهای ساحلی و دریایی ممکن است گاها فرکانس 400 هرتز را به علت مزیتهای مختلف فنی مورد استفاده قرار دهند. برق 16.67 هرتزی هم هنوز در برخی از سیستمهای راه آهن اروپا مانند سوئد به چشم می‌خورد.

مقدمه

تبدیل ستاره مثلث در درایوها و در موتورهای القایی بکار می رود. این تبدیل به تئوری سه فاز ( یا سیستم های چند فازه) مرتبط می شود و نام انگلیسی این تبدیل (Y-delta) از شکل دیاگرام مداری گرفته شده که به ترتیب شبیه حرف Y و حرف یونانی &Delta است.

اصول تبدیل ستاره مثلث

این تبدیل به منظور بوجود آوردن معادل هایی برای شبکه هایی با سه ترمینال بوجود آمده است.
تصویر
برای بدست آوردن شبکه معادل می بایست مقاومت بین هر دو ترمینال برای هر دو شبکه یکسان باشد.

معادلات تبدیل

<math>R_1 = \left( \frac{R_aR_b}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

<math>R_2 = \left( \frac{R_bR_c}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

<math>R_3 = \left( \frac{R_cR_a}{R_a + R_b + R_c} \right)</math>

معادلات تبدیل ستاره مثلث

<math>R_a = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_2} \right)</math>

<math>R_b = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_3} \right)</math>

<math>R_c = \left( \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_1} \right)</math>

ساختارها

دو ساختار مختلف برای اتصال موتورهای الکتریکی به شبکه سه فاز وجود دارد:

• سیم پیچی ستاره ـ سرعت پایین، ولتاژ استاندارد بالا
• سیم پیچی مثلث ـ سرعت بالا، ولتاژ پایین

انتخاب ستاره مثلث می تواند مانند یک دنده برای سرعت یک موتور الکتریکی عمل کند. موتورها را به صورت ستاره راه اندازی می کنند و پس از رسیدن به سرعت نامی آنرا تبدیل به مثلث می کنند تا عملکرد موتور بهبود یابد.

اتصال ستاره

برای کاهش دادن تعداد اتصالات الکتریکی به یک ژنراتور انتهای هر یک سیم پیچ ها را به یک نقطه مشترک که نقطه خنثی یا نقطه شروع نامیده می شود، متصل می کنند. انتهای دیگر اتصال خودش را دارد. در این صورت برای یک موتور سه فاز، چهار اتصال به ژنراتور خواهیم داشت: یک اتصال خنثی و سه فاز.
مزیت این روش این است که سیم خنثی را می توانیم نازک تر از سیم های فاز بسازیم و بنابراین هم در وزن و هم در هزینه صرفه جویی خواهیم کرد. در برخی از سیستم ها، سیم خنثی حذف می شود و جریان های بازگشتی از طریق زمین عبور می کنند.

<pre>
B
|
|
. N
/ \
/ \
A C
</pre>

اتصال مثلت

وقتی که به یک ژنراتور سه سیم وصل شود که هر سیم به دو سر مقابل دو سیم پیچ مجاور وصل شده باشد، یک اتصال مثلث ایجاد کرده ایم.
<pre>
B
.
/ \
/___\
A C
</pre>
اتصال مثلث می تواند بدون اتصال به زمین باشد که زمانی بسیار استفاده می شد. امروزه برخی سیستم های مثلث زمین گوشه وجود دارند که نقطه A در آنها زمین شده و برخی سیستم های مثلث سر وسط زمین شده که در آنها نقطه ای وسط A و C روی سیم پیچ زمین شده است و نیز تعدای سیستم های زیگزاگ زمین شده که یک نقطه خنثی را برای زمین کردن با استفاده از تبدیل زیگزاگ بوجود می آورد.

مقدمه

انواع موتورهای الکتریکی

موتورهای DC

موتورهای میدان سیم پیچی شده

موتورهای یونیورسال

موتورهای AC

معمولترین موتور تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است، که اغلب در دستگاه هایی بکار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند، نظیر پنکه‌های برقی ، اجاقهای ماکروویو و دیگر لوازم خانگی کوچک. نوع دیگر موتور AC تک فاز موتور القایی است، که اغلب در لوازم بزرگ نظیر ماشین لباسشویی و خشک کن لباس بکار می‌رود. عموماً این موتورها می‌توانند گشتاور راه اندازی بزرگتری را با استفاده از یک سیم پیچ راه انداز به همراه یک خازن راه انداز و یک کلید گریز از مرکز ، ایجاد کنند.

