اثر هارمونیک ها بر خازن ها

اثر هارمونیک ها بر خازن ها نقش خازنها به عنوان المان های الکتریکی و الکترونیکی کارآمد در صنایع مربوط به تولید و انتقال و توضیع امروزی غیر قابل انکار است بگونه ای که دیگر هرگز نمی توان چنین صنایعی را بدون وجود خازنهای نیرو متصور شد. از این رو شناخت کامل خازنها و عوامل تاثیر گذار برآنها و حفظ و نگهداری و نظارت دقیق بر آنها، برای افزایش طول عمر خازن ها و کار کرد بهینه آنها امری است الزامی و اجتناب ناپذیر. مقدمه درسالهای اولیه هارمونیکها در صنایع چندان رایج نبودند.به خاطر مصرف کننده های خطی متعادل. مانند: موتورهای القایی سه فاز، گرم کنندها و روشن کننده های ملتهب شونده تا درجه سفیدی و ... این بارهای خطی جریان سینوسی ای در فرکانسی برابر با فرکانس ولتاژ می کشند. بنابراین با این تجهیزات اداره کل سیستم نسبتا با سلامتی بیشتری همراه بود. ولی پیشرفت سریع در الکترونیک صنعتی در کاربری صنعتی سبب بوجود آمدن بارهای غیر خطی صنعتی شد. در ساده ترین حالت، بارهای غیرخطی شکل موج بار غیر سینوسی از شکل موج ولتاژ سینوسی رسم می کنند (شکل موج جریان غیر سینوسی). پدیدآورنده های اصلی بارهای غیر خطی درایوهای AC / DC، نرم راه اندازها، یکسوسازهای 6 / 12 فاز و ... می باشند. بارهای غیرخطی شکل موج جریان را تخریب می کنند. در عوض این شکل موج جریان شکل موج ولتاژ را تخریب می نماید. بنابراین سامانه به سمت تخریب شکل موج  در هر دوی ولتاژ و جریان می شود. در این مقاله سعی شده است تا بزبانی هرچه ساده تر توضیحی در مورد نحوه عملکرد هارمونیک ها و راه کاری برای دوری از تاثیر گذاری آنها بر خازنها ی نیرو ارائه شود. اساس هارمونیک ها اصولا هارمونیک آنالایزر ها آلوده سازی شکل موج را در اشکال سینوسی آنها نشان می دهند. ولی فقط در مضارب فرکانس اصلی . تخریب شکل موج را می توان در فرکانس های مختلف (مضارب فرکانس اصلی) بعنوان یک نوسان دوره ای بوسیله آنالیز فوریه تجزیه و تحلیل کرد. در حال حاضر هارمونیکهای فرد و زوج و مرتبه 3 در اندازه های مختلف ضرایب فرکانس های مختلف در سامانه های الکتریکی موجودند که مستقیما تجهیزات سامانه الکتریکی را متاثر می سازند. در معنایی وسیعتر هارمونیکهای زوج و مرتبه 3 هریک تلاش می کنند که دیگری را خنثی نمایند. ولی در مدت زمانی که بار نا متعادل است این هارمونیک های زوج و مرتبه 3 منجر به اضافه بار در نول و اتلاف انرژی شدید می شوند. با تمام احوال هارمونیک های فرد اول مانند هارمونیک پنجم، هفتم، یازدهم، سیزدهم و ... عملکرد این تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار می دهند. برای فهم بهتر تاثیر هارمونیک ها ، شکل زیر تاثیر تخریب هارمونیک پنجم بر شکل موج سینوسی را نشان می دهد: هارمونیک های ولتاژ و جریان تاثیرات متفاوتی بر تجهیزات الکتریکی دارند. ولی عموما بیشتر تجهیزات الکتریکی به هارمونیکهای ولتاژ بسیار حساس اند. تجهیزات اصلی نیرو مانند موتورها، خازن ها و غیره بوسیله هارمونیکهای ولتاژ متاثر می شوند. به طور عمده هارمونیکهای جریان موجب تداخل مغناطیسی (Magnetic Interfrence) و همچنین موجب افزایش اتلاف در شبکه های توزیع می شوند. هارمونیکهای جریان وابسته به بار اند ، در حالی که سطح هارمونیکهای ولتاژ به پایداری سامانه تغذیه و هارمونیکهای بار (هارمونیکهای جریان) بستگی دارد. عموما هارمونیک های ولتاژ از هارمونیک های جریان کمتر خواهند بود.     تشدید اساسا تشدید سلفی – خازنی در همه انواع بارها مشاهده می شود. ولی اگر هارمونیک ها در شبکه توضیع شایع نباشند تاثیر تشدید فرونشانده می شود. در هر ترکیب سلفی – خازنی چه در حالت سری و چه در حالت موازی، در فرکانسی خاص تشدید رخ می دهد که این فرکانس خاص فرکانس تشدید نامیده می شود. فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن رآکتنس خازنی (Xc) و رآکتنس القایی (XL) برابر هستند.   برای ترکیبی مثالی برای بار صنعتی که شامل اندوکتانس بار و یا رآکتنس ترانسفورماتور که بعنوان XL عمل می کند و رآکتنس خازن تصحیح ضریب توان که بصورت Xc خودنمایی می کند فرکانس تشدیدی برابر با LC خواهیم داشت . رآکتنس خازنی متناسب با فرکانس کاهش می یابد (توجه : Xc با فرکانس نسبت عکس دارد). در حای که رآکتنس القایی متناسب با آن افزایش می یابد (توجه: XL با فرکانس نسبت مستقیم دارد).این فرکانس تشدید به سبب متغیر بودن الگوی بار متغیر خواهد بود. این مساله برای ظرفیت خازنی ثابت کل برای اصلاح ضریب توان پیچیده تر است. برای درک صحیح این پدیده لازم است دو نوع وضعیت تشدید شامل حالت تشدید سری و حالت تشدید موازی مورد توجه قرار گیرند. این دو امکان در زیر توضیح داده می شوند. تشدید سری به خاطر ترکیب سری سلف و خازن، در فرکانس تشدید امپدانس کل به پایین ترین سطح کاهش می یابد و این امپدانس در فرکانس تشدید طبیعتی مقاومتی دارد. بنابراین در فرکانس تشدید رآکتنس خازنی و رآکتنس سلفی (القایی) برابر هستند. این امپدانس پایین برای توان ورودی در فرکانس تشدید، افزایش توانی جریان را نتیجه می دهد.