صفحه 5 از 11: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 پسین »

پرو‍ژه

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#41 Posted: 12 Dec 2011 17:50

امواج الكترومغناطیس و سلامتی انسان - آکاایران

با گذشت لحظه ، لحظه های زمان، جهان دیگر همان جهان قبلی نیست، با توجه به تحقیقات وسیع علمی که در اقسی نقاط جهان در حال انجام است، جهان جدید، جهانی بسیار پیشرفته تر از چند لحظه قبل است. با توجه به این شرایط، ابزار آلات و وسایل مورد استفاده بشر نیز مطابق با این وضعیت در حال پیشرفت است.

مقدمه مترجم
با گذشت لحظه ، لحظه های زمان، جهان دیگر همان جهان قبلی نیست، با توجه به تحقیقات وسیع علمی که در اقسی نقاط جهان در حال انجام است، جهان جدید، جهانی بسیار پیشرفته تر از چند لحظه قبل است. با توجه به این شرایط، ابزار آلات و وسایل مورد استفاده بشر نیز مطابق با این وضعیت در حال پیشرفت است.
امروزه از آنجایی که همه تلاشهای محققان بر این رابطه استوار است تا مرزها را بشکنند و صرفه جویی در زمان نمایند؛ لذا تحقیقات بر روی وسایل رادیویی و کنترل از راه دور با سرعت بی سابقه ای در حال انجام است، مهمتر از همه، کاربردهای بسیار زیاد این تکنولوژی در عرصه های نظامی باعث آن شده تا دولتها سرمایه گذاری های عظیمی را در این بخش انجام دهند ، شاید دیده نشدن این امواج توسط چشم مصلحتی بوده است از طرف خداوند ، چرا که در غیر اینصورت چشم ها از دیدن اینهمه تجمع امواج پیرامون خویش متحيّر می شدند، همانطوری که واضح است این تشعشعات رادیویی، ساتع شده از دستگاههای الکتریکی و دیجیتالی و کنترلی، خواه ناخواه با موجودات زنده برخورد فیزیکی خواهند داشت و بقول اسلوس(محقق قرن شانزدهم میلادی):
"هر ماده ای که قابلیت تاثیر بر فرآیندهای بیولوژیک را داشته باشد هم می تواند مفید باشد و هم مضر"
برخی از این امواج بقدری قوی هستند که حتی می توانند از دیواره های بسیار ضخیم بتونی چند متری هم عبور کنند چه رسد به بدن موجودات زنده که از بافتهای نرم ، تشکیل شده اند؛ این تشعشعات اگر بطور مستمر و دائم حتی با نیروی خیلی ضعیف هم باشند به احتمال قوی ممکن است باعث ایجاد اثرات منفی در موجودات شوند.
البته امواج الکترومغناطیس چیز تازه ای نیست؛ فقط سرعت استفاده از آن بسیار بالاست. موجودات از دیرباز با این امواج البته بصورت طبیعی سروکار داشته اند، جاذبه زمین ، جاذبه دیگر کرات و میدانهای مغناطیسی کوههای عظیم، در برخی نقاط جهان و مهمتر از همه مثلث برمودا و غیره ؛ از این قبیل بوده اند، اما مسئله ای که اینجا مطرح این است که این امواج طبیعی شاید بعلت برنامه ریزی دقیقشان، آسیب ها و ضررهایشان نیز حساب شده باشد و تاثیرات مهمی در حفظ چرخه عمر موجودات داشته باشند.
در قرآن کریم داریم؛ خداوند از خلقت آسمانها و زمین با ستونهای نامرئی خبر داده است ، که مسلما این ستونها همان امواج یا بقولی نیروهای الکترومغناطیس هستند که بصورت فوق العاده منظم طراحی و تنظیم شده اند یا در سوره "یس" آیه 29 در رابطه با توصیف آخروالزمان داریم، که خداوند می فرمایند " ان کانت صیحه واحده فاذا هم خمدون" یعنی " نیست عقوبتشان جز یک صیحه عذاب آسمانی که به ناگاه همه هلاک شوند" ، آنطوری که اکنون برای ما قابل درک است این است که ، این صیحه می تواند نوعی از امواج الکترومغناطیس بصورت رادیویی یا ماکرویوی البته با پالسهای بسیار شدید و تند باشد.
کمی بعد از جنگ جهانی دوم آلمان غربی با ابراز تاسف از اینکه مردم منطقه ای در یکی از کوهستانهای دورافتاده فاقد برق و تلویزیون هستند ، بلافاصله برای آنها برق و تلویزیون فراهم کردند، قبل از ورود برق به این منطقه اهالی دارای بیشترین طول عمر در کره زمین بودند، اما 10 سال پس از این ماجرا اهالی از بیماریهای ریوی ، قلبی ، کلیوی ، اعصاب و انواع سرطانها تلف می شدند.
بسیاری از محققان در زمینه طول عمر؛ سمت و سوی تحقیقات خود را به این طرف سوق دادند و با جدیت بیشتری این اثرات را مورد کنکاش قرار داده اند.
خلاصه اینکه همه موجودات و بخصوص ما انسانها در وضعیتی برگشت ناپذیر قرار گرفته ایم ، چراکه اکنون در جهان میلیونها ایستگاههای فرستنده رادیویی استاندارد و غیراستاندارد ساخته شده است و صدها ماهواره خارج از جو در حال بمباران تشعشعاتی کره زمین و حتی سایر کرات موجود در جهان است، علاوه بر همه اینها با اقدامات نادرست بشر لایه ازن ، آن محافظ خدا دادی موجودات از گزند تشعشعات فضایی بسیار خطرناک در حال نازک شدن و تخریب است، وجود دستگاههای پارازیت انداز بر روی برنامه های رادیویی و تلویزیونی در برخی کشورها ( که سرطان زا بودن شان مورد تایید دانشمندان است) و نیز وجود سیم کشی های فشار قوی غیر استاندارد در محدوده های شهری من جمله اقدامات غیر مسئولانه در این زمینه است، متاسفانه راه چاره ای نیست جز هماهنگ کردن خود با این وضعیت دشوار.
استفاده از دستگاههای با اطمینان ، بهره گیری از استانداردهای قابل اعتماد، محدود سازی ایستگاههای فرستنده غیر استناندارد در محدوده های شهری می تواند از جمله اقدامات ما باشد، باید توجه داشته باشیم وارد کردن هر چیز تازه بدلیل نو بودنش و تامین آسایش ظاهری و بدون توجه به جنبه های زیان آور شناخته شده و ناشناخته آن چندان کار افتخار آمیزی نمی تواند باشد، چراکه سلامتی ما مهمترین مورد است. پس از تحقیقات و آزمایشهای مکرر دانشمندان پی به اسرات زیان بار این مورد بردند لذا در سطح بین المللی دست به تدوین یک سری قوانین محدود کننده زدند، ترجمه زیر رابطه بین امواج الکترومغناطیس با سلامتی انسان و نیز قابلیتهای استانداردهای موجود را تحت بررسی قرار می دهد.

امواج الکترومغناطیس:
حدودا ده سال قبل تنها منبع امواج الکترومغناطیس که بیشتر با آن مواجه می شدیم گرماخانه های میکروویو بودند. اما امروزه همه ما درحالیکه بی سیم های دیجیتالی و موبایل ها در دستمان است و یا اینکه پیجرهای فرستنده و گیرنده اطلاعات را به کمرمان بسته ایم در حال امرار معاش هستیم. از کامپیوترها و سایر وسایل جانبی آن نظیر چاپگرها (PRINTER) ، اسکنرها و اینفررد (INFRARED) ، بلوتوس و خیلی موارد دیگر بصورت مستمر استفاده می کنیم.
امروزه با وجود تراکم های مغناطیسی ما هنوز از همان استانداردهای قدیمی و البته ناکافی برای محاسبات تشعشعات رادیویی و ماکروویوی استفاده می کنیم. این استانداردها و قراردادها از نتایج تجارب بدست آمده در دهه بعد از جنگ جهانی دوم بدست آمده است. بعضی از آن قرار دادها برای مطالعه هایی در سطح پایین و اثرات بیولوژیکی متمرکز و محدود طراحی شده بودند و هیچ پیوندی با گرما نداشتند. اما تئوری الکترومغناطیس و ده ها تجربه دیگر بطور آشکار نشان داد که میادین مغناطیسی و رادیویی و ماکروویوی می توانند سلولها را بصورت مکانیکی و بدون ایجاد گرمای قابل توجه تحت تاثیر قرار دهند.
این قرار دادها در اواخر سال 1980 میلادی بوسیله انیستیتوی آمریکایی بنام IEEE طراحی شد. سایر قرارداد ها و استانداردها بر این اساس هستند که اگر تشعشعات رادیویی سلولهای زنده و بافتها را تحت تاثیر قرار دهند در اینصورت این فرآیند از طریق گرمایش بافت ها انجام می گیرد. بعضی از استانداردها و قراردادها به نامهای IEEE/ANS1 وجود دارند که پرتوافکنی خود را به جای اینکه در بعضی از قسمتهای بدن مثل سر یا لب انجام دهند، بر روی کل بدن اعمال کرده اند. این استانداردها که کل بدن را در بر گرفته اند و بر اساس گرما می باشند برای پرتوافکنی حداکثر مجاز به روی افرادی که در اطراف امواج رادیویی کار می کنند نظیر سربازان یا فروشندگانی که در اطراف رادار کار می کنند یا تکنسینهایی که در مراکز اصلی موبایل کار می کنند استفاده می شوند.
از این استانداردها برای طراحی آنتهای ارتفاعات که جریانات بی حفاظ را محدود می کنند نیز استفاده می شود. پیوند ممکن بینرادیو و ماکروویو که شکلی از تابش تشعشع رادیویی هستند و سلامتی بشر، باعث ایجاد موضوعات پیچیده و بحث انگیز در علم فیزیک و زیست شده است.
من نمی توانستم تمام این موضوعات پیچیده را در یک مقاله کوچک گرد آوری نموده و ذکر نمایم. بهرحال شواهد علمی زیادی موجود است مبنی بر اینکه استفاده بلند مدت از پرتوهای تابشی مثل انواع امواج رادیویی ، حداقل باعث ایجاد تغییرات ناچیزی در حرکت و کارکرد و نیز تغییراتی در ساختار مولکولها و سلولهایی در بافتهای زنده می شود. این شواهد امکان تحت تاثیر قرار گرفتن سلامتی افراد را در مقابل پرتو افشانی افزایش می دهد.
فیزیک مربوط به این موضوع با این حقیقت که همه چیزها زنده امواج الکترومغناطیسی را جذب و پخش می کنند، شروع به فعالیت کرد. در طی این روند آنها در سطح مولکولی، میدانهای الکترومغناطیسی را به نیروی مکانیکی تبدیل کردند. بدن ما پر از یونهای پایان ناپذیر در هسته سلولهای موجود در ماهیچه ها است. به علاوخ بیشتر مولکولهای معمولی بدن که شمال آب می باشند دارای توزیع و پخش بی رویه ی سوخت هستند.بنابراین آنها بوسیله میادین الکتریکی و یا میادین مغناطیسی که ناشی از حرکت یونها و مولکولها می باشند، تحت تاثیر قرار می گیرند.
پس میادین الکترومغناطیسی می توانند بطور فیزیکی حرکت کنند یا تطبیق یابند و یا حتی توزیع و پخش مولکولها و یونها را در بدن تغییر دهند. همچنین آنها می توانند میزانی از واکنشهای شیمیایی و توانایی مولکولها برای عبور از غشای پوستی را تحت تاثیر قرار دهند.
به علاوه اگر شتاب بار الکتریکی که نتیجه پیشرفت سریع پالسهای رادار می باشد رخ دهد باعث می شود که خود بافتهای بدن ، انرژی داخل بدن را بازتاب و پخش کنند که این یکی از اثرات پیچیده و شدید امواج رادیوی می باشد.
پیوند ممکن میان مولکول یا تاثیرات سلولی و سلامتی بشر موضوعی بحث انگیز می باشد. اما تعدادی از کارشناسان در مورد انسداد سلولهای خونی مغز مشغول انجام مطالعات می باشند. این مجموعه ی فیزیولوژیکی که شامل خطوط دفاعی ابتدایی و اولیه و همچنین حالت مویینگی در مغز می باشد ، مغز و سیستم های عصبی مرکزی را از عناصر خارجی و زیان بار حفظ می کند. موانع موجود بنظر می رسد که تراکم یونها را در بافتهای مغزی کنترل می کنند. تشعشعاتی که باعث حرکت و یا تغییراتی در یونها و مولکولها هستند می توانند قوی و نیرومند شوند، زمانیکه از طریق پالسهای الکترومغناطیسی که خیلی تیز و شدید اند ایجاد شوند. یکی وضعیت که باید به آن اشاره کنیم، رادار اخطار دهنده زود هنگام که با نیروی هوا کار می کند بنام سیستم "PAVE PAWS" شناخته می شود.
در سال 1994 "ریچارد آلبنز" محقق در مورد اساس سیستم های نیروی هوایی ، گزارش داد که پالسهای الکترومغناطیسی با موج کوتاه ، از نوع ساتع شونده بوسیله "PAVE PAWS" و رادارهای هم فاز مشابه ممکن است باعث ایجاد آسیبهای مکانیکی از طریق آنچه که پیش ماده و لازمه تشعشع نامیده می شود ، شود.
در طی یک دوره معین این چنین نتیجه گیری شده است که انفجارهای ثانویه رادیویی در داخل بافتهای زنده زمانیکه بوسیله پالسهای رادار ضربه می خورند ، اتفاق می افتد.
پیش ماده تشعشع یکی دیگر از منابه بالقوه و ثانویه هست، که باعث آسی باذفت می شود، که در استانداردهای پرتودهی نادیده گرفته شده است. "ریچارد آلبینز" در نشریه اش در سال 1994 میلادی نوشت : « نویسنده تابش مجازی را برای چنین پیش ماده ها و پالسهایی توصیه می کند.»
مطالعه دیگری که در مدت زمان بسیار کمی عنوان جهانی بخود گرفت و در 20 ژوئن ماه قبل منتشر گردید ، یک موضوع دیگری را بیان کرد. یک سیستم واقع در سازمان هسته ای و رادیویی ایمنی در فنلاند گزارش داد که « تشعشعات موبایل بر روی صد گونه از پروتئینهایی که در سلولهای رشد یافته در آزمایشگاه که از خون شناور انسان گرفته شده است اثر می گذارد. »
رهبر این تیم بنام "دارویز لیزین" نتیجه این گزارش را در رابطه با سلامتی انسان 100% تایید نکرد ، اما این فرضیه را مبنی بر اینکه یکی از مولکولهای تحت تاثیر که پروتئین " hsp27 " نامیده می شود، ممکن است همانند کلیدی باشد که شکافها را در انسداد خونی مغز باز کند و یا اینکه اجازه دخولهای چیزهای خارجی و زیان آور را به درون ممنوعه مغز بدهد.
نتایج مهم دیگری از طرف "هنری" که در دانشگاه "واشنگتون" در قسمت مهندسی کار می کند بدست امده است. "هنری" مدرکی بدست آورده است مبنی بر اینکه تاثیرات بیولوژیکی به وسیله جذب تشعشعات بافتهای ساتع کننده در سطح پایینی به اندازه 0/001 و با تراكم بسیار زیاد در حدود یک سانتی متر گالروواتا. این مقادیر بطور قابل توجهی از استانداردهای مجاز هم کمترند ، اثرات شامل آسیبهایی به DNA موجود در سلولها، افزایش انتشار کلسیم به داخل سلولها و کاهش تقسیمات سلولی بعد از تابش تشعشعات می باشند.
ما شواهد تجربی محکمی برای انتقاد و سوال در مورد اعتبار و درستی استانداردهای تنظیم شده داریم که فقط تاثیرات گرمایی را به حساب می آورند. ادامه استفاده از استانداردهایی که بر اساس میانگین تابش امواج رادیویی و تشعشعات برروی همه قسمتهای بدن حیوانات می باشد، یکی بی مسولیتی به مار می اید. و مهمتر از اینها که قسمت اعظمی از آسیبهای بافتی انجام شده بود قبل از اینکه یک حیوان آزمایشگاهی تغییرات رفتاری از خود نشان دهد یا اینکه در اثر تغییرات گرمایی بمیرد.
بعد چه؟ ما باید استانداردهای ایمنی خود را اصلاح نماییم و از استانداردهای محافظه کارانه جدید که از همه نتایج در دسترس استفاده می کند بهره گیریم و نه از قرارداده هایی که فقط از اطلاعات و داده های ابتدایی استفاده می کند. صنعت ارتباطات که در حال تکذیب می باشد با این واقعیات روبرو می شود. گروههای متخصص نظیر استانداردهای IEEE باید با U.S کار کنند. دولت ها و آزانسهای بین المللی هم اطمینان خاط داده اند که مطالعات دراز مدت و سطح پایین با تاثیرات غیر گرمایی در حال انجام است.
کنگره U.S باید فعالیت و ضروریت این مطالعات را تشخیص دهد و آنها را به زمانی که قانونی قانونی در صنعت ارتباطات ایجاد می شود و یا اصلاح می وشد به تعویق نیندازد.
برای بسیاری از ما موبایل بخش اجتناب ناپذیر زندگیمان شده است و ارتباطات ما را پراکنده کرده است و حال هیچ راه برگشتی نداریم ولی این حق را داریم که انتظار داشته باشیم که قراردادهای موجود لااقل سلامت زندگیمان را حفظ کنند.