هنگام راه اندازی ، خازن و سیم پیچ راه اندازی از طریق یک دسته از کنتاکتهای تحت فشار فنر روی کلید گریز از مرکز دوار ، به منبع برق متصل می‌شوند. خازن به افزایش گشتاور راه اندازی موتور کمک می‌کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، کلید گریز از مرکز فعال شده ، دسته کنتاکتها فعال می‌شود، خازن و سیم پیچ راه انداز سری شده را از منبع برق جدا می‌سازد، در این هنگام موتور تنها با سیم پیچ اصلی عمل می‌کند.

• موتورهای AC سه فاز:

برای کاربردهای نیازمند به توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چند فاز) استفاده می‌شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فاز الکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان ، استفاده می‌کنند. اغلب ، روتور شامل تعدادی هادیهای مسی است که در فولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می‌کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.

این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتر از فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور ، بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها ، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور سنکرون وجود دارد، موتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز ، به گردش در می‌آید. موتورهای سنکرون را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.

سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد و مقدار لغزش ، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور ، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند. تغییر سرعت در این نوع از موتورها را می‌توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی در موتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه ، کنترل یکنواخت تری بر روی سرعت موتورها داشته باشیم.

موتورهای پله‌ای

نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله‌ای است، که در آن یک روتور درونی ، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن و خاموش می‌شوند، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC و یک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتا کنترل شده ، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با کامپیوتر یکی از فرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، بویژه وقتی که بخشی از یک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند.

موتورهای خطی

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش ، بوجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر ماگلیو مشاهده کنید که در آن قطار روی زمین پرواز می‌کند.

 کابل های فشار ضعیف و متوسط     
     بیش از 90% کابلهای جریان زیاد دارای عایقی از کاغذ آغشته به روغن می باشند .
    بدین معنی که سیمها با نوارهای کاغذی باند پیچی شده و سپس به نوعی از روغن معدنی غلیظ اغشته می شوند.
     چنین کابلی را که ما در این کتاب " کابل کم روغن " 1 می نامیم از 1 تا 60 هزار ولت ساخت و نرم شده اند
      2 . سیم کابل از مس المینیوم است و می تواند یک لا یا چند لا ( طنابی ) باشد .سیم های چندلا نرم تراست وقابلیت انحنای آن نیزنسبت به کابل باسیم یک لابیشتراست.
سیم های طنابی به مقطع گردوبخصوص درکابل  های سه سیمه وچهارسیمه از 1تا 10 هزارولت بشکل سکتوروبیضی نیزساخته می شوند.
کاغذ بصورت نوارباریک به ضخامت 1/0تا 15/0 میلیمتر به شکل مارپیچی روی سیم پیچیده می شود پیچیده می شود وقبل ازاینکه کاغذآغشته به روغن شود ، سیم عایق شده رادرخلاء وحرارت زیادبا دقت خشک می کنند ودرهمین حالت سیم عایق شده ازداخل منبع روغن بادرجه حرارت   C 120-110 عبورداده می شود. درنتیجه روغن که دراین درجه حرارت بسیار سیال است درداخل کاغذنفوذکرده وتمام خلل وفرج کاغذراپرمی کند .
دردرجه حرارت معمولی روغن کابل تقریبا سفت است ونمی تواند درداخل کابل مثلا بعلت پستی وبلندی مسیر کابل جریان پیداکند. برای جلوگیری ازنفوذ رطوبت بداخل کابل ،سیم عایق شده بایک غلاف فلزی پوشانده می شود وبه همین جهت دوانتهای کابل نیز باسرکابل مخصوصی مقدارکمی آنتیمون وروی مخلوط دارد. این اضافات باعث می شوندکه سرب قدری سخت ترشده وپایداری واستقامت آن درمقابل خورندگی وکروزیون بیشترشود.دربعضی از کابل ها بجای سرب از غلاف آلومینیومی بدون درز استفاده می شود. مشکل ساختمانی این نوع کابل دردرجه حرارت زیاد ذوب آلومینیوم است .
کابل های باغلاف آلومینیومی بخوبی کابل های سربی خم نمی شوندوانعطاف پذیرنیستند ولی درعوض به مراتب سبکترازکابل های سربی هستند. غلاف آلومینیومی بایددرمقابل کروزیون وخورندگی بخوبی حفاظت شود. این موضوع برای غلاف سربی نیز نیزصادق است، مگراینکه کابل درمکان کاملا خشک (لوله های بتونی خشک) ویادرداخل ساختمان کشیده شود. غلاف کابل علاوه براینکه تحت تأثیرعوامل شیمیایی قرارمی گیرد، به علت جریان هائی که اززمین عبورمی کند ،تحت تأثیرعوامل الکترولیتی نیزواقع می شوند.لذا بایدکابل از نظرالکتریکی نیزعایق باشد به همین جهت غلاف سربی توسط کاغذ قیر اندودشده بانداژ می شودوروی آن راباموادی شبیه قیروگونی می پوشانند.
کابلهائی که به طورآزاد درزیرزمین کشیده می شوند همگی تحت تأثیرنیروی مکانیکی سطحی نیز قرارمی گیرندکه باعث فرورفتگی هائی درکابل استقامت الکتریکی کابل در این نقاط تنزل می کند . لذا اینگونه کابلها که باید فشارهای خارجی را نیز تحمل کنند شامل زرهی از تسمه های فولا دی می شود و بهمین جهت بنام کابلهای زرهی معروف هستند زره فولادی نیز برای جلوگیری از زنگ زدگی و خورندگی با قشری ازقیروگونی ویا مواد مصنوعی p   v c پوشانده می شود کابلهایی که تحت کشش زیاد نیز قرار میگیرند 0(مثل کابل هایی که در معادن زیرزمینی به کار برده می شوند و یا کابل هایی که از رودخانه و یا دریاچه میگذرند )بازره فولادی از تسمه های.باریک –مفتول های گرد و یا پروفیل پوشانده می شوند .شکل 1 مقطع یک کابل سه فاز را باسیم گرد و سیم سکتوری نشان می دهد .
 

