ابر رساناها و دیود

واضح آرشیو وب فارسی:سایت ریسک: View Full Version : ابر رساناها و دیود fazelmoosavi24th July 2009, 01:29 AMابر رسانا ها کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند اگردماي فلزات مختلف را تا دماي معيني(دماي بحراني) پايين اوريم پديده شگرفي در انها اتفاق مي افتد كه طي ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جريان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبديل به ابررسانا خواهند شد. (البته موادي مانند نقره نيز هستند كه مقاومت ويژه شان حتي در دماي صفر درجه كلوين نيز صفر نمي شود).هرچند در اين دما ميتوان بسياري از مواد را ابر رسانا نمود محققا ن براي رسيدن به چنين دمايي مجبورند از هليم مايع ويا هيدرژن استفاده كنند كه بسيار گرانند . امروزه ابر رسانايي را در موادي ايجاد مي كنند كه دماي بحرانيشان زيادتر از 77 درجه كلوين است كه براي رسيدن به چنين دمايي از ازت مايع استفاده مي كنند كه نقطه جوشش 77 درجه كلوين است. تاريخجه ابررسانا يي ابررسانايي براي اولين باردر سال 1911 توسط هايك كامرلينگ اونس(1926-1853)مطرح گرديد. وي دماي يك ميله منجمد جيوه اي را تا دماي نقطه جوش هليم مايع(4.2 درجه كلوين )پايين اوردد و مشاهده نمود كه مقاومت ان ناگهان به صفر رسيد. سپس يك حلقه سربي را در دماي 7 درجه كلوين ابررسانا نمود و قوانين فارادي را بر روي ان ازمايش كردومشاهده نمود وقتي با تغيير شار در حلفه جريان القايي توليد شود. حلقه سربي برعكس رسانا هاي ديگر رفتارمي نمايديعني پس از قطع ميدان تا ماداميكه در حالت ابر رسانايي قرار داردجريان اكتريكي را حفظ مي كند. به عبارتي اگريك سيم ابررسانا داشته باشيم پس از بوجود امدن جريان الكتريكي دران بدون مولد الكتريكي ( مثل باطري يا برق شهر )نيز مي تواند حامل جريان باشد. اگر در همين حالت ميدان مغناطيس قوي در مجاورت سيم ابررسانا قرار دهيم ويا دماي سيم را با لاتر از دماي بحراني ببريم جريان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراين حالتها سيم را از حالت ابررسانايي خارج كرده ايم . اقاي اونس با همين كشف جايزه نوبل فيزيك در سال 1913 را از ان خود نمود.در عكس بالا اونس و همسرش نشسته و دوستان دانشمند مانند البرت انيشتين در پشت سر وي قرار دارند. اثرمايسنر سپس در سال 1933 Meissner وOschsenfeld مطابق شكل نشان دادند كه وقتي ماده مورد ازمايش قبل از ابررسانا شدن در ميدان مغناطيسي باشد شار از ان عبور ميكند ولي وقتي در جضور ميدان به دماي بحراني برسدو ابررسانا گردد ديگر هيچگونه شار مغناطيسي از ان عبور نمي كند تبديل به يك ديامغناطيس كامل مي شود كه شدت ميدان درون ان صفر خواهد بود. کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند فيزيكدانان مختلف همواره سعي كرده بودند به موادي دست پيدا كنند كه اولا دردماي پايين ابرسانا شوند و ثانيا براي فرايند سرمايش بجاي هليم پر هزينه از نيتروژن مايع استفاده شود.تا بدن ترتيب بتوانند كابلهاي مناسب براي حمل و انتقال برق ويا موتور الكتريكي بسازند. کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند در اين شكل يك مغناطيس استوانه اي روي يك قطعه ابررسانا كه توسط نيتروژن خنك شده شناور است زيرا ابررسانا طبق خاصيت يعني اثر مايسنر مي توانند خطوط ميدان مغناطيس را به خارج پرتاب كنند دارد.و همانطور كه ميبينم قرص مغناطيسي را شناور نگه دارندو بدن ترتيب يك موتور چرخان ساخته ميشود. بلاخره در سال 1986 دو فيزيكدان سويسي به نامهاي George bednorz-Alex Muller از آزمايشگاه زوريخ توانستند ابرسانايي ازجنس سراميك اكسيد مس در دماي بالا 60 درجه كلوين بسازند كه براي فرايند سرمايش از نيتروژن مايع استفاده ميشد كه بسيار كم هزينه بود. بدين ترتيب دو گام مهم براي ساخت كابلهاي ابررسانايي برداشته شد و لي سراميك اكسيد مس براي ساخت كابل شكننده بود بنابراين تلاشهاي ديگري آغاز شد.