منبع:
ترجمه : مهندس محمد شهرتی فر
منابع:
By RAYMOND S. KASEVICH
CS MEDICAL TECHNOLOGIES LIC
IEE SPECTRUM AUGUST 2004
MAGAZINE: IEE SPECTRUM AUGUST 2004
TRANSLATION BY MOHAMAMD SHOHRATI FAR

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#42 Posted: 12 Dec 2011 17:50

سیستم ردیاب ماهواره ای GPS - آکاایران

مقدمه:
همه ماجرا از زمانی شروع شد که موشکهای اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی در کوبا لو رفت و چنان ولوله ای سراسر امریکا را فرا گرفت که ارتش ایالات متحده آمریکا تصمیم گرفت تا سامانه ای را طراحی کند تا بوسیله آن مختصات و جزئیات نقطه به نقطه کره خاکی را در اختیار داشته باشد. لذا این سامانه به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده با نام (Global Positioning System) و یا همان GPS معروف تولید و در مدار قرار گرفت.

این سیستم در ابتدا فقط در انحصار ارتش بود اما در سال 1980 استفاده همگانی از آن آزاد و آغاز شد. خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کره زمین در تمام ساعات شبانه روز در دسترس است. پدید آورندگان این سیستم هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملا رایگان است.
در ذیل به برخی مشخصات جالب این سامانه اشاره می کنم:
1- اولین ماهواره GPS در سال 1978 در مدار زمین قرار گرفت.
2- در سال 1994 شبکه 24 عددی NAVSTAR تکمیل شد.
3- عمر هر ماهواره حدودا 10 سال است که پس از آن جایگزین می شود.
4- هرماهواره حدود 2000پوند وزن دارد و درازای باطری خورشیدی آن 5.5متر است.
5- انرژی مصرفی هر ماهواره، کمتر از 50وات می باشد.
در ایران نیز امسال برای اولین بار نیروی انتظامی خودروهای عمومی مسیر تهران – مشهد را مکلف به استفاده از GPS کرده است تا علاوه بر کنترل سرعت و کنترل مسیر حرکت ، این سیستم را در ایران مورد آزمایش قرار دهد. ترجمه ذیل توسط آقای جوزف داویز "Joseph Davis" در آگوست سال 2006میلادی نوشته شده است که از کتابخانه سلطنتی انگلستان استخراج نموده ام.

سیستم ردیاب ماهواره ای GPS
اگر شما جزء افرادی هستید که مجبورید دائما در سفر باشید یا به مدت طولانی در شهرها و یا اطراف روستاها رانندگی کنید و اغلب بخاطر یافتن مسیر دچار مشکل میشوید، دستگاه ردیاب یا موقعیت یاب ماهواره ای " GPS " ، ابزاریست که می تواند برای شما فوق العاده مفید و حیرت انگیز باشد.
GPS"" یک سیستم ردیاب و موقعیت یاب است که با استفاده از ماهواره ها کار می کند، بعبارت دیگر مسیر یا مکان مورد نظر را با استفاده از اطلاعات آنلاین "online" ارسالی از ماهواره ها مشخص می کند و نیز توانایی شناسایی موقعیت را در هر لحظه در روی زمین یا در محدوده مداری دارد.

این دستگاه برای اولین بار در جهان توسط ایالات متحده آمریکا بمنظور مسائل استراتژیک و دفاعی مورد استفاده قرار گرفت، بعدها این سیستم در کشورهای اروپایی با نام گالیله "Galileo" و در کشور فدراسیون روسیه با نام گلونس "Glonass" مورد بهره برداری قرار گرفت، در ایالات متحده آمریکا هر شهروند می تواند بطور رایگان از این سیستم استفاده کند. البته شایان ذکر است که البته مدلهای اروپایی و روسی هرگز توانایی رقابت با "GPS" را ندارند ، هرچند روسیه بدلیل رقابت شدید خود با آمریکا تلاشهای زیادی را برای توسعه سیستم خود انجام داده است اما باز هم کاستی های فراوانی نسبت به مدل آمریکایی دارد.
سیستم ردیاب ماهواره ای از سه قسمت تشکیل یافته است:
1- فضا (SPACE) : این قسمت که به بخش فضایی معروف است در خارج از جو زمین فعال است و توسط 24 ماهواره فعال همه کره زمین را جاروب می کند.
2- کنترل (CONTROL) : بخش کنترل سیستم، ردیاب ماهواره ای شامل همه ایستگاههای مستقر در روی زمین است ، این ایستگاههای کنترل زمینی در همه جای زمین پراکنده هستند، این ایستگاهها در مسیر حرکت ماهواره های سامانه GPS ساخته شده اند و با ساعت اتمی "Atomic Clock" ماهواره ها هماهنگ هستند ، ایستگاههای زمینی ارتفاع زمین از سطح دریا را با ماهواره ها مخابره می کنند.
3- کاربران (USERS) : این بخش که قسمت اصلی در بحث مورد نظر ماست، شامل همه شهروندان و قسمتهای نظامی می شود که خواهان استفاده از تکنولوژی GPS هستند.
24ماهواره ، سیستم GPS را پشتیبانی می کنند ، این ماهواره ها "Satellite" در 6مدار حول کره زمین در حال چرخش هستند ،?? ماهواره ی GPS در مدارهایی بفاصله ????? کیلومتری از سطح دریا گردش می کنند. هر ماهواره دقیقا طی ?? ساعت با سرعت ?? هزار کیلومتر بر ساعت یک دور کامل بدور زمین می گردد. این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند ولی باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه ی زمین حرکت می کنند بهمراه دارند. راکتهای کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر درست نگاه می دارند. به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود. هر ماهواره یک ساعت اتمی دقیق به همراه دارد که اطلاعات را بطور دقیق وپیوسته به زمین ارسال می کنند. مضافا اینکه ماهواره ها می توانند، پیام های الکترونیکی "Electronic Massage" را نیز به زمین ارسال می کنند ، این پیام های الکترونیکی می تواند شامل مکان ماهواره در مدار یا زمان ساعت اتمی و یا اطلاعات دقیق تری درباره مکان مورد نظر و بسیاری موارد دیگر باشد.

برای کابران معمولی ارسال اطلاعات در زمان بسیار دقیق ضروری نیست اما وجود این امکان خود نعمتی است. ماهواره های مختلف هرکدام با نظم و ترتیب خاصی کار می کنند و هرگز اجازه نمی دهند که در ارسال اطلاعات به کاربران اخلال یا تداخلی بوجود آید، ماهواره ها بصورت هوشمند نزدیکترین را به مکان مورد نظر انتخاب کرده و اطلاعات از طریق آن ماهواره بدون کم و کاست فرستاده می شود. همانطوری که ذکر شد سیستم GPS اولین بار برای ارتش ایالات متحده آمریکا جهت کاربردهای نظامی ساخته شد تا بتوانند براحتی اهداف خود را در سراسر جهان نشانه گیری کرده و موشکهای خانمان برانداز خود را دقیق و بدون خطا روی هدف قفل نمایند، کاربرد دیگر این سامانه برای ارتش ایالات متحده آمریکا شناسایی موشکهای هوشمند بالستیک ، انبارهای مهمات زیرزمینی و مهمتر از همه شناسایی سلاحهای هسته ای در زرادخانه ها بود. اما با گذشت زمان بدلیل محسنات فوق العاده این سامانه، ارتش تصمیم گرفت تا بصورت محدود و استاندارد این سامانه را در اختیار عموم قرار دهد.
امروزه همه شهروندان می توانند به سیستم GPS دسترسی داشته باشند و از اطلاعات آن بهره مند شوند. بسیاری از کشورها که برای مردم خود شرایط رفاهی مطلوبی را ایجاد کرده اند ، سیستم استاندارد GPS را در شهرهای خود بطور رایگان راه اندازی کرده اند.
بخشهای ترابری و حمل و نقل، هواپیماها، کشتی ها و انواع خودروهای سواری جزو کاربران پروپاقرص سیستم ردیاب جهانی GPS هستند ؛ همه کاربران من جمله خلبانان هواپیماهای بدون موتور ، معدن کاران و همه کسانی که در راه و مسیر هستند می توانند براحتی و با پرداخت هزینه ناچیز 100$ الی 200$ از این سامانه استفاده کنند.
گیرنده های GPS می توانند پهنای زمین، طول زمین ، ارتفاع و پستی و بلندی و مساحت زمین مورد نظر را برای کاربر مشخص کنند.اکنون مهندسان در حال تلاشند تا با توسعه این سیستم علاوه بر امکانات فوق ، امکان دیدن را نیز از این طریق فراهم سازند.
سیستم GPS هیجان و سادگی را هم زمان برای مردم به ارمغان آورده است، بر خلاف پیچیدگی زیاد سیستم ، استفاده از آن بسیار ساده و ابتدایی است، با این وجود، دیگر شما بهانه ای برای گم شدن و گم کردن نخواهید داشت.