شکل داده شده زیر رفتار امپدانس خالص در وضعیت تشدید سری را نشان می دهد. در کاربری صنعتی رآکتنس ترانسفورماتور قدرت به علاوه خازنهای اصلاح ضریب توان در سمت ولتاژ پایین به عنوان یک مدار تشدید موازی برای سمت ولتاژ بالای ترانسفورماتور عمل می کند. اگر این فرکانس تشدید ترکیب سلف و خازن بر فرکانس هارمونیک شایع در صنعت منطبق شود ، بخاطر بستری با امپدانس پایین ارائه شده توسط خازن ها برای هارمونیک ها ، منجر به افزایش توانی جریان خازن ها خواهد شد. از این رو خازن های ولتاژ پایین در سطحی بسیار بالا اضافه بار پیدا خواهند کرد که همچنین این عمل موجب تحمیل بار اضافی بر ترانسفورماتور می شود. این پدیده منجر به تخریب ولتاژ در شبکه ولتاژ پایین می شود. تشدید موازی یک تشدید موازی ترکیبی از رآکتنس خازنی و القایی است که در شکل زیر نمایش داده شده است. در اینجا رفتار امپدانس برعکس حالت تشدید موازی خواهد بود که در شکل داده شده در زیر، نشان داده شده است.در فرکانس تشدید امپدانس منتجه مدار به مقداری بالا افزایش می یابد. این، منجر به بوجود آمدن مدار تشدید موازی میان خازن های اصلاح ضریب توان و اندوکتانس بار می شود که نتیجه آن عبور ولتاژ بسیار بالا هم اندازه  امپدانس ها و جریان های گردابی بسیار بالا درون حلقه خواهد بود. در کاربری صنعتی خازن اصلاح ضریب توان مدار تشدید موازی با اندوکتانس بار تشکیل می دهد.هارمونیک های تولید شده از سمت بار رآکتنس شبکه را افزایش می دهند. که موجب بلوکه شدن هارمونیک های سمت تغذیه می شود.این منجر به تشدید موازی اندوکتانس بار و اندوکتانس خازنی می شود. مدار LC (سلفی – خازنی) مواز ی ، شروع به تشدید میان آنها می کند که منجر به ولتاژ بسیار بالا و جریان گردابی بسیار بالا در درون حلقه مدار سلف - خازن (LC) می شود. نتیجه این امر آسیب به تمام سمت ولتاژ پایین سامانه الکتریکی است. ایزوله کردن تشدید موازی از ایزولاسیون تشدید سری نسبتا پیچیده تر است. اساسا این امر بخاطر تنوع بار صنعتی از زمانی به زمان دیگر است که موجب تغییر فرکانس تشدید می شود. شکل زیر تاثیر ظرفیت خازنی ثابت و اندوکتانس متغیر را نشان می دهد. این تغییر مداوم فرکانس تشدید ممکن است موجب تطبیق فرکانس تشدید بر فرکانس هارمونیک شود که ممکن است منتج به ولتاژ بالا و جریان بالا که سبب نقص و خرابی تجهیزات الکتریکی می شوند، گردد. بنا بر این در هر دو تشدید موازی و سری خازنهای قدرت متاثر هستند که بکار گیری دستگاه های حفاظتی و ایمنی را برای خازنها ایجاب می نماید. این امر درک صحیح بر خازنهای قدرت را قبل از از اعمال تصحیح بخاطر تاثیر هارمونیک ها و تشدید ایجاب می نماید. خازنهای قدرت خازنهای اصلاح ضریب توان نسبت به هارمونیک ها حساس اند و بیشتر عیوب خازنهای قدرت، عیوبی با طبیعت زیر را نشان می دهند: هارمونیک ها – هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و ... بسته به طراحی ساختاری اساسی، حدود پایداری در مقابل اضافه ولتاژ، اضافه جریان و هارمونیکها برای دور کردن خازن از خرابی بسیار مهم است. اساسا خازن ها امواج کلید زنی تولید می کنند که عموما به عنوان جریان هجومی و اضافه ولتاژ آنی دسته بندی می شوند. جریان هجومی پدیده ای است که هنگام به مدار وصل کردن خازن ها رخ می دهد. امپدانس ارائه شده توسط خازن طبیعتا بسیار کم و مقاومتی است. این امر منجر به جریان هجومی به بزرگی 50 تا 100 برابر جریان اسمی می شود که از خازن عبور می کند ، اما چرا از خازن؟ زیرا امپدانس ترانسفورماتور در زمان روشن کردن خازن ها فقط در مقابل شار جریان مقاومت می کند. این امر هنگامی پیچیده تر می گردد که در ترکیب موازی بانک خازنی ممکن است جریان هجومی کلید زنی به سطحی بالاتر از 200 تا 300 برابر جریان اسمی برسد. این جریان هجومی نتیجه تخلیه خازن های از پیش شارژ شده موازی با آن می باشد. در زیر این مطلب نشان داده شده است.نوعا جریان هجومی علاوه بر تخریب در شکل موج جریان سبب تخریب در شکل موج ولتاژ می شود. در هنگام خاموش کردن (از مدار خارج کردن) خازن ها ، بسته به شارژ ذخیره شده در آن، اضافه ولتاژ ناگهانی بالاتری در زمان خاموش کردن خازن ها بوجود خواهد آمد که ممکن است موجب پدید آمدن جرقه در پایه ها شود. هنگامی که خازن خاموش می شود شار الکتریکی در خود نگه می دارد و بوسیله مقاومتهای تخلیه ، تخلیه (Discharge) می شود. مدت زمان تخلیه عموما بین 30 تا 60 ثانیه می باشد. تا زمانی که تخلیه بشکل موثری صورت نگرفته نمی توان خازنها را به مدار باز گرداند. هرگونه بازبست خازن قبل از تخلیه کامل دوباره موجب افزایش جریان هجومی می شود. علاوه بر دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها که با صحت خازن ها نسبت مستقیم دارند ، و در سر خط بعدی تشریح می شوند ، دستگاه های تحلیل برنده امواج کلید زنی مثل جریان هجومی ، اضافه ولتاژ آنی و غیره نیاز دارند که بطور دقیق تعریف و بررسی شوند.   