كه تا به امروز هم ادامه دارد دانشجويان و دانشمندان ايراني هم در اين عرصه بسيار فعال هستند. طبق گزارش ايرنا سعيد سلطانيان به همراه يك گروه علمي در دانشگاه ولو نگوگ ايالت نيو ساوت ولز استراليا به سرپرستي پروفسور دو ابررسانايي ساختند كه بالاترين ركورد را در ميان ابررسانا دارد اين ابررسانا به شكل سيم يا نوار ي از جنس دي بريد منيزيم با پوششي از آهن است كه شكل ميكروسكوپي آن در پايين نشان داده شده است. کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند كاربردهاي مختلف ابررساناها از ابررسانايي ميتوان در ساخت آهن رباهاي ويژه طييف سنجهاي رزونانس مغناطيسي هسته و عكسبرداري تشديد مغناطيسي هسته و تشخيص طبي استفاده نمود و همچنين چون با حجم كم جريانهاي بسيار بالا را حمل مي كنند مي توان از آنها در ساخت موتورهاي الكتريكي (ژنراتورها- كابلها) استفاده نمود كه حجمشان 4 تا 6 برابر كوچكتر از موتورهاي فضاپيماي امروزي هستند. ميتوان از آهن رباهاي ابررسانا در ساختمان ژيروسكوپ براي هدايت فضا پيما استفاده نمود. مي توان از نيم رسانا ها در ساخت قطارهاي شناور استفاده نمودمانند قطار سريع السير ژاپني ها كه در سال 2000 ميلادي ساخته شد وبا با سرعت 581 km/h حركت مي كرد در اين بجاي قطار بجاي استفاده از چرخ از ميدان مغناطيسي استفاده شده است. منبع : khayam.***********.com fazelmoosavi24th July 2009, 01:50 AMعناصر ژرمانيوم و سيليكون در آخرين مدار يا لايه اتمي خود داراي 4 الكترون هستند كه تمايل به جذب يا از دست دادن الكترون ها به منظور تكميل مدار آخر خود تا رسيدن به 8 الكترون را دارند. با اضافه كردن مقدار كمي اتم نا خالصي به نيمه هادي مذكور امكان ازدياد بار الكتريكي بوجود خواهد آمد مثلا" تركيب اتم ژرمانيوم كه داراي 4 الكترون در مدار خارجي مي باشد با ارسنيك كه 5 الكترون دارد پيوندهاي مشتركي با يك الكترون اضافي براي هر اتم نا خالصي ارسنيك بوجود مي آيد در نتيجه جسم حاصل منفي ويا نيمه هادي نوع N حاصل مي شود .براي حالت عكس هم به همين ترتيب است يعني اگر مقداري ژرمانيوم را با مقداري گاليوم كه داراي 3 الكترون در مدار خارجي است مخلوط كنيم بعد از تشكيل پيوند اشتراكي با اتم ناخالصي مجموعا" 7 الكترون به جاي 8 الكترون در مدار خارجي بدست مي آيد. كمبود يك الكترون براي هر پيوند اشتراكي با اتم خالصي به منزله يك بار مثبت است كه آن را حفره مي نامند اين نوع اضافه كردن باعث بوجود آمدن نيمه هادي نوع P با بار مثبت مي شود . از نيمه هادي هاي ذكر شده در ساخت ديود استفاده مي شود و ديود ها براي يكسو كردن جريان الكتريكي به كار مي رود(يعني تبديل جريان ACبه DC ) ديود مثل يك جاده يك طرفه عمل كرده واز يك سو جريان را از خود عبور مي دهد واز سوي ديگر نه. يكسو كننده ها- براي شارژ باتري ها،آبكاري،جوشكاري بعضي فلزات ،دستگاه هاي صوتي وتصويري،تجزيه شيميايي و ...احتياج به جريان دايم Dc داريم وچون برق شهر متناوب است بنابراين در دستگاه هاي مختلف به روش هاي گوناگون جريان مذكور را مستقيم مي كنند.لامپ الكتروني ،دينام جريان مستقيم وديود ها از روش هاي معمول يكسو سازي مي باشد كه در اين جا انواع يكسو سازي هاي ديودي كه بيشتر مورد استفاده دارد شرح داده مي شود. يكسو ساز نيم موج - اگرولتاژ متناوبي را به ديودوصل كنيم هنگامي كه نيم سيكل مثبت به آند مي رسدازآن عبور مي كند به مجرد اينكه نيم سيكل منفي شروع مي شود ديود نيم سيكل منفي را از خود عبور نمي دهد.به اين ترتيب ولتاژ متناوب تبديل به ولتاژ يكسو شده ي ضربان دار مي شود .در خروجي فقط نيم سيكل هاي مثبت وجود دارد براي صاف كردن اين ولتاژ ضرباني از خازن وسيم پيچ يا مقاومت استفاده مي شود .