منبع:
ترجمه : مهندس محمد شهرتی فر
ترجمه ذیل توسط آقای جوزف داویز "Joseph Davis" در آگوست سال 2006میلادی نوشته شده است که از کتابخانه سلطنتی انگلستان استخراج نموده ام

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#43 Posted: 12 Dec 2011 17:51

کاربرد خازن - آکاایران

ظرفیت
ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌‌باشد. باید گفت که ظرفیت خازن ها یک کمیت فیزیکی هست و به ساختمان خازن وابسته است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد

بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.
µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F
n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF
p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:

الف – صفحات هادی ب – عایق بین هادیها (دی الکتریک) ساختمان خازن هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولاً صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتاً زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگ‌تر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا 1 و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7 می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است. انواع خازن الف- خازنهای ثابت • سرامیکی • خازنهای ورقه‌ای • خازنهای میکا • خازنهای الکترولیتی o آلومینیومی o تانتالیوم
ب- خازنهای متغیر • واریابل • تریمر انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها 1. مسطح 2. کروی 3. استوانه‌ای انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها 1. خازن کاغذی 2. خازن الکترونیکی 3. خازن سرامیکی 4. خازن متغییر

خازن کروی

خازن مسطح (خازن تخت) دو صفحه فلزی موازی که بین آنها عایقی به نام دی الکتریک قرار دارد، مانند (هوا ، شیشه). با اتصال صفحات خازن به یک مولد می‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسیل بین دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسیل دو سر مولد خواهد بود. ظرفیت خازن (C) نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.
C = k?0 A/d
C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد
Q = بار ذخیره شده برحسب کولن
V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت

?0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2

k (بدون یکا) = ثابت دی الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن 1

A = سطح خازن بر حسب m2

d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب m

چند نکته • آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد. • بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد. یعنی: q a v • ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد. یعنی: C a 1/d • ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی الکتریک (K )نسبت مستقیم دارد. یعنی: C a A و C a K شارژ یا پر کردن یک خازن وقتی که یک خازن بی بار را به دو سر یک باتری وصل کنیم؛ الکترونها در مدار جاری می‌شوند. بدین ترتیب یکی از صفحات بار (+) و صفحه دیگر بار (-) پیدا می‌کند. آن صفحه‌ای که به قطب مثبت باتری وصل شده ؛ بار مثبت و صفحه دیگر بار منفی پیدا می‌کند. خازن پس از ذخیره کردن مقدار معینی از بار الکتریکی پر می‌شود. یعنی با توجه به اینکه کلید همچنان بسته است؛ ولی جریانی از مدار عبور نمی‌کند و در واقع جریان به صفر می‌رسد. یعنی به محض اینکه یک خازن خالی بدون بار را در یک مدار به مولد متصل کردیم؛ پس از مدتی کوتاه عقربه گالوانومتر دوباره روی صفر بر می‌گردد. یعنی دیگر جریانی از مدار عبور نمی‌کند. در این حالت می‌گوییم خازن پرشده است. دشارژ یا تخلیه یک خازن ابتدا خازنی را که پر است در نظر می‌گیریم. دو سر خازن را توسط یک سیم به همدیگر وصل می‌کنیم. در این حالت برای مدت کوتاهی جریانی در مدار برقرار می‌شود و این جریان تا زمانی که بار روی صفحات خازن وجود دارد برقرار است. پس از مدت زمانی جریان صفر خواهد شد. یعنی دیگر باری بر روی صفحات خازن وجود ندارد و خازن تخلیه شده است. اگر خازن کاملاً پر شود دیگر جریانی برقرار نمی‌شود و اگر خازن کاملاً تخلیه شود باز هم جریانی برقرار نمی‌شود.

تأثیر ماده دی‌الکتریک در فضای بین دو صفحه موازی یک خازن وقتی که خازنی را به مولدی وصل می‌کنیم؛ یک میدان یکنواخت در داخل خازن بوجود می‌آید. این میدان الکتریکی بر توزیع بارهای الکتریکی اتمی عایقی که در درون صفحات قرار دارد اثر می‌گذارد و باعث می‌شود که دو قطبیهای موجود در عایق طوری شکل گیری کنند؛ که در یک سمت عایق بارهای مثبت و در سمت دیگر آن بارهای منفی تجمّع کنند. توزیع بارهایی که در لبه‌های عایق قرار دارند؛ بر بارهای روی صفحات خازن اثر می‌گذارد. یعنی بارهای منفی روی لبه‌های عایق؛ بارهای مثبت بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند؛ و همینطور بارهای مثبت روی لبه‌های عایق بارهای منفی بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند. بنابراین با افزایش ثابت دی الکتریک (K) می‌توان بارهای بیشتری را روی خازن جمع کرد و باعث افزایش ظرفیت یک خازن شد. با گذاشتن دی الکتریک در بین صفحات یک خازن ظرفیت آن افزایش می‌یابد. میدان الکتریکی درون خازن تخت در فضای بین صفحات خازن بار دار میدان الکتریکی یکنواختی برقرار می‌شود که جهت آن همواره از صفحه مثبت خازن به سمت صفحه منفی خازن است. اندازه میدان همواره یک عدد ثابت می‌باشد.
E=V/d

E: میدان الکتریکی
V: اختلاف پتانسیل دو سر خازن
d: فاصله بین دو صفحه خازن

میدان الکتریکی با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم و با فاصله بین صفحات خازن نسبت عکس دارد. به هم بستن خازنها خازنها در مدار به دو صورت بسته می‌شوند: 1. موازی 2. متوالی (سری) بستن خازنها به روش موازی در بستن به روش موازی بین خازنها دو نقطه اشتراک وجود دارد. در این نوع روش:
• اختلاف پتانسیل برای همة خازنها یکی است. • بار ذخیره شده در کل مدار برابر است با مجموع بارهای ذخیره شده در هریک از خازنها. ظرفیت معادل در حالت موازی مولد V = V1 = V2 = V3
بار کل Q = Q1 + Q2 + Q3
CV = C1V1 + C2V2 + C3V3
ظرفیت کل : C = C1 + C2 + C3

اندیسها مربوط به خازنهای 1 ؛ 2 و 3 می‌باشد. هرگاه چند خازن باهم موازی باشند، ظرفیت خازن معادل برابر است با مجموع ظرفیت خازنها.

بستن خازنها بصورت متوالی در بستن به روش متوالی بین خازنها یک نقطه اشتراک وجود دارد و تنها دو صفحه دو طرف مجموعه به مولد بسته شده ؛ از مولد بار دریافت می‌کند. صفحات مقابل نیز از طریق القاء بار الکتریکی دریافت می‌کنند. بنابراین اندازه بار الکتریکی روی همه خازنها در این حالت باهم برابر است. در بستن خازنها به طریق متوالی:
• بارهای روی صفحات هر خازن یکی است. • اختلاف پتانسیل دو سر مدار برابر است با مجموع اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از خازنها. ظرفیت معادل در حالت متوالی:
بار کل Q = Q1 + Q2 + Q3
اختلاف پتانسیل کل V = V1 = V2 = V3
q/C = q1/C1 + q2/C2 + q3/C3
C-1 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

ظرفیت کل در حالت متوالی ، وارون ظرفیت معادل ، برابر است با مجموع وارون هریک از خازنها.

انرژی ذخیره شده در خازن پر شدن یک خازن باعث بوجود آمدن بار ذخیره در روی آن می‌شود و این هم باعث می‌شود که انرژی روی صفحات ذخیره گردد. کل کاری که در فرآیند پر شدن خازن انجام می‌شود از طریق محاسبه بدست می‌آید. کاربرد خازن با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجمهای کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد. خازن در اشکال مختلف ساخته می‌شود.
خازن وسیله‌ای الکتریکی است که در مدارهای الکتریکی اثر خازنی ایجاد می‌کند. اثر خازنی خاصیتی است که سب می‌شود مقداری انرژی الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیک ذخیره شود و بعد از مدتی آزاد گردد. به تعبیر دیگر ، خازنها المانهایی هستند که می‌توانند مقداری الکتریسیته را به صورت یک میدان الکترواستاتیک در خود ذخیره کنند. همانگونه که یک مخزن آب برای ذخیره کردن مقداری آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. خازنها به اشکال گوناگون ساخته می‌شوند و متداولترین آنها خازنهای مسطح هستند.
این نوع خازنها از دو صفحه هادی که بین آنها عایق یا دی الکتریک قرار دارد. صفحات هادی نسبتا بزرگ هستند و در فاصله‌ای بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند. دی الکتریک انواع مختلفی دارد و با ضریب مخصوصی که نسبت به هوا سنجیده می‌شود، معرفی می‌گردد. این ضریب را ضریب دی الکتریک می‌نامند. خازنها به دو دسته کلی ثابت و متغیر تقسیم بندی می‌شوند. خازنها انواع مختلفی دارند و از لحاظ شکل و اندازه با یک دیگر متفاوت‌اند. بعضی از خازنها از روغن پر شده و بسیار حجیم‌اند. برخی دیگر بسیار کوچک و به اندازه یک دانه عدس می‌باشند. خازنها بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت به دو گروه تقسیم می‌شوند:
خازنهای ثابت و خازنهای متغیر.

خازنهای ثابت
این خازنها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی‌کنند. خازنهای ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام گذاری می‌کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می‌شود. از جمله این خازنها می‌توان انواع سرامیکی ، میکا ، ورقه‌ای ( کاغذی و پلاستیکی ) ،الکترولیتی ، روغنی ، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازنهای روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار می‌روند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.
خازنهای متغیر
به طور کلی با تغییر سه عامل می‌توان ظرفیت خازن را تغیییر داد: "فاصله صفحات" ، "سطح صفحات" و "نوع دی الکتریک". اساس کار خازن متغیر بر مبنای تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک است، ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه خازن دارد. خازنهای متغیر عموما ازنوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی که به وسیله دسته متحرک (محور) عمل تغییر ظرفیت انجام می‌شود "واریابل" نامند و در نوع دیگر این عمل به وسیله پیچ گوشتی صورت می‌گیرد که به آن "تریمر" گویند. محدوده ظرفیت خازنهای واریابل 10 تا 400 پیکو فاراد و در خازنهای تریمر از 5 تا 30 پیکو فاراد است. از این خازنها در گیرنده‌های رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده می‌شود.

خازنهای سرامیکی
خازن سرامیکی (Ceramic capacitor) معمولترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی الکتریک بکار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی الکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها بوجود آورده ، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولا بین 5 پیکو فاراد تا 1/0 میکرو فاراد است. این نوع خازن به صورت دیسکی (عدسی) و استوانه‌ای تولید می‌شود و فرکانس کار خازنهای سرامیکی بالای 100 مگاهرتز است. عیب بزرگ این خازنها وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر می‌کند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی ، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می‌شود.
خازنهای ورقه‌ای
در خازنهای ورقه‌ای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف پذیری آنها ، برای دی الکتریک استفاده می‌شود. این گروه از خازنها خود به دو صورت ساخته می‌شوند:
خازنهای کاغذی
دی الکتریک این نوع خازن از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکیل شده که یک دی الکتریک مناسب درون آن تزریق می‌گردد تا مانع از جذب رطوبت گردد. برای جلوگیری از تبخیر دی الکتریک درون کاغذ ، خازن را درون یک قاب محکم و نفوذ ناپذیر قرار می‌دهند. خازنهای کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی الکتریک عایق آنها دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند، اما از مزایای این خازنها آن است که در ولتاژها و جریانهای زیاد می‌توان از آنها استفاده کرد.
خازنهای پلاستیکی
در این نوع خازن از ورقه‌های نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده می‌شود. ورقه‌های پلاستیکی همراه با ورقه‌های نازک فلزی (آلومینیومی) به صورت لوله ، در درون قاب پلاستیکی بسته بندی می‌شوند. امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار می‌روند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده می‌کنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از انواع دی الکتریکهایی که در این خازنها به کار می‌رود پلی استایرن (Polystyrene) است، از این رو به این خازنها "پلی استر" گفته می‌شود که از جمله رایج‌ترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم فرکانس کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگا هرتز است.
خازنهای میکا
در این نوع خازن از ورقه‌های نازک میکا در بین صفحات خازن (ورقه‌های فلزی – آلومینیوم) استفاده می‌شود و در پایان ، مجموعه در یک محفظه قرار داده می‌شوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازنهای میکا تقریبا بین 01/0 تا 1 میکرو فاراد است. از ویژگیهای اصلی و مهم این خازنها می‌توان داشتن ولتاژ کار بالا ، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد.