اولین اندازه گیری رادیو اکتیویته هسته زمین

برای اولین بار رادیواکتیویته زمین اندازه گیری شد. این اندازه گیری ها به زمین شناسان کمک خواهد کرد تا بفهمند واپاشی هسته ای به چه میزان عامل گرمای زیاد زمین است.

گرمای خروجی از زمین باعث میشود که آهن مذاب به قسمت های خارجی تر رانده شود و موجب افزایش میدان مغناطیسی زمین بشود. سوال اصلی این است که این حرارت دقیقا از کجا میآید. اندازه گیری های گرادیان حرارت از صخره های معادن به تخمینی در حدود 30 تا 44 تراوات گرمای تولیدی این سیاره منتهی شده است.

قسمتی از این گرما توسط عناصر رادیواکتیو تولید میشود. زمین شناسان با مطالعه سنگ های آسمانی قدیی مقدار اورانیوم و توریم (thorium) را تخمین زده و محاسبه کرده اند که 19 تراوات گرما از رادیواکتیویته بوجود میآید.

بیل مک دانو (Bill McDonough ) زمین شناس دانشگاه میریلند (Maryland ) میگوید: " تا کنون چیز دقیقی در مورد مقدار اورانیوم داخل این سیاره نمیدانیم. نامعلومات بنیادی هستند". یک راه برای کم کردن این نامعلومی ها وجود دارد و آن پیداکردن آنتی نوترینو ها (antineutrinos) است. این ذرات معادل ضد ماده ای ذرات بی بار و تقریبا بر جرم نوترینو هستند و وقتی اورانیوم یا توریم تبدیل به سرب میشوند بوجود میآیند. اگرکه آنتی نوترینو های زیادی از زمین در حال تولید هستند باید بشود آنها را آشکار سازی کرد چونکه تقریبا از همه مواد عبور میکنند.

اکنون در کامیوکای ژاپن (Kamioka, Japan) یک آشکارساز آنتی نوترینو به نام KamLAND توانسته این آنتی نوترینو ها را بشمارد. تیمی از دانشمندان بین المللی با آنالیز داده ها ی این آشکارساز فهمیدند که 16.2 میلیون آنتی نوترینو بر سانتیمترمربع بر زمان از هسته زمین بیرون میآید. آنها محاسبه کردند که فعالیت های هسته ای بوجود آورنده این ذرات میتوانند تا 60 تراوات گرما تولید کنند اما معمولا حدود 24 تراوات است. جان لیرند (John Learned) از دانشگاه هاوایی (Hawaii in Manoa) میگوید :" ما برای اولین بار اندازه گیری رادیو اکتیویته کل زمین را انجام داده ایم. "

با آشکارسازی آنتی نوترینو های بیشتر در طول زمان ، KamLAND قادر خواهد بود یکبار برای همیشه تعیین کند که آیا رادیواکتیویته مسئول اصلی گرمایش زمین است یا منابع دیگری مثل جامد شدن آهن و نیکل مایع در بیرون هسته .