دستگاه های مسدود کننده هارمونیک ها: برای کاربری سالم خازن ها لازم است که فرکانس تشدید مدار LC (سلف - خازن) که شامل ادوکتانس بار و خازنهای اصلاح ضریب توان می شود، به فرکانسی دور از کمترین فرکانس هارمونیک تغییر داده شود. برای مثال هارمونیک هایی که در سامانه تولید می شوند و خازن های قدرت را متاثر می سازند، هارمونیک های پنجم، هفتم، یازدهم، سیزدهم و غیره هستند. پایین ترین هارمونیکی که بر خازن ها تاثیر می گذارد هارمونیک پنجم است که در فرکانس 250 هرتز دیده می شود. اساسا اگر خازن ها با سلف ها موازی شده باشند، انتخاب مقدار اندوکتانس به شکل زیر است: ترکیب سری LC (سلف – خازن) در فرکانسی زیر 250هرتز تشدید می کند. بنابراین در همه فرکانس های هارمونیک ها ترکیب سری سلف و خازن مانند یک ترکیب سلفی عمل خواهد کرد و امکان تشدید برای هارمونیک پنجم یا هر هارمونیک بالاتری از بین می رود. شکل زیر نامیزان سازی (De – Tuning) خازن ها را نشان می دهد. این ترکیب سلف و خازن که در آن فرکانس تشدید در فرکانسی دور از فرکانس هارمونیک تنظیم شده است، مدار LC (سلف – خازن) نامیزان شده (De-Tuned) نام دارد. ضریب نا میزان سازی نسبت رآکتنس به طرفیت خازنی است. در مدار خازنی نامیزان شده، اساسا سلف مانند دستگاه مسدود کننده هارمونیک ها عمل می کند. برای خازن ها ضریب مناسب نامیزان سازی حدود % 7 است که فرکانس تشدید را در 189 هرتز تنظیم می کند. اما ، نامیزان سازی % 5.67 همچنین در جایی استفاده می شود که فرکانس تشدیدی معادل 210 هرتز دارد. هر دو درجه نامیزان سازی ، مسدود کردن (بلوکه کردن) هارمونیک ها از خازن ها را تضمین می کنند. شکل زیر درجه نامیزان سازی را نمایش می دهد. بانک های نامیزان سازی خازن: بانک های نامیزان سازی خازن نیازمند آن هستندکه با نکات اساسی زیر مشخص شوند: انتخاب درجه نامیزان سازی محاسبه خازن کل خروجی مورد نیاز محاسبه افزایش ولتاژ بوسیله سلف های سری درجه نامیزان سازی مطلوب بر پایه هارمونیک موجود است. لازم است که هارمونیک های سمت بار اندازه گیری شوند تا در درجه نامیزان تصمیم گیری شود. خروجی خازن و سطح ولتاژ نیاز به انتخاب صحیح بر اساس درجه نامیزان سازی دارند. برای مثال برای %7 نامیزان سازی برای رسیدن به 200 کیلو ولت آمپر رآکتیو خروجی (KVAR) در 400 ولت ، نیاز به آن داریم که خازن 240 KVAR خروجی با ولتاژ 400 ولت انتخاب نماییم. این بدلیل افزایش ولتاژ بوسیله اندوکتانس سری است. مشابها برای رسیدن به 200 KVAR خروجی در ولتاژ 440 ولت به خازن های 240 KVAR خروجی 480 ولتی نیاز است. محاسبه افزایش ولتاژ به سبب رآکتنس سری ، بر اساس نامیزان سازی است و به روش زیر انجام می گیرد: (درجه نامیزان سازی – 1) / (ولتاژ نرمال مجاز) = ولتاژ خازن سامانه خازنی ایده آل برای تصحیح ضریب توان در بار صنعتی کنونی که شامل هارمونیک ها و تشدید می شود ، یک سامانه اتصال خازنی اساسا باید خصوصیات زیر را دارا باشد : ظرفیت خازنی متغیر بر اساس توان رآکتیو برای دوری از تغییر فرکانس تشدید. این امر انتخاب صحیح پنل های APFC را ممکن می سازد. پنل APFC باید خصوصیات زیر را داشته باشد. حسگرها باید به طور مداوم سطح هارمونیک های ولتاژ را نمایش دهد و خازن ها را تحت زیر سطوح بالاتر هارمونیک ها محافظت نماید. انتخاب محدوده هارمونیک های پنجم، هفتم، یازدهم، سیزدهم و همچنین شناخت تخریب همه هارمونیک ها برای تنظیم حدود ایمن و همچنین پیش بینی تغییرات بعدی هارمونیک ها. مونیتورینگ جریان RMS برای محافظت خازن ها تحت هر حالت تشدید. کنترل مشخصات، برای دوری از بکارگیری ظرفیت مازاد خازنی تحت حالت کم بار. انتخاب خازن با عمر بالا و با تضمین مشخصات زیر: ظرفیت اضافه بار: حداقل دو برابر جریان اسمی به طور مداوم و 350 برابر آن هنگام جریان هجومی. قابلیت پایداری در مقابل اضافه ولتاژ: بیشتر از %10 و بالاتر از ولتاژ مجاز بصورت پیوسته. قابلیت پایداری در مقابل هارمونیک ها: تضمین محدوده های هارمونیک های پنجم ، هفتم ، یازدهم ، سیزدهم و همچنین برای محدوده های THD. مدار سلفی De – Tuned برای مسدود کردن هارمونیک ها (الگوی هارمونیک بار باید قبل از تعیین درجه نامیزان سازی (De – Tuning) اندازه گیری شود). انتخاب سطح خازن و سطح ولتاژ براساس درجه نامیزان سازی. دستگاه های کلیدزنی با تقلیل دهنده های داخلی برای تقلیل امواج کلید زنی برای خازن های قدرت. اساسا این خصوصیات با مطالعه متناسب هارمونیک های ولتاژ بار همراه است که تضمین می کند که تاثیر مخرب هارمونیک ها و تشدید از خازن ها دور شود که بدین وسیله عمر خازن ها و کارایی کل سامانه الکتریکی را افزایش می دهد. نتیجه گیری علم به شرایط و خصوصیات خازن ها و عوامل موثر بر آنها از جمله هارمونیک ها نه تنها موجب افزایش امنیت و سلامتی و طول عمر آنها خواهد شد بلکه سبب کاهش هزینه های پیش بینی شده و نشده در بکار گیری انرژی الکتریکی می شود. برای اندازه گیری هارمونیک ها می توان از هارمونیک آنالایزرهای برند Extech استفاده کرد. 1-پاور آنالایزر و هارمونیک آنالایزر 3 فاز 110 ولت 382095 2-پاور آنالایزر و هارمونیک آنالایزر 3 فاز 220 ولت 382096