خازنهای الکترولیتی
این نوع خازنها معمولاً در رنج میکرو فاراد هستند. خازنهای الکترولیتی همان خازنهای ثابت هستند، اما اندازه و ظرفیتشان از خازنهای ثابت بزرگتر است. نام دیگر این خازنها، شیمیایی است. علت نامیدن آنها به این نام این است که دی ‌الکتریک این خازنها را به نوعی مواد شیمیایی آغشته می‌کنند که در عمل ، حالت یک کاتالیزور را دارا می‌باشند و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن می‌شوند. برخلاف خازنهای عدسی ، این خازنها دارای قطب یا پایه مثبت و منفی می‌باشند. روی بدنه خازن کنار پایه منفی ، علامت – نوشته شده است. مقدار واقعی ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل آنها نیز روی بدنه درج شده است .خازنهای الکترولیتی در دو نوع آلومینیومی و تانتالیومی ساخته می‌شوند.
خازن آلومینیومی
این خازن همانند خازنهای ورقه‌ای از دو ورقه آلومینیومی تشکیل شده است. یکی از این ورقه‌ها که لایه اکسید روی آن ایجاد می‌شود "آند" نامیده می‌شود و ورقه آلومینیومی دیگر نقش کاتد را دارد. ساختمان داخلی آن بدین صورت است که دو ورقه آلومینیومی به همراه دو لایه کاغذ متخلخل که در بین آنها قرار دارند هم زمان پیچیده شده و سیمهای اتصال نیز به انتهای ورقه‌های آلومینیومی متصل می‌شوند. پس از پیچیدن ورقه‌ها آن را درون یک الکترولیت مناسب که شکل گیری لایه اکسید را سرعت می‌بخشد غوطه‌ور می‌سازند تا دو لایه کاغذ متخلخل از الکترولیت پر شوند. سپس کل مجموعه را درون یک قاب فلزی قرار داده و با یک پولک پلاستیکی که سیمهای خازن از آن می‌گذرد محکم بسته می‌شود.
خازن تانتالیوم
در این نوع خازن به جای آلومینیوم از فلز تانتالیوم استفاده می‌شود زیاد بودن ثابت دی الکتریک اکسید تانتالیوم نسبت به اکسید آلومینیوم (حدودا 3 برابر) سبب می‌شود خازنهای تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی درحجم مساوی دارای ظرفیت بیشتری باشند. محاسن خازن تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی بدین قرار است:

ابعاد کوچکتر جریان نشتی کمتر عمر کارکرد طولانی از جمله معایب این نوع خازن در مقایسه با خازنهای آلومینیومی عبارتند از:

خازنهای تانتالیوم گرانتر هستند. نسبت به افزایش ولتاژ اعمال شده در مقابل ولتاژ مجاز آن ، همچنین معکوس شدن پلاریته حساس ترند. قابلیت تحمل جریانهای شارژ و دشارژ زیاد را ندارند. خازنهای تانتالیوم دارای محدودیت ظرفیت هستند (حد اکثر تا 330 میکرو فاراد ساخته می شوند).
کد رنگی خازن ها
در خازن‌های پلیستر برای سالهای زیادی از کدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می‌‌شد. در این کدها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می‌‌دهند و رنگ چهارم تولرانس(درصد خطا) را نشان می‌‌دهد . برای مثال قهوه‌ای - مشکی - نارنجی به معنی 10000 پیکوفاراد یا 10 نانوفاراد است. خازن‌های پلیستر امروزه به وفور در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. این خازنها در برابر حرارت زیاد معیوب می‌شوند و بنابراین هنگام لحیمکاری باید به این نکته توجه داشت.
ترتیب رنگی خازن‌ها به ترتیب از ? تا ? به صورت زیر است:
سیاه، قهوه ای، قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، خاکستری، سفید
خازن‌ها با هر ظرفیتی وجود ندارند. بطور مثال خازن‌های 22 میکروفاراد یا 47 میکروفاراد وجود دارند ولی خازن‌های 25 میکروفاراد یا 117 میکروفاراد وجود ندارند. دلیل اینکار چنین است :
فرض کنیم بخواهیم خازن‌ها را با اختلاف ظرفیت ده تا ده تا بسازیم. مثلاً 10 و 20 و 30 و. .. به همین ترتیب. در ابتدا خوب بنظر می‌‌رسد ولی وقتی که به ظرفیت مثلاً 1000 برسیم چه رخ می‌‌دهد ؟
مثلاً 1000 و 1010 و 1020 و. .. که در اینصورت اختلاف بین خازن 1000 میکروفاراد با 1010 میکروفاراد بسیار کم است و فرقی با هم ندارند پس این مساله معقول بنظر نمی‌رسد. برای ساختن یک رنج محسوس از ارزش خازن‌ها، می‌توان برای اندازه ظرفیت از مضارب استاندارد 10 استفاده نمود. مثلاً 7/4 - 47 - 470 و. .. و یا 2/2 - 220 - 2200 و.. .
خازن‌های متغیر
در مدارات تیونینگ رادیویی از این خازن‌ها استفاده می‌شود و به همین دلیل به این خازنها گاهی خازن تیونینگ هم اطلاق می‌شود. ظرفیت این خازن‌ها خیلی کم و در حدود 100 تا 500 پیکوفاراد است و بدلیل ظرفیت پایین در مدارات تایمینگ مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.
در مدارات تایمینگ از خازن‌های ثابت استفاده می‌شود و اگر نیاز باشد دوره تناوب را تغییر دهیم، این عمل بکمک مقاومت انجام می‌شود .
خازن‌های تریمر
خازن‌های تریمر خازن‌های متغییر کوچک و با ظرفیت بسیار پایین هستند. ظرفیت این خازن‌ها از حدود 1 تا 100 پیکوفاراد است و بیشتر در تیونرهای مدارات با فرکانس بالا مورد استفاده قرار می‌‌گیرند .

پایان مطلب

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#44 Posted: 12 Dec 2011 17:51

توان چیست؟ - آکاایران

منبع تغذیه ای كه جریانش بیشتر باشد میتواند كار بیشتری انجام دهد یا منبع تغذیه ای كه ولتاژش بیشتر باشد ؟

گفتیم كه ولتاژ باعث حركت الكترونها میشود كه حركت الكترونها همان جریان میباشد .

در منابع تغذیه یك مقاومت داخلی وجود دارد كه باعث میشود در هنگام تغذیه نمودن یك مصرف كننده ولتاژ منبع تغذیه كاهش یابد پس قدرت یك منبع تغذیه به دو عامل بستگی دارد یكی ولتاژش و دیگری مقاومت داخلی اش .

حالا میخواهیم ببینیم كه چگونه برای یك منبع تغذیه جریان تعیین میكنند ؟

وقتی میگویند مثلاً : یك باطری یا یك آدابتور 12 ولت و 2 آمپر است یعنی اینكه اگر جریان 2 آمپر از این منبع تغذیه دریافت كنیم كاهش ولتاژش در حدود 5 - 10 درصد است كه این مقدار كاهش ولتاژ تاثیر چندانی بر روی مدارات ندارد حالا اگر بیشتر از این مقدار جریان از منبع تغذیه بگیریم (مصرف كننده های بیشتری به آن وصل كنیم ) این كار دو پی آمد دارد یكی اینكه ولتاژ مورد نیاز را به مانمی دهد (ولتاژش كاهش میابد) و دوم اینكه به خود منبع تغذیه آسیب وارد میشود .

معمولاً ولتاژ منابع تغذیه را كمی بیشتر انتخاب میكنند كه در حالت كار معمولی كه جریان متوسطی از آن گرفته میشود ولتاژش به ولتاژ اصلی برسد مثلاً یك منبع تغذیه را كه ما به عنوان منبع 12 ولتی خریداری میكنیم در حالتی كه هیچ مصرف كننده ای به آن وصل نیست اگر با ولتمتر ولتاژش را اندازه گیری كنیم حدوداً 14 ولت را نشان میدهد .

چرا در حالتی كه منبع به هیچ مصرف كننده ای وصل نیست مقاومت داخلی ولتاژ را افت نمیدهد ؟

چون كه مقدار ولتاژی را كه مقاومت داخلی افت میدهد به مقدار جریان عبوری از منبع تغذیه بستگی دارد كه در این حالت چون جریان صفر است افت ولتاژی هم وجود ندارد .

نتیجه گیری كلی :

هر منبع تغذیه دو كمیت دارد ، یكی ولتاژ و دیگری قابلیت جریان دهی (حداكثر جریان مجاز) كه بستگی به مقاومت داخلی اش دارد پس قدرت كلی منبع تغذیه به این دو كمیت وابسته است لذا برای تعیین قدرت یك منبع كمیت سومی نیز بوجود می آید كه توان نام دارد و واحد آن وات (W) است كه از حاصلضرب جریان و ولتاژ بدست می آید یعنی توان یك منبع 12 ولتی 2 آمپر 24=12*2 وات است كه نشان دهنده قدرت آن میباشد .

هر چه توان یك منبع بیشتر باشد حجم و وزن آن نیز بیشتر میشود . فرق باطری ماشین با 8 عدد باطری 1.5 ولتی سری(باطری قلمی) در این است كه اگر با 8 عدد باطری 1.5 ولتی بتوانیم حداكثر 2 لامپ 12 ولتی را روشن كنیم با باطری ماشین دست كم 50 عدد از همان لامپ را میتوان هم زمان روشن كرد زیرا مقاومت داخلی باطری ماشین خیلی كم است و وقتی جریان زیادی از آن دریافت میكنیم كاهش ولتاژش كم است ولی در باطری قلمی وقتی بیشتر از 2 یا 3 لامپ به آن وصل میكنیم ولتاژش كاهش یافته و نور لامپها كم میشود.

برای محاسبه مقدار افت ولتاژ از همان رابطه اهم استفاده میكنیم

V=R*I

طبق این رابطه مقدار افت ولتاژ دو سر مقاومت با تغییر جریان تغییر میكند.

برای هر عنصری كه در یك مدار الكتریكی وجود دارد میتوان توان را محاسبه كرد بطور كلی دو نوع توان در یك مدار وجود دارد 1- توان تولیدی كه توسط منبع تغذیه تولید میشود 2- توان مصرفی كه توسط مصرف كننده ها مصرف میشود ، در یك مدار همیشه توان تولیدی با توان مصرفی برابر است ((در صورت صرفنظر كردن از تلفات سیمهای رابط))

توانی كه یك مقاومت مصرف میكند به جریان عبوری از آن بستگی دارد كه طبق رابطه زیر محاسبه میشود :

W=R*I^2

بطور كلی سه فرمول برای توان میتوان نوشت :

W=V^2/R

W= V*I

W=R*I^2

منبع :s-ta-p.persianblog.com

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#45 Posted: 12 Dec 2011 17:52

انرژی الكتریكی چیست ؟

میدانیم كه هر ماده از تعداد بسیار اتم تشكیل شده است كه هر اتم نیز از سه قسمت 1-نوترون 2- پروتن 3-الكترون تشكلیل شده است تعداد الكترونها با تعداد پروتنها در حالت عادی (خنثی) برابر است الكترون دارای بار منفی و پروتن دارای بار مثبت میباشند كه الكترونها به دور(( پروتن و نوترون )) (هسته اتم) با سرعت بسیار زیادی میچرخند در اثر این چرخش نیروی گریز از مركزی بوجود می آید كه مقدار این نیرو با مقدار نیروی جاذبه بین الكترونها و هسته برابر است پس این برابری نیرو الكترونها را در حالت تعادل نگه میدارد و نمیگذارد كه از هسته دور شوند .

انرژی الكتریكی چیست ؟

میدانیم كه هر ماده از تعداد بسیار اتم تشكیل شده است كه هر اتم نیز از سه قسمت 1-نوترون 2- پروتن 3-الكترون تشكلیل شده است تعداد الكترونها با تعداد پروتنها در حالت عادی (خنثی) برابر است الكترون دارای بار منفی و پروتن دارای بار مثبت میباشند كه الكترونها به دور(( پروتن و نوترون )) (هسته اتم) با سرعت بسیار زیادی میچرخند در اثر این چرخش نیروی گریز از مركزی بوجود می آید كه مقدار این نیرو با مقدار نیروی جاذبه بین الكترونها و هسته برابر است پس این برابری نیرو الكترونها را در حالت تعادل نگه میدارد و نمیگذارد كه از هسته دور شوند .

یك سیم مسی هم دارای تعداد زیادی اتم و در نتیجه الكترون است هر گاه ما بتوانیم توسط یك نیرویی الكترونهای در حال چرخش به دور هسته را از مدار خود خارج كنیم و در یك جهت معین به حركت در آوریم جریان الكتریكی برقرار میشود.

پس این نكته را دریافتیم كه جریان برق چیزی جز حركت الكترونها نیست البته این حركت بصورت انتقالی انجام میشود یعنی یك اتم تعدادی الكترون به اتم كناری خود میدهد و اتم كناری نیز به همین ترتیب تعدادی الكترون به اتم بعدی میدهد و بدین صورت جریان برقرار میشود. پس هر گاه كه میگوئیم جریان برق كم یا زیاد است یعنی تعداد الكترونهایی كه در مسیر سیم در حال حركت هستند كم یا زیاد است .

نیروهایی كه باعث جدا شدن الكترون از هسته میشوند:

1- نیروی مغناطیسی خارجی

هرگاه یك سیم را در یك میدان مغناطیسی حركت دهیم نیروی این میدان باعث حركت الكترونهای سیم میشود .

2- ضربه

فرض كنید یك اتوبوس كنار خیابان ایستاده و تمام مسافران آن محكم روی صندلیها نشستند بعد یك اتومبیل دیگر با سرعت زیاد به جلوی این اتوبوس برخورد میكند حال اتوبوس با سرعت به عقب پرتاب میشود و مسافران كه در آنها اینرسی سكون ذخیره شده تمایل دارند كه به همان حالت سكون باقی بمانند در نتیجه اتوبوس به عقب رفته ولی مسافران در همان نقطه مكانی باقی میمانند در نتیجه مسافران از صندلیهای خود جدا شده و از شیشه اتوبوس به بیرون پرتاب میشوند پس این نیروی ضربه بود كه مسافران را از اتوبوس جدا كرد به همین صورت نیز ضربه میتواند الكترونها را از مدار خود خارج كند. نمونه این تولید برق در فندكها.

3- انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی نیز دارای نیرویی است كه قادر است الكترونها را از مدار خود جدا كند.

4-حرارت و ...

میدانیم كه حرارت باعث میشود كه جنبش ملكولی اجسام زیاد شود در اثر این جنبش تعداد زیادی ملكول به شدت با هم برخورد میكنند كه همان نیروی ضربه را بوجود می آوردند و باعث جدا شدن الكترون از اتم میشوند .