آنتی نوترینو ها میتوانند ساختار ترکیبی پوسته و جبه زمین را مشخص کنند و از این طریق سرنخ هایی به دست زمین شناس دهند که چگونه و چه موقع تشکیل شده اند. اما برای انجام این کار ، آنها باید بفهمند که آنتی نوترینو ها دقیقا از کجا میآیند و خود این هم مجموعه ای از آشکارساز های را میطلبد.

جان لیرند میگوید " ما به سوی توموگرافی (tomography) کل زمین پیش میرویم و هنوز در اولین گام ها هستیم.

برگرفته از سی پی اچ تئوری

در مباحث قدرتی آنچه که میتواند ممیزی بین مهندسی برق- قدرت و دیگر شاخه ها باشد همان نگاه ویژه این شاخه به سخت افزار های مکانیکیست. آیا تا کنون به چگونگی حرکت رباط ها اندیشیده اید؟ یک رباط چیست؟
در یک تعریف کلی آنچه که توسط دست انسان ساخته شده و توانایی حرکت را داشته باشد می تواند یک رباط باشد. اما هر رباط خود اجزا و قسمتهای پیچیده و یا ساده ای دارد.
قصد داریم که در این بخش شما را با عملکرد جز کوچکی از پیکره یک رباط بپردازیم.

Servo motor 

هر servo motor یک دستگاه کو چکی ست که بخش اعظم حرکت آن توسط یک shaft خروجی تعیین می شود. چگونگی حرکت و مو قعیت های زاویه ای این خروجی توسط دسته ای از سیگنال های دیکد شده که برای کابل دیتا آن تعریف می شود کنترل میشود. برای طول مدت زمانی که یک سیگنال فعال بوده و یک پالس بر روی خط ورودی آن قرار دارد این shaft خروجی در مو قعیت خاص زاویه ای که مختص آن سیگنال است قرار دارد و با تغییر این ورودی زاویه مد نظر نیز تغییر می کند.
مشاهده می کنید که در اینجا یک رابطهای بین نرم افزار و سخت افزار ایجاد شده است. این موتور ها در صنایع رباتیک و تولیدات صنعتی مانند موتور های کنترل کننده هواپیما ها و ... کاربرد وسیعی دارند.
آنچه که قدرت حرکتی این نوع موتور ها راتعیین می کند مقدار بارگیریست که از سوی سیگنال انجام می گیرد بر این اساس برای حرکت با سرعتی سریع جهت طی مسافتی متناسب با سرعت میزان بارگیری مذکور بالاست و عمو ما این میزان توسط سازنده مو تور تعیین خواهد شد.
سه کابل موجود در این موتور ها می توانند 3 ورودی این مو تور باشند.
معمولا سیم اول برای power حدود 5 ولت.
سیم دوم :GND
سیم سوم (معمو لا به رنگ سفید): جهت کنترل وضعیت های حرکتیست.

عملکرد مداری :

هر servo از چند مدار الکترونیکی کنترلی – یک مقاومت متغیر(پتانسیو متر) – تعدادی چرخدنده (برای ایجاد امکان حرکت) – یکshaft خروجی تشکیل شده است. در بخشی از این مدار که به آن pot اطلاق می شود امکان دیدن سیگنالی که مو تور تحت تاثیر آن از خود عکس العمل نشان می دهد وجود دارد.

زاویه حرکتی این خانواده از مو تور ها متفاوت است اما یک servo نرمال میتواند مسافتی بین 0 تا 180 درجه را بپیماید. سیستم کنترل کننده معممو لا وظیفه کنترل این چرخش را به عهده دارد. این زاویه حرکتی که نیاز است موتور آن را بپیماید به وسیله پالسی که توسط کابل کنترلی فرستاده می شود تعیین می گردد که به آن Pulse Code Modulation اطلاق می شود.
یک servo تمایل دارد که هر 20 میلی ثانیه با یک پالس جدیدی تحریک شود.
طول این پالس بستگی به مسافتی دارد که نیاز است توسط سرو و طی شود. برای مثال همانطور که در شکل مشاهده می کنید هر پالسی که در ضمن 1.5 میلی ثانیه اعمال می شود امکان چرخش shaft را به اندازه 90 درجه فراهم می سازد.