تاریخ: ۱۳۹۱/۸/۲۱

اساس کار کنتور چیست؟

اساس کار کنتور چیست؟ کنتور ها بر اساس نیروی الکترومغناطیس عمل می کنند. می دانیم که اگر از یک سیم پیچ جریان برق بگذرد در اطراف آن یک میدان مغناطیسس ایجاد می شود که شدت و جهت این میدان به جریان عبوری از سیم پیچ بستگی دارد. در کنتور های تکفاز دو دسته سیم پیچ وجود دارد که یکی از آنها دارای تعداد دور کم و قطر بیشتر نسبت به دیگری است. سیم پیچ ضخیمتر با دور کمتر را سیم پیچ جریان و دیگری را سیم پیچ ولتاژ می نامند. نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است؟ انواع آن کدامند؟ کنتورهای پیشرفته چگونه کار می کنند؟ نحوه نصب کنتور تکفاز در مدار چگونه است؟ سیم فاز را به سر سیم پیچ جریان وصل نموده و از سر دیگر آن فاز را می گیرند. و دو سر سیم پیچ ولتاژ را به فاز و نول وصل می کنند. زمانی که مصرف کننده ای به کنتور وصل می شود جریان از سیم فاز و نول می گذرد. بعبارت دیگر جریان مصرف کننده از سیم پیچ جریان می گذرد و در آن یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. سیم پیچ ولتاژ که همیشه به برق وصل است و دارای یک میدان مغناطیسی ثابت است که مقدار آن هیچ ارتباطی به مصرف کننده متصل شده به کنتور ندارد. این دو میدان مغناطیسی بر هم اثر کرده و سبب ایجاد نیروی حرکتی در صفحه آلومینیومی درون کنتور می شود. سرعت حرکت این صفحه با جریان مصرف کننده رابطه مستقیم دارد. این حرکت توسط یک محور و چرخ دنده به یک شماره انداز یا نمراتور ارتباط دارد و بر اساس گردش آن شماره ها زیاد می شود. این شماره ها بجز رقم اول میزان کارکرد کنتور یا همان مصرف انرژی الکتریکی را بر حسب کیلو وات ساعت نشان میدهند.البته درون کنتور قطعات دیگری هم نظیر: آهنربای سرعت گیر و پیچهای تنظیم و... وجود دارند که ما از توضیح آنها صرف نظر کرده ایم. انواع کنتور کدامند؟ برای مصارف خانگی دو نوع کنتور تکفاز و سه فاز بطور عام وجود دارند که در دسته بندی کنتورها به نوع اکتیو معروفند. اما در مصارف صنعتی می توان به کنتورهای راکتیو و کنتورهای دو تعرفه اشاره کرد که در جلسات قبل مختصری درباره آنها توضیح داده ایم. کنتور های پیشرفته چگونه کار می کنند؟ در کشورهای برخوردار از تکنولوژی دیگر کنتور نویسی به مفهوم رایج آن در ایران منسوخ شده است. در این کشورها که پول الکترونیکی بسیار رایج است از کنتورهای هوشمند که در بازه های زمانی خاص میزان مصرف را مشخص کرده و به ادارات برق گزارش می دهند استفاده می شود. این کنتورها میزان مصرف را از طریق همان خطوط برقی که آنرا می رسانند به توزیع کننده اطلاع می دهند و شرکتهای فروشنده برق نیز بطور خودکار از حساب مصرف کننده برداشت می کنند. در صورت موجود نبودن حساب و پس از اخطارهای کتبی از طریق فرمان از راه خطوط برق بصورت خودکار کنتور برق مشترک را قطع می کند و مشترک پس از پرداخت هزینه می تواند از خدمات شرکت فروشنده استفاده کند.