نكته : یك سیم مانند دالانی میماند كه در یك دوره زمانی مشخص تعداد معینی از افراد میتوانند از آن عبور كنند یعنی برای اینكه در دوره زمانی مشخص مثلا در 1 دقیقه افراد بیشتری بتوانند از این دالان عبور كنند باید سرعت حركت آنها بیشتر شود در نتیجه در اثر برخورد با هم و با دیواره دالان باعث ایجاد اصطكاك و گرما میشوند برای سیم نیز چنین اتفاقی می افتد یعنی اگر بخواهیم تعداد الكترونهای در حال حركت را افزایش دهیم (جریان را افزایش دهیم ) سرعت حركت الكترونها و نیز تعداد الكترونهایی كه همراه با هم از مقطع سیم عبور میكنند افزایش می یابد در نتیجه اصطكاك افزایش یافته و تولید گرما میكند كه اگر جریان بیش از حد مجاز خود از سیم عبور كند گرمای تولید شده باعث ذوب شدن سیم میشود (سیم میسوزد).

برداشت كلی از این قسمت : حركت الكترونها در یك هادی (سیم) را جریان الكتریكی گویند .

تا اینجا معنی جریان را فهمیدیم اما در مورد ولتاژ چه باید گفت ؟

آیا یك منبع كه ولتاژش بیشتر باشد برق بیشتری تولید میكند یا منبعی كه جریانش بیشتر باشد ؟

هر گاه یك اتم الكترنهایش را از دست دهد بار منفی آن كم میشود و اصطلاحاً میگوئیم بار دار مثبت شده است میدانیم كه بین بار مثبت و منفی نیروی جاذبه وجود دارد و نیروی جاذبه یك عدد الكترون با نیروی جاذبه یك عدد پروتن برابر است به همین جهت است كه در اتم هر پروتن برای خود یك الكترون اختیار میكند تا اینكه بار الكتریكی اتم خنثی شود در حالت عادی تمام اتمهای یك سیم از نظر بار الكتریكی خنثی هستند وقتی ما توسط نیروی خارجی الكترونهای اتمهای سیم را جدا میكنیم و آنها را به یك سمت هدایت میكنیم آن طرف سیم كه الكترونها به آنجا هدایت شده اند دارای زیادی الكترون است پس بارش منفی میشود و طرف دیگر كه كمبود الكترون دارد بارش مثبت میشود در نتیجه بین دوسر سیم یك اختلاف بوجود می آید این اختلاف بصورت انرژی پتانسیل در دو سر سیم ذخیره میشود تا زمانیكه راهی برای خنثی شدنش پیدا كند پس در این حالت هیچ گونه جریانی در سیم و جود ندارد و فقط یك انرژی پتانسیل دو سر سیم ذخیره شده است كه به این نیروی پتانسیل ولتاژ الكتریكی گوییم حال چنانچه نیروی خارجی را قطع كنیم الكترونها به سرعت به جای قبلی خود برمیگردند و در یك لحظه چریان برقرار میشود پس متوجه شدیم تا زمانیكه نیروی خارجی وجود دارد نمیگذارد كه الكترونها از مسیر همان سیم به جای خود برگردند پس باید راه دیگری پیدا كنند برای همین اگر توسط یك سیم دیگر كه میدان خارجی آن را تحت تاثیر خود قرار نداده باشد دو سر سیم قبلی را به هم وصل كنیم الكترونها راهی برای حركت به سمت مكان كمبود الكترون پیدا میكنند در نتیجه جریان در سیم برقرار میشود .

پس نتیجه گرفتیم كه در یك مدار الكتریكی كار اصلی را جریان انجام میدهد و ولتاژ فقط یك نیروی ذخیره شده است كه باعث به حركت در آوردن الكترونها میشود .

حال برای اینكه بهتر متوجه شوید كه ولتاژ چگونه باعث به حركت در آوردن الكترونها (برقراری جریان ) میشود یك مثال میزنیم .

فرض كنید دو لیوان داریم كه یكی پر و دیگری نصفه است لیوانها را در كنار هم قرار میدهیم میدانیم كه بین این دولیوان اختلاف مقدار آب وجود دارد همانگونه كه بین دو سر سیم اختلاف مقدار الكترون وجود داشت اگر این لیوانها چندین ساعت هم در كنار هم قرار بگیرند هیچ اتفاقی نمی افتد اما چنانچه توسط یك لوله ته دو لیوان را به هم وصل كنیم آب از طرف لیوان پر تر به سمت لیوان نصفه حركت میكند تا زمانیكه سطح آب درون دو لیوان به یك اندازه شود . پس در اینجا اختلاف آب است كه باعث حركت میشود و در آنجا اختلاف الكترون (اختلاف پتانسیل) كه این اختلاف پتانسیل خود دارای مقدار است كه به آن مقدار ولتاژ میگوئیم .

منبع :s-ta-p.persianblog.com

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#46 Posted: 12 Dec 2011 17:52

ساختمان ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصیات آنها به سه دسته كوچك متوسط و بزرگ دسته بندی كرد. ساختن ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به دلیل مسایل حفاظتی و عایق بندی و امكانات موجود ، كار ساده ای نیست ولی ترانسفورماتورهای كوچك را می توان بررسی و یا ساخت. برای ساختن ترانسفورماتورهای كوچك ، اجزای آن مانند ورقه آهن ، سیم و قرقره را به سادگی می توان تهیه نمود

.

اجزای تشكیل دهنده یك ترانسفورماتور به شرح زیر است؛

هسته ترانسفورماتور:

هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه های نازك است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه می شود. برای كم كردن تلفات آهنی هسته ترانسفورماتور را نمی توان به طور یكپارچه ساخت. بلكه معمولا آنها را از ورقه های نازك فلزی كه نسبت به یكدیگر عایق‌اند، می سازند. این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداكثر 4.5 درصد) كه دارای قابلیت هدایت الكتریكی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند.

در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم ، ورقه‌های دینام شكننده می شود. برای عایق كردن ورقهای ترانسفورماتور ، قبلا از یك كاغذ نازك مخصوص كه در یك سمت این ورقه چسبانده می شود، استفاده می كردند اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یك لایه نازك اكسید فسفات یا سیلیكات به ضخامت 2 تا 20 میكرون به عنوان عایق در روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند. علاوه بر این ، از لاك مخصوص نیز برای عایق كردن یك طرف ورقه ها استفاده می شود. ورقه های ترانسفورماتور دارای یك لایه عایق هستند.

بنابراین ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌های ترانسفورماتورها را به ضخامت های 0.35 و 0.5 میلی متر و در اندازه های استاندارد می سازند. باید دقت كرد كه سطح عایق شده ى ورقه های ترانسفورماتور همگی در یك جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر این تا حد امكان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند. لازم به ذكر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جای بگیرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نیز جلوگیری شود.

سیم پیچ ترانسفورماتور :

معمولا برای سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از هادی های مسی با عایق (روپوش) لاكی استفاده می‌كنند. اینها با سطح مقطع گرد و اندازه‌های استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص می‌شوند. در ترانسفورماتورهای پرقدرت از هادیهای مسی كه به صورت تسمه هستند استفاده می‌شوند و ابعاد این گونه هادی‌ها نیز استاندارد است.

توضیح سیم پیچی ترانسفورماتور به این ترتیب است كه سر سیم پیچ‌ها را به وسیله روكش عایقها از سوراخهای قرقره خارج كرد، تا بدین ترتیب سیم ها قطع (خصوصا در سیمهای نازك و لایه‌های اول) یا زخمی نشوند. علاوه بر این بهتر است رنگ روكش‌ها نیز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهای دارای چندین سیم پیچ ، را به راحتی بتوان سر هر سیم پیچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سیم پیچی یا تعمیر سیم پیچهای ترانسفورماتور باید آنها را با ولتاژهای نامی خودشان برای كنترل و كسب اطمینان از سالم بودن عایق بدنه و سیم پیچ اولیه ، بدنه و سیم پیچ ثانویه و سیم پیچ اولیه آزمایش كرد.

قرقره ترانسفورماتور:

برای حفاظ و نگهداری از سیم پیچ‌های ترانسفورماتور خصوصا در ترانسفورماتورهای كوچك باید از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره باید از مواد عایق باشد قرقره معمولا از كاغذ عایق سخت ، فیبرهای استخوانی یا مواد ترموپلاستیك می سازند. قرقره هایی كه از جنس ترموپلاستیك هستند معمولا یك تكه ساخته می شوند ولی برای ساختن قرقره های دیگر آنها را در چند قطعه ساخت و سپس بر روی همدگر سوار كرد. بر روی دیواره های قرقره باید سوراخ یا شكافی ایجاد كرد تا سر سیم پیچ از آنها خارج شوند.

اندازه قرقره باید با اندازه ى ورقه‌های ترانسفورماتور متناسب باشد و سیم پیچ نیز طوری بر روی آن پیچیده شود. كه از لبه های قرقره مقداری پایین تر قرار گیرد تا هنگام جا زدن ورقه‌های ترانسفورماتور ، لایه ى رویی سیم پیچ صدمه نبیند. اندازه قرقره های ترانسفورماتورها نیز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نیاز ، قرقره مناسب را می توان طراحی كرد.

منبع : دانشنامه رشد

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#47 Posted: 12 Dec 2011 17:53

آمپر متر چیست؟

ریشه لغوی

لغت ammeter از كلمه amper مشتق شده است. توجه كنید كه حرف P در كلمه amper حذف شده است و فقط دو حرف اول این كلمه در لغت ammeter بكار رفته است.

ما نمی‌توانیم الكترونها یا پروتونها را دیده یا لمس كنیم. به همین دلیل نمی‌توانیم آنها را بشماریم. در نتیجه به ابزاری احتیاج داریم تا بتوانیم آنها را بشماریم. شدت روشنایی لامپ مشخصاتی از شدت جریان را به ما نشان می‌دهد، ولی دو نقص اصلی دارد. اول اینكه نمی‌تواند شدت جریان را در واحدی كه به آسانی قابل یادداشت و مقایسه با اندازه گیری شدت جریان در محلها و زمانهای دیگر است، اندازه بگیرد. همچنین در شدت جریانهای معین می‌توان از آن استفاده كرد. اگر مقدار شدت جریان خیلی كم باشد، لامپ روشن نمی‌شود و اگر شدت جریان خیلی زیاد باشد، لامپ می‌سوزد. برای رفع نقص اول به ابزاری احتیاج داریم كه به ما نشان دهد، چند آمپر (چند كولن الكترون در هر ثانیه) در مدار جریان دارد. دستگاه مخصوصی كه این اندازه گیری را انجام می‌دهد، آمپرمتر (ammetr) نامیده می‌شود.

طرز كار آمپرمتر

آمپرمتر مقدار شدت جریانی را كه از آن می‌گذرد، بوسیله یك عقربه كه در روی صفحه درجه بندی شده حركت می‌كند، نشان می‌دهد. میزان انحراف عقربه آمپرمتر با تعداد الكترونهایی كه از این دستگاه می‌گذرند، نسبت مستقیم دارد. یعنی نشان می‌دهد كه چه مقدار بار الكتریكی در ثانیه از آن عبور می‌كند.

طرز استفاده از آمپرمتر

آمپرمتر از خیلی جهات شبیه كنتور آب است كه میزان آب مصرف شده منازل را اندازه می‌گیرد. هر دو دستگاه (آمپرمتر و كنتور آب) باید طوری در مدار قرار گیرند كه جریانهای الكتریسیته و آب از آنها بگذرد، تا بتوان شدت جریان را اندازه گرفت. تمام آبی كه از لوله اصلی وارد خانه می‌شود، باید از كنتور آب عبور كند. آمپرمتر نیز باید طوری قرار گیرد كه تمام جریان الكتریسته از ان بگذرد، تا بتوان تمام شدت جریان الكتریكی را بوسیله آن اندازه گرفت. این نوع اتصال را اتصال متوالی یا سری می‌گویند. یعنی اجزا تشكیل دهنده مدار در یك خط مستقیم (یك مسیر هدایت كننده) به یكدیگر اتصال دارند.

مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار

برای قرار دادن آمپرمتر در مدار متوالی به ترتیب زیر عمل كنید.

1. نیروی خارجی را كه به مدار وارد می‌شود، قطع كنید.

2. آن قسمت از مدار را كه آمپرمتر در آن قرار دارد، باز كنید یا ببرید.

3. انتهای مثبت آمپرمتر را به سیمی كه به قطب مثبت پیل می‌رود، وصل كنید.

4. انتهای منفی آمپرمتر را به سیمی كه به قطب منفی پیل می‌رود، وصل كنید.

مراحل 4 , 3 (كه عبارتند از انتقال مثبت به مثبت ، منفی به منفی) را دقت در پلاریته می‌نامند و این امر مهم است. زیرا دستگاه اندازه گیری آمپرمتر شدت جریان را در یك جهت نشان می‌دهد. اگر دستگاه اندازه گیری را بطور عكس در مدار قرار دهیم، چون جریان در جهت عكس (كه مناسب آمپرمتر نیست) از آن می‌گذرد و انحراف عقربه بوجود می‌آید كه باعث شكسته شدن یا خم شدن آن می‌گردد. فیش قرمز را به جك قرمز آمپرمتر و فیش سیاه را به جك سیاه در بالای آمپرمتر وصل كنید.

خطای دستگاه اندازه گیری (Meter Tolrances)

باید توجه داشت كه در یك مدار معین آمپرمترهای مختلف ، اندازه شدت جریان را با كمی اختلاف نشان می‌دهند. این امر بدان دلیل است كه مقداری از انرژی كه در مدار جریان دارد، برای بكار انداختن آمپرمتر مصرف می‌شود و همه آمپرمترها هم یكسان نیستند. همچنین به علت اختلافی كه در ساختمان آمپرمتر و تلف شدن انرژی وجود دارد، شدت جریانی را كه در روی آمپرمتر می‌خوانید، تقریبی است. دستگاه اندازه گیری درست است كه حدود خطای آن 0± در صد اندازه واقعی باشد. یعنی اگر شدت جریان اصلی 100 آمپر باشد، روی دستگاه آمپرمتر حدود 9 تا 10 آمپر را می‌خوانید.