از مشخصه يك سو سازهاي نيم موج افت ولتاژ و عدم كيفيت مي باشد. يكسو ساز تمام موج - براي بدست آوردن ولتاژ مناسب و صاف تر از اين يكسو كننده ها استفاده مي شود كه هم نيم سيكل مثبت وهم نيم سيكل منفي را هدايت وتثبيت مي نمايد در شكل زير دو نمونه از آن ها را مي بينيد. کاربران ثبت نام کرده قادر به مشاهده لینک می باشند عيب يابي ديودها- اهم متر را روي رنج R×1 قرار مي دهيم وسيم هاي آن را به دو سر ديود متصل مي كنيم اگر عقربه منحرف شد يعني ديود از اين سو جريان عبور مي دهد حال اگر جاي سيم هاي اهم متر را عوض كنيم نبايد عقربه منحرف شود .نتيجه اينكه با اتصال سيم هاي اهم متر ،ديودي كه درهر دو حالت عقربه را منحرف كند وهمچنين ديودي كه درهر دو حالت عقربه را منحرف نكند خراب است .(تذكر :هنگام آزمايش بهتر است يك سر ديود از مدار جدا شود .). ترانسفور ماتور (مبدل)- تشكيل شده است از هسته اي ازآهن خالص به شكل قاب يا حلقه كه برروي آن دو دسته سيم پيچي شده است كه تعداد حلقه هاي آن متفاوت واز يكديگر مجزاست.به سيم پيچي كه جريان مي دهند اوليه وسيم پيچ يا مدار ديگر را ثانويه مي نامند.با عبور جريان متناوب در مدار سيم پيچ اوليه ،درمدار ثانويه يك جريان الكتريكي القا مي شود كه ولتاژ وشدت جريان بوجود آمده به قطر سيم وتعداد دور آن ها بستگي دارد.وبطور كلي مي توان گفت ترانسفور ماتور مي تواند ولتاژ وشدت را به دلخواه تغيير دهد بدون آنكه توان تغييركند.پس ترانسفور ماتور ممكن است افزاينده يا كاهنده باشد.در اكثر وسايل صوتي وتصويري از ترانسفور ماتور كاهنده ولتاژ استفاده مي شود از موارد استفاده ترانسفور ماتور ها ،كوره هاي القايي،دستگاه هاي جوشكاري هويه هفت تيري وكويل خود رو را مي توان نام برد (لازم به تذكر است كه ترانسفور ماتور با جريان متناوب كار مي كند.) ترموستات ها- ترموستات ها كليد هاي خود كاري هستند كه جهت تنظيم درجه حرارت بكار مي روند از انواع آن ها مي توان ترموستات بي متالي وترموستات گازي را نام برد. ترموستات بي متالي - مي دانيم در اثر گرما فلزات منبسط مي شوند واين انبساط براي فلزات مختلف متفاوت است هر گاه دوقطعه فلز مختلف كه داراي ضريب انبساط حرارتي متفاوت هستند را به هم جوش دهيم وآن را در نزديكي منبع حرارتي مورد نظر ودر مسير جريان برق قرار دهيم هر دو فلز گرم مي شوند وطول آن ها ازدياد مي يابد ولي چون ازدياد طول يكي از فلزات بيشتر از ديگري است لذا دو فلز به يك طرف خم مي شوند اين حركت مستقيما" ويا بوسيله اهرم هايي به يك كنتاكت منتقل شده ومدار را قطع يا وصل مي كند از اين وسيله در فيوزها ،سماور برقي،اتوي برقي و...بالاخره در اكثر وسايل برقي كه در آن ها يك المان حرارتي وجود دارد استفاده مي شود.همچنين براي حفاظت موتور ها از سوختن نيزمورد استفاده قرار مي گيرد. ترموستات گازي- اين ترموستات با انبساط وانقباض گازهاي حساس نظير اتر ويا جيوه كار مي كند . گاز مذكور در محفظه اي بنام بلو و لوله مويي همراه آن قرار دارد ودر نزديكي منبع حرارت قرار مي گيرد .بطور خلاصه انبساط گاز درون بلو از طريق لوله مويي به فانوسك مخزن گاز ونهايتا" به پلاتين هاي قطع و وصل جريان فشار وارد كرده وباعث قطع جريان مي شود .با سرد شدن محيط اطراف بلو قضيه بر عكس مي شود. از ترموستات هاي گازي در رادياتور ،در آبگرم كن ها ويخچال ها استفاده مي شود .نمونه ساده تري از ترموستات گازي در رادياتور خودرو استفاده مي شود. سایت ما را در گوگل محبوب کنید با کلیک روی دکمه ای که در سمت چپ این منو با عنوان +1 قرار داده شده شما به این سایت مهر تأیید میزنید و به دوستانتان در صفحه جستجوی گوگل دیدن این سایت را پیشنهاد میکنید که این امر خود باعث افزایش رتبه سایت در گوگل میشود

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت ریسک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 894]