تاریخ: ۱۳۹۱/۸/۲۱

اصطلاحات مربوط به محاسبات روشنایی

اصطلاحات مربوط به محاسبات روشنایی

اصطلاحات مربوط به محاسبات روشنایی برای اینکه بتوانیم محاسبات روشنایی جهت یک مکان را، انجام دهیم، در ابتدا لازم است که با تعدادی تعاریف اولیه در این زمینه آشنا گردیم که درادامه به آنها می پردازیم. شار یا جریان و یا توان نوری کل نور خارج شده از یک منبع نور، در واحد زمان را، شار نوری گویند و آن را با ø ( فی) نمایش میدهند. واحد آن لومن [lm] میباشد و جزء مشخصات هر منبع نور است که توسط کارخانه سازنده ارائه میگردد. شدت روشنایی نسبت مقدار شار نوری به واحد سطح را شدت روشنایی گویند. آن را با E نمایش میدهند و واحد آن [lum/m^2] که آنرا به اختصار لوکس [lux] می نامند،میباشد. واحد دیگر آن که کمتر کاربرد دارد فوت بر کندل [f/c] میباشد و رابطه آنها بدین گونه است: [f/c]=10/76[lux] . در واقع نور از منبع خود مسیری را طی میکند تا به سطح برسد. در این مسیر قسمتی از آن جذب سطوح جانبی و قسمتی هم به مسیرهای غیر نیاز باز تابش میشود. بنابراین تمام نور منبع به سطحی که ما قصد روشن کردن آن را داریم، نمی رسد. در هر حال رابطه در پی میآید جهت محاسبه شدت روشنایی میباشد. E= که در آن K ضریب کاهش شار نوری بر اثر انعکاس و جذب و A مساحت سطحی است که روشنایی را جهت آنجا احتیاج داریم و شار نوری کل منابع نوری آن مکان میباشد. ضریب انعکاس سطوح نسبت شار نوری باز تابیده شده از یک سطح، به کل شار تابیده شده به آن سطح را، ضریب انعکاس گویند و آن را با ρ ( رو ) نمایش میدهند. دمای رنگ ( CT ) این عدد نشانگر آن است که نور ساطع شده از از منبع نوری، مناسب چه نوع محیطی میباشد. برای محیطهایی که فعالیت در آنها نماد بیشتری دارد، از نورهای سرد و برای محیطهایی که بیشتر جنبه استراحت دارند، از نورهای گرم استفاده میشود. نور سرد نزدیک به نور سفید و نور گرم نزدیک به نور قرمز میباشد. شرکتهای سازنده برای بیان دمای رنگ، لامپهای ساخت خود، از اصطلاحات زیر استفاده میکنند. Day light 5400-6500 K Cool whith 4000 K White 3500 K White warm 3000 K Internal 2700 K نمود یا درصد بازتاب رنگ (CRI) این شاخص نشان میدهد که تور تولید شده توسط لامپ از چه تعداد رنگ تشکیل یافته است. هر چه قدر این عدد بزرگتر باشد، تعداد رنگهایی که از جسم به واسطه لامپ به چشم ما میرسد، بیشتر خواهد بود و میتوان جسم را با تعداد رنگهای بیشتری مشاهده کرد. محاسبات روشنایی اماکن داخلی این محاسبات جهت تعیین نوع، تعداد و چیدمان چراغهای لازم جهت ایجاد روشنایی مطلوب در مکانهای سربسته میباشد. اگر چه روشنایی بیرونی بر روشنایی داخلی تاثیر گذار است اما چون محاسبات بر اساس تاریکترین حالت ممکن صورت میگیرد، از تاثیر عوامل بیرونی صرف نظر میگردد. این محاسبات به دو روش لومن و روش تقسیم ناحیه ای انجام میگیرد. روش لومن نسبت به روش تقسیم ناحیه ای دارای دقت کم تری میباشد. روشی که در این مبحث به آن میپردازیم روش تقسیم ناحیه ای میباشد. محاسبات روشنایی اماکن به روش تقسیم ناحیه ای در این مرحله، محاسبات را به صورت گام به گام توضیح میدهیم اما در انجام محاسبات اجباری به ترتیب گامها نیست و در مواردی میتوان گامها را جابجا کرد. تعیین سیستم روشنایی چراغها را از این لحاظ میتوان به 5 دسته تقسیم کرد که در هر دسته درصد نور منتشر شده در نیمکره پایینی بدین ترتیب زیر است: مستقیم 100-90 درصد و نیمه مستقیم 90-60 در صد و یکنواخت 60-40 و نیمه غیر مستقیم 40-10 و غیر مستقیم 10-0 درصد الویت انتخاب با سیستم روشنایی مستقیم خواهد بود هر چه قدربه سمت سیستم غیر مستقیم برویم، مجبور خواهیم شد برای ایجا نور کافی از تعداد چراغ و لامپ بیشتر و یا از لامپهای پر نورتر استفاده کنیم. تعیین نوع چراغ ولامپ که مستلزم توجه به نکات زیر میباشد: · لامپهای التهابی حتی با توان الکتریکی بالا، به دلیل ضریب بهره کم، جهت فضاهای بزرگ وارتفاع زیاد مناسب نمیباشند. · لامپهای فلورسنت جهت ارتفاع پایین 6 متر استفاده میشوند. · لامپهای گازی جیوه ای فشار بالا را بهتر است بدین صورت استفاده کرد : 160 وات تا ارتفاع 7 متر و 250 وات تا ارتفاع 9 متر و 400 وات تا ارتفاع 12 متر و 1000 وات تا ارتفاع 24 متر · لامپهای بخار سدیم گرچه دارای ضریب بهره نوری مناسب می باشند اما به دلیل ضریب نمود رنگ پایین، جهت مکانهایی که این ویژگی دارای اهمیت بالایی می باشد، مناسب نیستند. · گاهی جهت بعضی مکانها باید حفاظت در مقابل عواملی مانند برق گرفتگی، رطوبت، انفجار، گرما و... را برای چراغها در نظر گرفت. · برای انتخاب میتوان از جداول استاندارد ویا