بكار بردن آمپرمتر

1. یك آمپرمتر ساده را بردارید. در انتخاب دستگاه اندازه گیری دقت كنید كه شدت جریان مدار نباید بیش از حد تعیین شده برای اندازه گیری باشد. زیرا آمپرمتر بر حسب درجه بندی خود ، شدت جریانهای معینی را می‌تواند اندازه بگیرد. در مورد این آزمایش می‌توانید فرض كنید كه آمپرمتر دارای توانایی كافی برای اندازه گیری شدت جریان می‌باشد.

2. فیش قرمز را به جك قرمز و فیش سیاه را به جك سیاه وصل كنید.

3. مطمئن شوید كه به مدار انرژی داده نمی‌شود. كلید مدار باید باز باشد (به خاطر حفظ جان خود هیچگاه سعی نكنید كه آمپرمتر را در مداری كه انرژی الكتریكی در آن جریان دارد قرار دهید).

4. با جدا كردن سیم رابط بین T2 و T1 مدار را باز كنید. با قرار گرفتن آمپرمتر بین این دو نقطه مدار كامل می‌شود.

5. با رعایت پلاریته ، فیش سیاه را به T1 و فیش قرمز را به T2 وصل كنید. اگر پلاریته مناسب در نظر گرفته نشود، عقربه آمپرمتر به طرف چپ منحرف شده و این عمل موجب خرابی دستگاه اندازه گیری خواهد شد.

6. كلید مدار را ببندید و درجه‌ای را كه آمپرمتر نشان می‌دهد بخوانید. همیشه از روبرو به صفحه درجه بندی شده آمپرمتر نگاه كنید و هیچوقت تحت هیچ زاویه‌ای درجه آمپرمتر را نخوانید.

7. درجه‌ای را كه خوانده‌اید، یادداشت كنید.

8. كلید مدار را باز كنید.

منبع : دانشنامه رشد

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#48 Posted: 12 Dec 2011 17:54

قوس الكتریكی چیست؟

تاریخچه

در سال 1802 پتروف (V.P.Petrof) كشف كرد كه اگر دو تكه زغال چوب را به قطب های باتری بزرگی وصل كنیم و آنها را به هم تماس دهیم و سپس كمی از هم جدا كنیم شعله روشنی بین دو تكه زغال دیده می شود. و انتهای آنها كه از شدت گرما سفید شده است نور خیره كننده ای گسیل می دارد. قوس الكتریكی هفت سال بعد دیوی (H.Davy) فیزیكدان انگلیسی این پدیده را مشاهده نمود و پیشنهاد كرد كه این پدیده به احترام ولتا قوس ولتا نامیده شود.

آزمایش ساده

اگر بخواهیم در یك روش ساده ای ایجاد قوس الكتریكی را نشان دهیم باید دو تكه كربن را روی گیره قابل تنظیم سوار نمود (بهتر است كه به جای زغال چوب معمولی میله خاصی كه از كربن قوس ساخته می شود و با فشار دادن مخلوط گرافیت ، كربن سیاه و مواد چسبنده به وجود می آیند، استفاده شود).

چشمه جریان می تواند برق شهر هم باشد برای اجتناب ازاینكه در لحظه تماس تكه های كربن مدار كوتاه ایجاد شود باید رئوستایی به طور متوالی به قوس وصل شود.

معمولا برق شهر با جریان متناوب تغذیه می شود. ولی در صورتی كه جریان مستقیم از آن عبور كند قوس پایدارتر است به طوری كه یكی از الكترودها همیشه مثبت «آند)و دیگری همواره منفی «كاتد)است.

ماهیت قوس الكتریكی

در قوس الكتریكی الكترودها در اثر حرارت سفید رنگ می شود. ستونی از گاز ملتهب رسانای خوب الكتریكی بین الكترودها وجود دارد. در قوس معمولی این ستون نوری بسیار كمتر از نور تكه های كربن سفید شده از آزمایش‌های مربوط به گرما گسیل می كنند. چون الكترود مثبت دمایش از الكترود منفی بیشتر است زود تر از بین می رود. در نتیجه تصعید شدید كربن صورت گرفته و در آن الكترود (الكترود مثبت) فرورفتگی به وجود می آید كه به دهانه مثبت معروف است و داغ ترین نقطه الكترودهاست.

دمای دهانه در هوا و در فشار جو به 4000 درجه سانتیگراد می رسد. در لامپ های قوسی سازوكارهای منظم و خود كار خاصی برای نزدیك كردن تكه های كربن با سرعت یكنواخت وقتی با سوختن از بین می روند، مورد استفاده قرار می گیرند. برای اینكه سایش و خوردگی الكترود مثبت به خاطر دمای بالایش بیشتر است،برای همین همیشه الكترود كربن مثبت كلفت تر از الكترود منفی اختیار می شود.

دماهای بالا در قوس الكتریكی

قوس الكتریكی می تواند بین الكترودهای فلزی ساخته شده از آهن ، مس و غیره نیز بگیرد. در این حالت الكترودها به میزان زیادی ذوب و تبخیر می شوند و این عمل به مقدار زیادی آزمایش‌های مربوط به گرما احتیاج دارد. به این دلیل دمای مركز الكترود فلزی معمولا كمتر از دمای الكترود كربنی است (2000 تا 2500 درجه سانتیگراد).

قوسی كه بین الكترودهای كربن در گاز فشرده ای قرار می گیرد (حدود 20atm) بالا رفتن دمای مركز مثبت تا 5900 درجه سانتیگراد یعنی دما روی سطح خورشید را ممكن ساخته است. معلوم شده است كه كربن در این حالت ذوب می شود. دمای باز هم بالاتری را می توان در ستونی از گاز و بخاری كه از آن تخلیه الكتریكی می گذرد، به دست آورد.

بمباران شدید این گاز و بخار با الكترون ها و یون هایی كه با میدان الكتریكی قوس شتاب گرفته اند دمای ستون گاز را 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می رساند. به این دلیل تقریبا تمام مواد شناخته شده در ستون قوس الكتریكی ذوب و تبخیر می شوند. و بسیاری از واكنش های شیمیایی كه در دماهای پایین انجام شدنی نیستند، با قوس الكتریكی امكان پذیر می شوند. مثلا میله های چینی دیر گداز در شعله قوس به سهولت ذوب می شود.

چگونگی ایجاد تخلیه قوس الكتریكی

برای ایجاد تخلیه قوس الكتریكی به ولتاژ زیادی احتیاج نیست با ولتاژ 40 تا 45 ولت بین الكترود ها می توان قوس را به وجود آورد. از طرف دیگر جریان داخل قوس زیاد است. مثلا حتی در قوس كوچك جریان به 5 آمپر می رسد، در حالیكه در قوس های بزرگ كه در مقیاس صنعتی به كار می روند جریان به صدها آمپر بالغ می شود. این به این معنا ست كه مقاومت قوس پایین است و از این رو ستون گاز تابان رسانای الكتریكی خوبی است.

یونیزاسیون گاز با انرژی قوس الكتریكی

یونش شدید گاز با قوس الكتریكی به آن دلیل امكان پذیر است كه كاتد قوس الكتریكی تعداد زیادی الكترون گسیل می داد. این الكترون ها با برخورد با گاز داخل شكاف تخلیه گازی آن را یونیزه می كنند. گسیل الكترونی شدید از كاتد از آنجا ممكن می شود كه خود كاتد تا دمای بسیار بالایی گرم می شود (بسته به ماده از 2200 تا 3500). وقتی كه الكترودهای قوس در ابتدا تماس داده شوند تقریباً تمام گرمای ژول كه از الكترود ها می گذرد در ناحیه تماس كه مقاومت بسیار دارد آزاد می شود.

به این دلیل انتهای الكترودها به شدت گرم می شوند كه برای گیراندن قوس به هنگام جداكردن آنها كافی است آن وقت كاتد قوس توسط جریانی كه از قوس می گذرد، در حالت التهاب می ماند. در این فرایند بمباران كاتد توسط یون هایی كه به آن برخورد می كند نقش اصلی را ایفا می كند.

مشخصه جریان ولتاژ قوس الكتریكی

یعنی بستگی جریان الكتریكی در قوس الكتریكی به ولتاژ بین الكترودها ، ویژگی خاصی دارد. در فلزات و الكترولیت ها جریان متناوب با ولتاژ افزایش می یابد «قانون اهم). در صورتیكه برای رسانش القایی گازها جریان ابتدا با ولتاژ زیاد می شود، سپس اشباع شده و مستقل از ولتاژ است.

بنابر این افزایش جریان در تخلیه قوسی به اندازه مقاومت در شكاف بین الكترودها و ولتاژ بین آنها منجر می شود. برای اینكه تابانی قوس پایدار بماند رئوستا یا مقاومت الكتریكی قوی دیگری را باید به طور متوالی به آن بست.

منبع : دانشنامه رشد

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#49 Posted: 12 Dec 2011 17:55

الفباي فيزيك - انرژي الكتريكي

بار الكتريكي ...

وقتي تكه اي از پلاستيك را با يك پارچه مالش دهيد، نيرويي درآن بوجود مي آيد كه مي تواند اجسام سبك را به حركت در آورد. در اين حالت، تكه هاي پلاستيك، بار الكتريكي گرفته و باردار مي شوند.

بار الكتريكي هر تكه پلاستيك، به آن انرژيي مي دهد كه براي مدتي در پلاستيك ذخيره مي شود .به اين انرژي، انرژي پتانسيل الكتريكي مي گويند.

دو نوع بار الكتريكي وجود دارد...

دو نوع بار الكتريكي وجود دارد كه هر دو نوع آن مي توان اجسام سبك را بلند كرده وجرقه توليد كند. اين بارها، بار مثبت و بار منفي ناميده مي شوند.

نيروي ميان بارها

ميله هايي از جنس پلي تن واََََسِتات را باردار كنيد وآنها را بر روي دو شيشة ساعت به حال تعادل در آوريد به طوري كه آزادانه بچرخند. اكنون يك ميلة پلي تني را باردار كرده وآن را به ترتيب به ميله هاي پلي تني واستاتي نزديك كنيد. در حالت اول، ميله ها يكديگر را دفع و در حالت دوم طرف چـپ ديده يكديگر را جذب مي كنند. بنابراين، نتيجه مي گيريم كه نوع بار روي دو ميله متفاوت است.

عايقها ( نا رساناها ) ...

پلاستيك و موادي مانند آن را اجازه نمي دهند بار الكتريكي در آنها حركت كند، عايق يا نارسانا مي نامند. به الكتريسيته اي كه حركت نداشته باشد، الكتريسيتة ساكن مي گويند.

رساناها ...

رساناها (مانند فلزات )، موادي هستند كه بار الكتريكي مي تواند به طور آزادانه در آنها حركت كند.

ذخيره كردن بار الكتريكي

خازنها ــ خازنها، اجزايي الكترونيكي هستند كه براي ذخيرة بار الكتريكي مورد استفاده قرار مي گيرند، همچنين از خازنه براي جدا كردن جريان متناوب ( a.c )از جريان مستقيم ( d.c )استفاده مي شود.

اندازه گيري انرژي پتانسيل الكتريكي

انرژي پتانسيل الكتريكي بر حسب ولت اندازه گرفته مي شود.

براي برسي اين موضوع، دستگاه الكتروسكوپ وسيلة مناسبي است. در الكتروسكوپ براي آشكار كردن بار الكتريكي از يك ورقة نازك طلا استفاده مي شود. اين ورقه بسيار سبك بوده و به يك ميلة فلزي وصل است. چنانچه بار بر روي كلاهك اين وسيله قرار بگيرد ( يا به آن نزديك شود )، ورقةطلا از ميلة فلزي جدا شده وبالا مي رود.

بارها، اتمها و الكترونها

ما با اين نظريه كه تمام مواد از اتمها تشكيل شده اند و اتمها بسيار كوچك اند، آشنايي داريم .تا اينكه ذرة كوچكتر از اتم نيز كشف شد. اين ذره بار منفي داشت و دو هزار مرتبه كوچكتر از سبكترين اتم بود و نام آن الكترون است.

تمام اتمها هستة خيلي كوچك وسنگيني در مركز خود دارند و بار اين هسته مثبت است. اگر چه هستة اتم خيلي سنگينتر از الكترونهاست امّا مقدار آن با بار الكترون برابر است. يك اتم در حا لت عادي بدون بار است، زيرا بار (+‌) هسته با بار (-) الكترونها خنثي مي شود.

نظرية الكتروني بار الكتريكي

هر جسم ، تعداد زيادي بار مثبت ومنفي دارد. با مالش دادن ماده، تعادل ميان بارها به هم مي خورد وجسم باردار مي شود. بنابراين، بايد توجه كرد كه در اثر مالش دادن اجسام، بار توليد نمي شود بلكه تعادل بارها به هم مي خورد.

بار الكتريكي در حال حركت

به طور كلي، دو نوع الكتريسيته وجود دارد : الكتريسيتة ساكن كه به وسيلة مالش ايجاد مي شود و الكتريسيتة جاري كه به وسيلة باتريها و مولدها توليد مي شود. مـي شود. وقتي طـرف راسـت وچپ عوض حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي است.