اگر طول پالس کمتر از مقدار مذکور باشد زاویه حرکتی shaft خروجی به 0 میل میکند و اگر بیش از 1.5 میلی ثانیه باشد به 180 درجه نزدیک می شود.

سیکل ترکیبی چیست؟

سیکل ترکیبی چیست؟
برای پاسخ به پرسش مذکور در ابتدا تعریفی از انواع توربین ها و اصول کلی کار آنها ارائه می دهیم.
توربین ها اصو لا بر اساس عامل ایجاد کننده کار تقسیم بندی می گردند . اگر عامل فوق گاز باشد آن را بخاری اگر آب باشد آبی و چنانچه باد باشد توربین بادی گو یند. توجه داشته باشیم که منظور از گاز گاز ناشی از احتراق است. لذا نوع سوخت دخیل در آن که بر حسب مورد می تواند گازوئیل مازول یا گاز باشد در این تقسیم بندی ها اهمیت ندارد. (اگر چه در کشور ما سوخت گاز سوخت غالب این توربین هاست. )

هر توربین گاز v94.2 متشکل از دو محفظه احتراق است که در طر فین توربین نصب هستند و سوخت گاز یا گازو ئیل پس از ورود به آن همراه با عملکرد سیستم جرقه مشتعل شده و با هوایی که از سمت فیلتر های ورودی وارد کمپرسور شده و پس از انبساط از آن خارج می شود وارد ناحیه محفظه احتراق شده محترق می گردد و گازی با درجه حرارت 1050 در جه سانتیگراد تو لید می نماید.

گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور ده و تولید برق می کند. محصول خروجی از توربین گاز دودیست با درجه حرارت حدود 550 درجه سانتیگراد که به عنوان تلفات حرارتی از طریق دودکش وارد جو می شود و به ایت ترتیب توربین گاز در بهترین شرایط با بهره برداری حدود 33 درصد تولید انرژی می کند. به بیان دیگر 67 درصد دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی می باشد.

ایده سیکل ترکیبی در واقع بازیافت مجدد از بخش 67 درصد یاد شده است. به این ترتیب که در بخش خروجی اگزوز هر توربین گاز با نصب دریچه های کنترل شونده گاز داغ فوق را به قسمت دیگ بخار هدایت تا آب موجود در آن به بخار سوپر هیت(بخار خیلی داغ و خشک) با درجه حرارت حدود 530 درجه سانتیگراد تبدیل و به همراه بخار خروجی از بویلر دوم جهت استفاده در توربین بخار به کار گرفته شود.
به این ترتیب در بخش دیگ بخار چون از مشعل و سوخت جهت گرمایش صرفه جویی می شود راندمان در کل افزایش یافته و به رقمی معادل 55 در صد می رسد. (نزدیک به 25 درصد از 67 درصد تلفات فوق الذکر بازیافت و بدون نیاز به سوخت اضافی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود. )

این بخار پس از انجام کار در توربین بخار افت درجه حرارت پیدا کرده و دمای آن به رقمی حدود 60 درجه سانتیگراد می رسد و در اینجا به منظور استفاده مجدد از آن بخار فوق توسط سیستم خنک کن ( در نیرو گاه کرمان به کمک فنر های پرقدرت) سرد و تبدیل به آب شده و جهت استفاده مجدد پس از انجام عملیات تصفیه بین راهی وارد تانک تغذیه می گردد تا دوباره وارد دیگ بخار گشته و تبدیل به بخار سوپر هیت شود.
این چرخه را سیکل ترکیبی گویند که نیرو گاه کرمان یکی از نیرو گاه های فوق الذکر در سطح کشور محسوب می شود.

آب مورد نیاز این نیرو گاه از طریق سه حلقه چاه حفر شده در دشت جو پار تامین و به کمک خط لوله به استخر آب خام نیرو گاه به ظرفیت 3000 متر مکعب وارد و ذخیره شده تا پس از انجام عملیات تصفیه مورد استفاده بویلر های نیرو گاه قرار گیرد.
ظرفیت آبدهی چاه های مذکور 80 لیتر در ثانیه است.