کاتالوگ شرکتهای سازنده کمک گرفت. به هر حال پس از انتخاب، جهت انجام مراحل بعدی محاسبات، نیاز به جدول مشخصات استاندارد آن چراغ داریم. نمونه ای از این نوع جدولها در ادامه داریم، که توسط جامعه مهندسین روشنایی ایران جهت تعدادی از چراغها منتشر گردیده است. · ضریب انعکاس موثر ناحیه سقف را با ccρ نشان میدهند و برای بدست آوردن آن در جدول فقط از cρ وw ρ و CCR استفاده میکنیم. · ضریب انعکاس موثر ناحیه کف را با fcρ نشان میدهند و برای بدست آوردن آن در جدول فقط از fρ وw ρ و FCR استفاده میکنیم. تعیین ضریب بهره اتاق CU این ضریب نشانگر آن است که ناحیه اتاق چه بهرهای از نور تولید شده، میبرد. این ضریب نیز بوسیله جدول استانداردی مانند جدول شماره 2 تعیین میگردد. محاسبه ضریب نگهداری MF این ضریب نیز به توسط تعدادی نمودار و جدول تعیین میگردد. که تحلیل آنها از حوصله این بحث خارج است. فقط همین کافی است که بگوییم این ضریب بستگی به عواملی همچون بازه زمانی تمیز، تعمیر و تعویض کردن چراغها، لامپها و سطوح مکان و میزان آلودگی محیط و میزان افت شار نوری چراغها در گذر زمان و میزان افت ضریب انعکاس سطوح در گذر زمان و سیستم روشنایی لامپها و خطای ولتاژ تغذیه و دما و حتی درصد از دست رفتن کارایی مناسب قطعات داخلی لامپها، دارد. به طور تقریب در بدترین حالت و بهترین حالت این ضریب بین 98/0-4/0 خواهد بود. میتوان بسته به شرایط وبه طور تقریب، عددی را از این رنج انتخاب کرد. بعضی اوقات در حل مسئله، این عدد را به صورت ضرایبی از عومل مختلف، به ما میدهند که در آن صورت میتوان ضریب نگهداری را به این صورت محاسبه کرد: MF= BF*LBO*LDD*LLD*LLF*LSD*LSDF1*LSDF2*VF*RSDDF*RSD*TF محاسبه شار کل نوری مورد نیاز øt : که مطابق رابطه زیر قابل محاسبه است. = → تعیین تعداد چراغها n در این مرحله با توجه به چراغ و لامپ انتخابی، شار نوری هر لامپ و تعداد لامپهای هر چراغ را مشخص میکنیم. سپس با استفاده از رابطه تعداد چراغهای لازم را بدست می آوریم. در این رابطه m تعداد لامپهای یک چراغ و 1Φ شار نوری یک لامپ به لومن [Lm] میباشد. حاصل را باید گرد کرد و به صورت یک عدد صحیح بیان نمود. تعیین تعداد طولی nL و عرضی nW چراغها در این مرحله سعی میکنیم چراغها را طوری در طول و عرض بچینیم که اولا تعداد چراغهای چیده شده برابر یا نزدیک به تعداد چراغهای محاسبه شده، در مرحله قبل باشد و دوما نسبت تعداد طولی چراغها به تعداد عرضی چراغها تقریبا برابر با نسبت طول اتاق به عرض اتاق باشد. این دو خواسته را به صورت روابطی که در ادامه میآید، بیان میکنیم. n≈nW*nL , nW≈ , nL≈ در روابط بالا nL تعداد چراغها در طول و nW تعداد چراغها در عرض میباشد. تعیین چیدمان چراغها در این مرحله جهت ایجاد روشنایی یکنواخت، فاصله چراغهای کناری از دیوار را، نصف فاصله دیگر چراغها از هم در نظر میگیریم و آنها را مطابق روابط زیر بدست می آوریم. که در آن dx فاصله چراغهای کناری از دیوار در طول و x فاصله چراغهای میانی از هم در طول میباشد. که در آن dy فاصله چراغهای کناری از دیوار در عرض و y فاصله چراغهای میانی از هم در عرض میباشد. و همچنین این روابط نیز برقرار میباشد. x=2*dx, y=2*dy اگر فاصله چراغها از هم خیلی کم بود میتوان به مرحله 12 برگشت و با انتخاب چراغ و لامپی که شار نوری بیشتری دارد و یا تعداد لامپ بیشتری را در خود جای میدهد، این مشکل را حل کرد و به تبع آن محاسبات گامهای بعدی را نیز تغییر داد. دقت در عدم غیر مجاز بودن فاصله چراغها از هم s با توجه به چراغی که انتخاب نمودهایم و با مراجعه به جدول استاندارد یا کاتالوگ آن چراغ می توان نسبت را یافت. که در آن مقدار d را دادهاند و s حداکثر فاصله مجاز بین دو چراغ می باشد و MH نیز همان hr است. بنابراین حداکثر فاصله مجاز بین دو چراغ را میتوان بدین ترتیب به دست آورد. s=d*hr اگر s<x,y باید به مرحله 12 برگشت و با انتخاب چراغ و لامپی که شار نوری بیشتری دارد و یا تعداد لامپ بیشتری را در خود جای میدهد، این مشکل را حل کرد و به تبع آن محاسبات گامهای بعدی را نیز تغییر داد. در غیر اینصورت محاسبات مشکلی ندارد و همان را ملاک انجام کار قرار میدهیم. در آخر لازم به ذکر است که برای انجام محاسبات روشنایی به خصوص محاسبات روشنایی مکانهایی، با ابعاد هندسی پیچیده، بهتر است از نرم افزارهای محاسباتی استفاده کرد. در این نرم افزارها ویژگیهای محاسباتی انواع محصولات روشنایی شرکتهای سازنده وجود دارد و می توان آنها را به روز کرد. بنابراین کار کردن با این نرم افزارها بسیار ساده می باشد و در عین حال فرآیند محاسباتی آن نیز بسیار دقیق است.