جريان الكتريكي در سيمها

در يك سيم مسي چندين ميليون الكترون وجود دارد. اگر دو سر آن را به دو قطب مثبت ومنفي يك باتري وصل كنيم، تعدادي از الكترونها به طرف قطب مثبت سيم حركت مي كند. اين حركت الكترونها موجب ايجاد جريان الكتريكي مي شود.

كولن و آمپر ...

كولن و آمپر به تر تيب يكاهاي اندازه گيري بار وجريان الكتريكي هستند.

بار الكتريكي بر حسب كولن اندازه گيري مي شود. يك كولن بار برزگي است، به طوري كه در يك كولن بار منفي، تعداد 10 ^18 الكترون وجود دارد.

جريان الكتريكي بر حسب آمپر اندازه گيري مي شود وچون جريان الكتريكي حركت بارهاي الكتريكي است، بنابراين كولن وآمپر با هم رابطه دارند.

پيلها و ولتاژها

پيلها دو ترمينال (قطب ) دارند كه ترمين0ال مثبت (+) ترمينال منفي (-) ناميده مي شوند.

فعاليت شيميايي داخل پيلها موجب مي شود كه در ترمينال مثبت تجمعي از بارهاي مثبت ودر ترمينال منفي تجمعي از بارهاي منفي وجود داشته باشد.

اختلاف ميان انرژي دو سر ترمينالها را اختلاف پتانسيل ( p.d ) مي نامند.

نيروي محركة الكتريكي e.m.f....

وقتي كه بار الكتريكي از ميان باتري مي گذرد، باتري انرژي مي گيرد. ودر مدار خارج از باتري مصرف مي شود.

انرژي تأمين شده براي هر كولن بار الكتريكي را نيروي محركة الكتريكي (e.m.f.) باتري مي نامند. نيروي محركة الكتريكي را بر حسب ولت ( V ) اندازه مي گيرند.

باتريها

يك باتري از به هم بستن چند پيل به يكديگر تشكيل مي شود.

براي توليد جريان هاي زياد كه در اتومبيلها مورد نياز است از باتريهايي كه محتوي مايعات هستند، استفاده مي شود.

باتريهاي سرب ــاسيد نمونه اي از اين باتريها هستند.اگر چه اين باتريها گران قيمت هستند اما مي توان آنها را پس از تخليه، مجدداً پر كرد.

به پبلهايي كه انرژي آنها را مي توان توسط منبع ديگري تأمين كرد، پيلهاي قابل شارژ گفته مي شود.

مدارهاي الكتريكي

به كمك يك منبع تغذية كم ولتاژ ودو قطعه سيم، لامپي را روشن كنيد. اين اتصال منبع به لامپ، يك مسير بستة رسانا ايجاد مي كند كه الكتريسيته مي تواند در ‎آن مسير جاري شود. اين اتصال را مدار الكتريكي مي نامند.

روشن شدن دو لامپ به طور همزمان

لامپها پشت سرهم و در يك خط به هم وصل شده اند. يعني اتصال لامپها سري است. بنابراين، جريان الكتريكي ابتدا از يكي از لامپها عبور كرده و سپس از لامپ دوم مي گذرد.

دراين قسمت با استفاده از يك سيم اضافي، روش ديگري براي روشن كردن لامپها مطرح مي كنيم. در اين روش، لامپها به طور موازي به هم وصل مي شوند وهر لامپ به طور مستقيم به باتري وصل است. دراتصال موازي، هر دو لامپ به صورت پر نور روشن مي شوند، واگر يكي از لامپها برداشته شود لامپ ديگر خاموش نمي شود.

منبع :www.schoolnet.ir

anna_nemati

کاربر

ارسالها: 4603

#50 Posted: 12 Dec 2011 17:55

تراشه هاى زيستى - آکاایران

آشكار ساختن ساختار ژنتيك و كشف منشاء استيكى كه جلوى ما گذاشته اند تا نوش جان كنيم...اتحاد الكترونيك و بيولوژى مى تواند حيطه هاى متنوعى چون پزشكى، علوم تغذيه، يا علوم دفاعى را دستخوش انقلاب سازد. سرعت پيشرفت ما آنچنان زياد است كه خطر زير پا گذاشتن اخلاقيات واقعاً وجود دارد.گرى هوپر عضو انجمن بيوتكنولوژى كه كارهاى ميليون دلارى برعهده دارد، با صداى خشن، عينك كوچك هيئت كالين پاول خطاب به همكارانش كه همگى مثل او قدشان حدود دو متر است، مى گويد: «بچه ها، بجنبيد! اگر اين كار را نكنيم، چينى ها جاى ما خواهند كرد!»

اين

خطر را وجود يك مشت از صاحبان صنايع داروسازى كه سخنرانى هاى رمزى و در لفافه شان مدت ها به درازا مى كشد، به خوبى نشان مى دهد. بر روى صندلى هاى اين سالن كه در سال هاى پايانى سده پيش در ميدان اتحاد واقع در قلب سانفرانسيسكو ساخته شد، در پشت پرده هاى سنگين و به رنگ قرمز آتشين آن، اين مردان پنجاه، شصت ساله به ناگهان از انديشه آهسته تر كردن سرعت پيشرفت تراشه هاى زيستى به خشم مى آيند. اينجا صحبت از سيليسيم _ همان ماده اى كه سيم هاى تلفن نيز از آن ساخته مى شوند _ است كه يك رشته DNA (يا رمز حيات) بر روى آن قرار داده مى شود. تراشه اى كه بزرگ تر از نصف يك دانه شكر نيست قادر به كارهايى است _ از پزشكى تا كشاورزى و علوم زيبايى _ كه ديوانه كننده اند.

اين مجموعه سحرآميز، آميزه اى از بيولوژى و الكترونيك، درصدد زير و رو كردن آن چيزى است كه بيوتكنولوژى خوانده مى شود. علمى كه قرار است انقلابى در زندگى ما پديد آورد ... ولى چگونه؟ چيز زيادى نمى دانيم. با اين حال، ماتما كاليكورا تحليلگر موسسه «فراست و ساليوان» مطمئن است كه تا ده سال ديگر اين ابتكار بازارى بزرگ تر از 10 ميليارد دلار را به روى ما خواهد گشود. گام هاى اوليه صنايعى چون هيولت _ پاكارد، موتورولا و آى بى ام تنها آغاز اين راه است.

در واقع اين انديشه چندان جديد نيست. تراشه هاى زيستى در واقع حاصل ازدواج (كه مسلماً قدرى ديرهنگام بود) دو كشف قديمى است كه بيش از 50 سال عمر دارند. كارهاى جيمز واتسون و فرانسيس كريك _ برندگان جايزه نوبل در رشته فيزيك در سال 1962 _ در حقيقت به سال 1953 بازمى گردد. در اين سال دو پژوهشگر مولكول DNA (كه تعيين كننده وراثت ژنتيك هستند) را كشف كردند. مولكول DNA تشكيل شده از دو رشته كه ساختمانى مى سازند كه بر روى خويش مى پيچد و هر يك از اين دو رشته قرينه آن ديگرى است. در همين زمان تراشه الكترونيك كه توسط راديوسازان در ساختمان ترانزيستورها به كار مى رفت، براى نخستين بار ساخته شد. تنها كارى كه باقى مانده بود، ازدواج فرخنده اين دو پديده نوين بود و استفن فودور، زيست شناس از دانشگاه پرينستون، اين كار را انجام داد. انديشه وى بسيار ساده بود: از آنجا كه هر رشته DNA از يك رديف رمز تشكيل شده كه با دوقلوى خويش به صورتى كاملاً قرينه يكى مى شود لذا كافى است كه يك رشته تنها را بر روى تراشه اى قرار دهيم، در اين صورت به محض مواجه شدن آن با دوقلويش صدور يك پيام فلورسانت را تحريم خواهد كرد كه سپس كامپيوتر مى تواند آن را دريافت كند. اين تمام جادوى ازدواج فرخنده تكنولوژى هاست: تبديل يك واكنش زيستى به سيگنال الكترونيك. اين انديشه فى البداهه بسيار جالب بود و بار ديگر در سال هاى دهه ،1990 زمانى كه «پروژه ژنوم انسان» براى يافتن ژنوم كامل انسان به اوج رسيد، مطرح شد. از آن زمان هيچ رازى در اينكه تراشه معجزه خواهد كرد، نبود...

نقشه ژنتيك شما فقط به قيمت 300 دلار

در ابتدا اين واقعيت به ويژه براى جهان پزشكى شگفتى آور بود كه با استفاده از چنين ابزارى مى توان تشخيص ها را بدون اشتباه و به نحوى بى سابقه داد. دپارتمان زيست شناسى مولكولى در دانشگاه دوك (كاروليناى شمالى) در اين ميان به موفقيت هايى نائل شد. يكى از پروفسورها، تحقيقاتى را بر روى بيمارى كه مشكوك به ابتلا به سرطان بود، انجام داد. نمونه خونى كه به كمك يك تراشه زيستى از بيمار گرفته شد، اين امكان را داد كه ظرف كمتر از ده دقيقه ساختمان ژنتيك بيمار به دست آيد و پزشك بلافاصله توانست تصميم بگيرد كه از چه درمانى استفاده كند. جلوگيرى از اتلاف وقت كه در اينجا بى اندازه ارزشمند است. هنوز هم پس از گذشت پنج سال از آن رويداد مهم، چنين تشخيصى مى تواند يك آزمايشگاه كامل را به مدت چندين روز به تكاپو اندازد. بازار جديدى متولد شده: تاكنون چندين موسسه پيشنهاد كرده اند كه نقشه ژنتيك آدم ها را به 300 تا 500 دلار در اختيارشان قرار دهند. موسسه ايسلندى DeCode Genetics در يخچال هايش ژن هاى حدود بيست بيمارى مهم، از جمله شيزوفرنى را در اختيار دارد. در فرانسه انستيتو BioMe ,rieux روى سرطان كار مى كند.

تراشه هاى زيستى كه خود را با بيمارى ها و درمان آنها شناسانده اند، مى توانند به علاوه خطرناك نيز باشند، چه امروز ژن هايى كه نماينده بيمارى هايى هستند، شناخته شده اند. شركت AFFymetrix در كاليفرنيا، جزء نخستين موسساتى بوده كه تراشه هاى زيستى را پذيرفت و اكنون بدين كار مشغول است. يكى از كاركنان اين شركت مى گويد: «تراشه هاى ما براى كنترل كردن تركيب مواد غذايى اند، در واقع براى آنكه ببينيم غذاى روبه روى ما كه گوشت گاو يا ماهى معرفى مى شود، همان است كه از آن انتظار داريم.» براى انجام اين پروژه شركت مذكور نياز به حمايت جامعه آمريكا دارد و شريك فرانسوى اش BioMe ,rieux نيز يكى يكى ژن هايى را كه بازسازى مى كند در اختيار آن قرار مى دهد و چه بازارى! اين ابزار بسيار كوچك معجزه گر قادر است تا 30 نوع گوناگون مهره داران را شناسايى كند. حتى مى تواند حيوانات را براساس جنس (پستانداران، پرندگان و ماهى ها) يا نوع (ماكيان، گوسفند، خوك، كبك، ماهى قزل آلا) شناسايى كند و حتى از ميان جوندگان موش را تشخيص دهد. دانشمندان فكر همه چيز را كرده اند!

ولى قضيه به اينجا ختم نمى شود: تراشه هاى زيستى از گذشته حيوان نيز ما را آگاه مى كند. طبق قوانين فرانسه و اروپا غذايى كه به چهارپايان داده مى شود، نبايد منشاء حيوانى داشته باشد. توماس اشلوم برگر رئيس شركت با فرانسه شكسته بسته اى مى گويد: «شما در فرانسه وقتى كه صحبت از گاو مى كنيد، به دادن اين عنوان به حيوان مطمئنيد.» با استفاده از اين تكنولوژى مى توان از يك دانه برنج پى برد كه چه نوع كود شيميايى به آن داده اند و اينكه تحت تغيير و تبديلات ژنتيكى قرار گرفته يا خير ... يك كين واقعى. جنگ اطلاعات زيست شناسى آغاز شده است.

پارك منلو در حومه پالوآلتو راهروى ورودى با كپى تابلوى «مطالعه رنگ ها» اثر كاندينسكى (1913) تزئين شده اند. پژوهشگران باذوقند، آيا به همين اندازه بااستعداد نيز هستند؟ اين موسسه كه در سال 1997 از سوى شيمى دان آلكس زافارونى (مجله Forbes را به ياد قهرمان فقيد اسكاتلندى، جيم كلارك بيوتكنولوژى نام نهاده) بنيانگذارى شده به كاربرد به كلى جديدى از تراشه هاى زيستى مى پردازد: رديابى اشيا. اوگوست مورتى 50 ساله كه اصلاً نيويوركى است و بيش از نيمى از عمرش را در بخش زيست شناسى گذرانده اكنون به فروش تراشه هاى زيستى سنتى _ كه در واقع فعاليت اصلى موسسه را تشكيل مى دهد - مشغول است. اين بار او فكر مى كند، كسب و كار خوبى خواهد داشت. به تازگى يكى از مارك هاى بسيار شيك و گرانقيمت به وى مراجعه كرده و از نمونه هاى تقليدى كيف هاى چرمى اش كه از چرم نژاد خاصى از گاوهاست، شاكى است بايد ديد كيف هاى چرمى تقليدى در رمز ژنتيك چه تفاوت كم وبيش اندكى با چرم اصيل دارند. مورتى تنها يك كار جزيى مى كند. وى «اثر انگشت» چرم اخير را بر روى يك تراشه زيستى قرار مى دهد و هر بار كه كيف هاى وارداتى سوءظن مأمور گمرك را برمى انگيزند، كافى است «اثر انگشت» آنها با آنچه كه به عنوان نمونه موجود است مقايسه شود.