تاریخ: ۱۳۹۱/۸/۲۱

اطلاعات کامل در زمینه کابل های شبکه

اطلاعات کامل در زمینه کابل های شبکه کابل های (UTP (Unshielded Twisted Pair کابل UTP یکی از متداولترین کابل های استفاده شده در شبکه های مخابراتی و کامپیوتری است. از کابل های فوق، علاوه بر شبکه های کامپیوتری در سیستم های تلفن نیز استفاده می گردد (CAT1). شش نوع کابل UTP متفاوت وجود داشته که می توان با توجه به نوع شبکه و اهداف مورد نظر از آنان استفاده نمود. کابل CAT5 ، متداولترین نوع کابل UTP محسوب می گردد. مشخصه های کابل UTP با توجه به مشخصه های کابل های UTP، امکان استفاده، نصب و توسعه سریع و آسان آنان، فراهم می آورد. در زیر انواع کابل های UTP نشان داده شده است. گروه CAT1 سیستم های قدیمی تلفن ، ISDN  و مودم سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا یک مگابیت در ثانیه گروه CAT2 شبکه های Token Ring سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا چهار مگابیت در ثانیه گروه CAT3شبکه های Token ring و  10 BASE-T سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا ده مگابیت در ثانیه گروه CAT4 شبکه های Token Ringسرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا شانزده مگابیت در ثانیه گروه CAT5 اترنت 10mb ، اترنت سریع  ۱۰۰mb و شبکه های Token Ring با سرعت 16mbدر ثانیه  سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا یکصد مگابیت در ثانیه گروه CAT5e شبکه های Gigabit Ethernet سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا یکهزار مگابیت در ثانیه گروه  CAT6شبکه های Gigabit Ethernet سرعت انتقال اطلاعات حداکثر تا یکهزار مگابیت در ثانیه توضیحات: تقسیم بندی هر یک از گروه های فوق بر اساس نوع کابل مسی و Jack انجام شده است. از کابل های CAT1، به دلیل عدم حمایت ترافیک مناسب، در شبکه های کامپیوتری استفاده نمی گردد. از کابل های گروه CAT2, CAT3, CAT4, CAT5 و CAT6 در شبکه ها استفاده می گردد. کابل های فوق، قادر به حمایت از ترافیک تلفن و شبکه های کامپیوتری می باشند. از کابل های CAT2 در شبکه های Token Ring استفاده شده و سرعتی بالغ بر 4 مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند. برای شبکه هائی با سرعت بالا ( یکصد مگا بیت در ثانیه ) از کابل های CAT5 و برای سرعت ده مگابیت در ثانیه از کابل های CAT3 استفاده می گردد. در کابل های CAT3 ,CAT4 و CAT5 از چهار زوج کابل مسی استفاده شده است. CAT5 نسبت به CAT3 دارای تعداد بیشتری پیچش در هر اینچ می باشد. بنابراین این نوع از کابل ها سرعت و مسافت بیشتر ی را حمایت می نمایند. از کابل های CAT3 و CAT4 در شبکه هایToken Ring استفاده می گردد. حداکثر مسافت در کابل های CAT3 ، یکصد متر است. حداکثر مسافت در کابل های CAT4 ، دویست متر است. کابل CAT6 با هدف استفاده در شبکه های اترنت گیگابیت طراحی شده است. در این رابطه استانداردهائی نیز وجود دارد که امکان انتقال اطلاعات گیگابیت بر روی کابل های CAT5 را فراهم می نماید( CAT5e ) کابل های CAT6 مشابه کابل های CAT5 بوده ولی بین 4 زوج کابل آنان از یک جداکننده فیزیکی به منظور کاهش پارازیت های الکترومغناطیسی استفاده شده و سرعتی بالغ بر یکهزار مگابیت در ثانیه را ارائه می نمایند. در شبکه lan شرکت های بزرگ از کابل cat6 از نوع utp برای مسافت های زیر زیر 100 متر و برای بالاتر از 100 از نوع sftp استفاده شده است. رنگ بندی رشته های کابل شبکه اولیه و استاندارد در سیستم CAT5 و CAT6 نوع A 1- سفید سبز 2- سبز 3- سفید نارنجی 4- آبی 5- سفید آبی 6- نارنجی 7- سفید قهوه ای 8- قهوه ای رنگ بندی رشته های کابل شبکه اولیه و استاندارد در سیستم CAT5 و CAT6 نوع B 1- سفید نارنجی 2- نارنجی 3- سفید سبز 4- آبی 5- سفید آبی 6- سبز 7- سفید قهوه ای 8- قهوه ای این نوع اتصال برای یک شبکه که از چند کامپیوتر و بوسیله هاب صورت می گیرد و هر دو سر سیم متناظر و 1 به 1 بهم اتصال پیدا می کنند. برای اتصال دو کامپوتر و بدون هاب یا برای اتصال دو عدد هاب به همدیگر جهت ارتباط دو شبکه با هم از کابل با سیستم اتصال کراس استفاده میشود که یک بصورت معمولی و سر دیگر سیم در سردیگر سیم 1به3 و 2 به6 وصل میشود نحوه اتصال رشته کابل با توجه به شماره آن در سوکت قرار داده شده و سوکت پرس میشود. تذکر شماره گذاری از سمت مخالف خار سوکت(طرف تخت سوکت) و از سمت چپ به راست صورت می گیرد. اتصال به صورت استرایت یا مستقیم سر اول سیم: 8 7 6 5 4 3 2 1 سر دوم سیم: 8 7 6 5 4 3 2 1 اتصال به صورت کراس سر اول سیم: 8 7 6 5 4 3 2 1 سر دوم سیم: 8 7 2 5 4 1 6 3 در فرم اتصال دو کامپیوتر یا دو hub به همدیگراتصال کراس (Crossover cable) در سر دیگر سیم 1 به 3 و 2 به 6 وصل میشود.