بخش خصوصى تنها كسانى نيستند كه در اين ميان منتفع مى شوند، بلكه دولت نيز مى تواند از ثمرات اين تكنولوژى بهره مند شود. بر روى تپه ماهورهاى پوشيده از درختان انگور در كاليفرنيا هزاران نفر از پژوهشگران در آزمايشگاه لارنس ليومور كه در سال 1952 به بزرگداشت مخترع سيكلوترون به نام وى ناميده شد، مشغول كارند. در سالن هاى فوق سرى اين آزمايشگاه _ كه حتى مشاهده آنها توسط افراد خارج از آزمايشگاه مستلزم داشتن اجازه كتبى مقامات است _ پژوهشگران بر روى روش هاى مقابله با ميكروب سياه زخم مطالعه مى كنند. اين پودر كه مقامات و كنگره را در آمريكا پس از 11 سپتامبر سال 2001 اينچنين وحشت زده كرده، در واقع چيزى جز يك آنزيم نيست. با اين حال به بركت وجود و ساخت تراشه هاى زيستى مناسب به راحتى مى توان آن را شناسايى كرد.

اما كار به اينجا ختم نمى شود. در پايان سال 2003 پنتاگون اعتبارى به مبلغ بيش از 2 ميليون دلار را در اختيار گروهى در دانشگاه ويرجينيا قرار داد كه از جمله گيرنده هاى بسيار كوچكى را بر روى پوست سربازان داوطلب پيش از آغاز جنگ پيوند زند. اين ترموستات هاى واقعى سلامتى سربازان، علاوه بر اندازه گيرى ميزان آنتى كر (ضد باكترى يا سموم) بدن آنها اين امكان را نيز به وجود مى آورد كه به صورت شناسنامه هاى ژنتيكى آنها عمل كنند. اين كمك ذى قيمتى به جراحانى است كه ناچارند سربازان را در همان حالت بيهوشى و بى خبرى تحت عمل جراحى قرار دهند. كاربردهاى ديگرى كه براى اين وسيله ارزشمند متصور است، از اين قرارند: سربازانى كه در بيابان گم مى شوند و به واحه اى مى رسند، مى توانند تراشه را در تماس با آب قرار دهند و دريابند كه آب آلوده (مثلاً بقاياى ناقلان ويروس سرخك) است يا خير. علاوه بر ميدان هاى نبرد، تراشه هاى زيستى كاربردهايى نيز در فضا دارند.

ناسا كه يكى از شركاى برنامه دانشگاه ويرجينياست، درصدد است فضانوردان خويش را مجهز به چنين تراشه هايى سازد كه بتواند از هيوستون سطح قند خون فضانوردان در مأموريت را اندازه گيرى كند. در كاپ كاناورال تاكيد مى شود: «اين برنامه را با ميل و علاقه دنبال مى كنيم. همه اينها چراغ سبزى است براى توليد انبوه تراشه هاى زيستى.»

در ورودى AFFymetrix كه در 20 كيلومترى سمت كاليفرنيا قرار دارد، نوشته اى از طلا _ كه يادآور دوران هجوم براى يافتن رگه هاى طلا در زمان هاى گذشته است _ ما را باخبر مى سازد كه ده سال از ساختن آن گذشته است. ولى گويى اينجا آغاز و پايان جهان است. براى آنكه به اين عمل ضدعفونى شده و عارى از ميكروب پا گذاريد، مدير آنجا براد كريگر از شما مى خواهد كه وارد سالنى شويد كه همزمان سى تايى هواكش بسيار كوچك شما را تحت بمباران هواى تصفيه و فرآورى شده قرار مى دهند. تنها چيزهايى كه مى توانيد با خود داشته باشيد، عبارتند از يك كوله پژوهش بر دوش، يك چراغ قوه، شماره تلفن هاى اشخاصى كه در موارد ضرورى مى توانيد با آنها تماس بگيريد و صحنه هاى تماشايى از اينجا آغاز مى شوند.

جنگ قيمت ها در پيش است

جالب ترين قسمت داستان در سالنى اتفاق مى افتد كه بسيار تحت نظر است. در اينجا يخچال هاى بزرگى قرار دارند كه تورهايى از آن حفاظت مى كنند. در داخل اين گاوصندوق هاست كه موسسه ردياب هايى از جنس DNA خود را ذخيره كرده است. رشته هاى تكى DNA وجود دارند كه سطح گلوكز را تعيين مى كنند. نوعى سفارش كاركنان سفارش هزاران DNA از مشتريان دريافت مى كنند كه آنها را به كمك روبوت ها بر روى صفحات شيشه اى رشته بسيار كوچك نگهدارى مى نمايند. اين تراشه هاى زيستى كه هركدام يك در يك سانتيمتر ابعاد دارند، مى توانند چندين هزار ردياب را در خود داشته باشند.

يك بازار واقعى كه جاى خود را در بورس هم باز كرده است: افى متريكس سالانه چندين صد هزار تراشه مى فروشد. استيوم لومباردى يكى از اعضاى گروه، در حالى كه تراشه اى به ابعاد دو سانتيمتر را بين انگشتان اشاره و شست خويش نگه داشته بر روى صندلى راحتى اش نشسته و در صورتش احساس رضايت يك كهنه كار به خوبى ديده مى شود. وى در گذشته به صورت دستى و با پيپت تشخيص هايش را صورت مى داد. ولى امروز كار به روشى بسيار پيشرفته صورت مى گيرد، موسسه اى كه مشغول كار است شبانه روز 24 ساعت و در هفت روز هفته فعاليت مى كند. «ما كم كم داريم به صورت اينتل اين صنعت در مى آييم: تراشه هاى ما در انبوهى از تكنولوژى در آينده ديگر به چشم نخواهند آمد.»

با اين حال افى متريكس ناچار به مبارزه كردن است چرا كه كاليفرنيا در اين ميان تنها نيست. ديگرانى هستند كه به سرعت پيش مى روند. مثلاً در فرانسه داباگ در قطب ژن اورى (اسون) در آغاز راه است. در چين چندين صد پروژه كه در ابتدا با تزريق ده ها ميليون دلار از سوى دولت كار خود را شروع كردند، اكنون اندك اندك مستقل مى شوند. علاوه بر اين ما شركت هاى بزرگى چون جنرال الكتريك، موتورولا، آى بى ام، ابزارهاى تگزاس، كورنينگ، هيتاچى- كه در ساخت «مركز حياتى» عظيم هنگ كنگ مشاركت دارد و حتى فيليپس هم گام در اين راه گذاشته اند- همه اينها آماده وارد شدن در بازارند.

سرسخت ترين آنها Agilent نام دارد. اين موسسه واقع در پالوآلتو جايگاه دوم را در اين بخش به خود اختصاص داده است. دارين سولومون معاون رئيس موسسه مى گويد: «ما سال گذشته 15درصد رشد را به ثبت رسانديم.» در واقع اين موسسه متكى به هيولت پاكارد است. (هيولت پاكارد پيش از استقلال آن را به وجود آورد) كه با 142000 كارمند داراى قدرت واقعى است Agilent كه سالانه بيش از يك ميليارد دلار خرج تحقيقاتش مى كند، امروز آزمايشگاه كاملى را بر روى يك تراشه به بازار آورده كه 20 هزار ژن در آن جاى دارد. تازه واردى كه ميدان نبرد را- كه شرط ضرورى موفقيتش است- داوطلبانه و بدون برخوردار شدن از امتيازات پذيرش صلح ترك گويد، چيزى نصيبش نمى شود. تراشه ها هنوز گرانند و گاه تا چندين ده دلار قيمت دارند. افى متريكس براساس آمار و ارقام افتخار مى كند كه از سال 1996 قيمت ها را بسيار پايين آورده، در آن سال قيمت يك تراشه فراتر از 200 دلار بوده گرچه هنوز هم براى فروش به عموم مردم قدرى گران است. براى پايين آوردن قيمت هيچ راهى بهتر از تغيير روش توليد نيست. توليد كننده آمريكايى فيبرهاى نورى- كورينگ ماده اى از شيشه ساخته كه داراى هزاران حفره بسيار كوچك است كه ردياب هاى DNA در داخل آنها جاى مى گيرند. به گفته شركت مذكور، با اين ماده جديد در هر دقيقه بيشتر از سابق مى توان تراشه توليد كرد و بدين ترتيب هزينه هاى توليد را كاهش داد.

تب جمع آورى و ثبت اطلاعات

حتى در شرايط ارزانى، مشكلات ديگرى در پيش پاى تراشه هاى زيستى قرار دارند، چه رشته هاى DNA مسائل و موضوعات بسيار جدى پيرامون اخلاقيات را به پيش مى كشند. اولين آنها برملا كردن، مثل دستكارى اطلاعات محرمانه خصوصى است. چگونه مى توان اين بانك هاى عظيم اطلاعاتى را كه هزاران اطلاعات راجع به تنوع ژنتيك را گرد آورده اند، كنترل كرد؟ در انگلستان بيوبانك اين كشور نمونه هايى از DNA 500 هزار داوطلب را جمع آورى كرده است. آيا روزى سناريوى فيلم آمريكايى «خوش آمديد به گاتاكا» كه در آن اوما تورمن عاشق اتان هاوك به وى كمك مى كند تا از چنگال يك دولت پليسى كه در آن موفقيت نه از كار يا دانش بلكه از رمز DNA افراد حاصل مى شد بگريزد، به واقعيت نخواهد پيوست؟ اين تب حتى به كانادا نيز راه يافته، در اينجا هشت ماه است كه پروژه غول آساى كارتاژن مشغول جمع آورى و ثبت اطلاعات مربوط به بيمارى هاست، اطلاعاتى كه به آسانى در اختيار بخش خصوصى قرار گيرد و اما استونى، دو سال است كه سرسختانه سياست فناورى پيشرفته را در پيش گرفته و اين انديشه جاه طلبانه را در سر دارد كه اطلاعات ژنتيك تمام شهروندان خويش _ و نه فقط بيماران _ را جمع آورى كند. ولى اين همراهى، بسيار مهم _ جذاب ولى به همان اندازه نگران كننده _ انسان و الكترونيك است كه همه را نگران مى كند و به گفته گلن مك گى مسئول مسائل و موضوعات اخلاقى در دانشگاه پنسيلوانيا: «انسان همان احساس نگرانى را دارد كه در نخستين روزهاى كلون هاى ژن ها (بازسازى و كشت ژن ها در محيط مصنوعى) داشت، احساس اينكه نمى داند بالاخره كار به كجا ختم مى شود.» وى اخيراً كتابى تحت عنوان «آن سوى علم ژنتيك» منتشر كرده كه در آن شديداً به وضع موجود كه در آن عموم مردم از كمبود اطلاعات و آگاهى رنج مى برند خرده گرفته است: «زمان آن فرا رسيده كه پس از اين همه سال تحولات بى سروصدا بالاخره در جعبه سحرآميز را بگشائيم…»

ولى تهاجم ژن ها به دنياى الكترونيك قصد از پاى ايستادن را ندارد. موسسه وايزمن نخستين كامپيوتر براساس DNA را به راه انداخته است. اين كامپيوتر كه بسيار كوچك تر از كامپيوترهاى معمولى است، احتمالاً پس از توليد انبوه بسيار ارزان تر خواهند بود. ولى در عين حال و به خصوص بسيار قدرتمندتر: داده ها در اين كامپيوتر بر پايه چهار فرآورى مى شوند (الفباى ژنتيك از چهار رمز تشكيل شده است: A براى آدنين، T براى تيمين، C براى سيتوزين و G براى گوانين) و نه برپايه دوتايى (0 و 1) همچون كامپيوترهاى كلاسيك چهار در برابر دو: طرفداران اين كامپيوترها لاف مى زنند كه قدرت آنها چهار برابر افزايش مى يابد. يك مثال؟ مايا، نخستين كامپيوتر DNA تمام بازى هاى tic-tac-toe (بازى با شركت دو حريف كه هر يك سعى مى كند سه حرف را به صورت افقى، عمودى، يا مورب زودتر از آن ديگرى به صورت يك رديف قرار دهد [در ايران بازى مشابه به نام «دوز بازى» از قديم رايج بوده است]) را بى برو و برگرد مى برد، در حالى كه كامپيوترهاى امروزى از هر ده مورد بازى تنها شش مورد شانس برملا شدن از حريف انسانى را دارند…

سخن آخر

در فرانسه فعاليت تراشه «كميسارياى انرژى اتمى» 40 نفر پرسنل در ژنوپل دورى (Genopole D,Evry) دارد و مى تواند سالانه 10 هزار تراشه DNA توليد كند. بانك ژن هاى انسانى آن كه در پايان ماه آوريل تكميل شده، هم اكنون بيش از 25 هزار ژن (رديف پياپى باز هاى آلى تشكيل دهنده مولكول DNA) را در اختيار دارد.

Express,Jul.2004

منبع :www.sharghnewspaper.com

صفحه 5 از 11: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 پسین »

علم و دانش /

پرو‍ژه

برای دسترسی به این قسمت میبایست عضو انجمن شوید. درصورتیکه هم اکنون عضو انجمن هستید با استفاده از نام کاربری و کلمه عبور وارد انجمن شوید. در صورتیکه عضو نیستید با استفاده از این قسمت عضو شوید.

↑ بالا