تاریخ: ۱۳۹۱/۸/۲۱

اسکوپ

اسکوپ مقدمه: اسیلوسکوپ در حقیقت رسامهای بسیار سریع هستند که سیگنال ورودی را در برابر زمان یا در برابر سیگنال دیگر نمایش می‌‌دهند. قلم این رسام یک لکه نورانی است که در اثر برخورد یک باریکه الکترون به پرده‌ای فلوئورسان بوجود می‌آید. به علت لختی بسیار کم باریکه الکترون می‌‌توان این باریکه را برای دنبال کردن تغییرات لحظه‌ای (ولتاژهایی که بسیار سریع تغییر می‌کنند، یا فرکانس‌های بسیار بالا) بکار برد. اسیلوسکوپ بر اساس ولتاژ کار می‌‌کند. البته به کمک مبدلها (ترانزیستورها) می‌‌توان جریان الکتریکی و کمیتهای دیگر فیزیکی و مکانیکی را به ولتاژ تبدیل کرد   قسمتهای مختلف اسیلوسکوپ لامپ پرتو کاتدی اسیلوسکوپ از یک لامپ پرتو کاتدی که قلب دستگاه است و تعدادی مدار برای کار کردن لامپ پرتو کاتدی تشکیل شده است. قسمتهای مختلف لامپ پرتو کاتدی عبارتند از:   تفنگ الکترونی تفنگ الکترونی باریکه متمرکزی از الکترونها را بوجود می‌‌آورد که شتاب زیادی کسب کرده‌اند. این باریکه الکترون با انرژی کافی به صفحه فلوئورسان برخورد می‌کند و بر روی آن یک لکه نورانی تولید می‌‌کند. تفنگ الکترونی از رشته گرمکن ، کاتد ، شبکه آند پیش شتاب دهنده، آند کانونی کننده و آند شتاب دهنده تشکیل شده است. الکترونها از کاتدی که بطور غیر مستقیم گرم می‌شود، گسیل می‌‌شوند. این الکترونها از روزنه کوچکی در شبکه کنترل می‌‌گردند. شبکه کنترل معمولا یک استوانه هم محور با لامپ است و دارای سوراخی است که در مرکز آن قرار دارد. الکترونهای گسیل شده از کاتد که از روزنه می‌‌گذرند (به دلیل پتانسیل مثبت زیادی که به آندهای پیش شتاب دهنده و شتاب دهنده اعمال می‌‌شود)، شتاب می‌‌گیرند. باریکه الکترونی را آند کانونی کننده ، کانونی می‌‌کند. صفحات انحراف دهنده صفحات انحراف دهنده شامل دو دسته صفحه است. صفحات انحراف قائم که بطور افقی نسب می‌شوند و یک میدان الکتریکی در صفحه قائم ایجاد می‌‌کنند و صفحات y نامیده می‌‌شوند. صفحات انحراف افقی بطور قائم نصب می‌شوند و انحراف افقی ایجاد می‌‌کنند و صفحات x نامیده می‌‌شوند. فاصله صفحات به اندازه کافی زیاد است که باریکه بتواند بدون برخورد با آنها عبور کند. صفحه فلوئورسان جنس این پرده که در داخل لامپ پرتو کاتدی قرار دارد، از جنس فسفر است. این ماده دارای این خاصیت است که انرژی جنبشی الکترونهای برخورد کننده را جذب می‌‌کند و آنها را به صورت یک لکه نورانی ظاهر می‌سازد. قسمتهای دیگر لامپ پرتو کاتدی شامل پوشش شیشه‌ای ، پایه که از طریق آن اتصالات برقرار می‌‌شود، است. مولد مبنای زمان اسیلوسکوپ ها بیشتر برای اندازه گیری و نمایش کمیات وابسته به زمان بکار می‌‌روند. برای این کار لازم است که لکه نورانی لامپ روی پرده با سرعت ثابت از چپ به راست حرکت کند. بدین منظور یک ولتاژ مثبت به صفحات انحراف افقی اعمال می‌‌شود. مداری که این ولتاژ مثبت را تولید می‌‌کند، مولد مبنای زمان یا مولد رویش نامیده می‌‌شود. مدارهای اصلی اسیلوسکوپ سیستم انحراف قائم چون سیگنالها برای ایجاد انحراف قابل اندازه گیری بر روی صفحه لامپ به اندازه کافی قوی نیستند، لذا معمولا تقویت قائم لازم است. هنگام اندازه گیری سیگنالهای با ولتاژ بالا باید آنها را تضعیف کرد تا در محدوده تقویت کننده‌های قائم قرار گیرند. خروجی تقویت کننده قائم ، از طریق انتخاب همزمانی در وضعیت داخلی، به تقویت کننده همزمان نیز اعمال می‌‌شود. سیستم انحراف افقی صفحات انحراف افقی را ولتاژ رویش که مولد مبنای زمان تولید می‌‌کند، تغذیه می‌کند. این سیگنال از طریق یک تقویت کننده اعمال می‌‌شود، ولی اگر دامنه سیگنالها به اندازه کافی باشد، می‌‌توان آن را مستقیما اعمال کرد. هنگامی ‌که به سیستم انحراف افقی ، سیگنال خارجی اعمال می‌‌شود، باز هم از طرق تقویت کننده افقی و کلید انتخاب رویش در وضعیت خارجی اعمال خواهد شد. اگر کلید انتخاب رویش در وضعیت داخلی باشد، تقویت کننده افقی ، سیگنال ورودی خود را از مولد رویش دندانه‌داری که با تقویت کننده همزمان راه اندازی می‌‌شود، می‌‌گیرد. همزمانی هر نوع رویشی که بکار می‌‌رود، باید با سیگنال مورد بررسی همزمان باشد. تا یک تصویر بی حرکت بوجود آید. برای این کار باید فرکانس سیگنال مبنای زمان مقسوم علیه‌ای از فرکانس سیگنال مورد بررسی باشد. مواد محو کننده در طی زمان رویش، ولتاژ دندانه‌دار رویش اعمال شده به صفحات x ، لکه نورانی را بر یک خط افقی از چپ به راست روی صفحه لامپ حرکت می‌دهد. اگر سرعت حرکت کم باشد، یک لکه دیده می‌‌شود و اگر سرعت زیاد باشد، لکه به صورت یک خط دیده می‌‌شود. در سرعتهای خیلی زیاد ، ضخامت خط کم شده و تار به نظر می‌‌رسد و یا حتی دیده نمی‌‌شود. کنترل وضعیت وسیله‌ای برای کنترل حرکت مسیر باریکه بر روی صفحه لازم است. با این کار شکل موج ظاهر شده بر روی صفحه را می‌‌توان بالا یا پائین یا به چپ یا راست حرکت داد. این کار را می‌‌توان با اعمال یک ولتاژ کوچک سیستم داخلی (که مستقل است) به صفحات انحراف دهنده انجام داد. این ولتاژ را می‌‌توان با یک پتانسیومتر تغییر داد. کنترل کانونی بودن الکترود کانونی کننده مثل یک عدسی با فاصله کانونی تغییر می‌‌کند. این تغییر با تغییر پتانسیل آند کانونی کننده صورت می‌‌گیرد. کنترل شدت شدت باریکه با پتانسیومتر کنترل کننده شدت که پتانسیل شبکه را نسبت به کاتد تغییر می‌‌دهد، تنظیم می‌‌شود. مدار کالیبره سازی در اسیلوسکوپهای آزمایشگاهی معمولا یک ولتاژ پایدار داخلی تولید می‌‌شود که دامنه مشخصی دارد. این ولتاژ که برای کالیبره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا یک موج مربعی است. برای آشنایی بیشتر می توان به انواع اسکوپ با برندهای Extech  و Uni-t اشاره کرد. 1- اسیلوسکوپ دیجیتال 2 کاناله MS42 2- اسیلوسکوپ UTD2082CM-2102CM

تاریخ: ۱۳۹۱/۸/۲۱