علم و تكنولوژي (technology weblog)

صفحه اصلي | آرشيو مطالب | تماس با من | وبلاگ رسانه

با کلیک روی ستاره یک امتیاز به این مطب بده

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش دوم)

تفکر فلسفی فیزیکدانان در زمان پیدایش مکانیک کوانتومی دچار تغییر و یا شاید به بیان بهتر تزلزل عمیقی گردید.برای آندسته ازفیزیکدانانی که صدها سال با جبر نیوتنی یا اصل علیت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولی را به یک علت خاص ربط می‌دانند بسیار دردناک بود که دست از این تفکر بردارند....

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش دوم)

تفكرات فلسفي به هنگام ظهور مكانيك كوانتومي

تفكر فلسفي فيزيكدانان در زمان پيدايش مكانيك كوانتومي دچار تغيير و يا شايد به بيان بهتر تزلزل عميقي گرديد.براي آندسته ازفيزيكداناني كه صدها سال با جبر نيوتني يا اصل عليت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولي را به يك علت خاص ربط مي‌دانند بسيار دردناك بود كه دست از اين تفكر بردارند چرا كه اين تفكر بخوبي با وقايع دنيايي قابل مشاهده سازگاري مي نمود.گردش زمين تنها معلول نيروي گرانشي است كه خورشيد برآن وارد مي‌كند، انحراف نور ستارگان دور دست از يك مسير مستقيم، تنها معلول انحناي فضا – زمان است و دامنه اين تفكر جبري به جائي رسيد كه لاپلاس رياضيدان فرانسوي بيان نمود كه حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ينده آن است. اين تفكر به ما مي‌گويد كه با آگاهي از موقعيت كنوني هر چيزي مي توان آينده ي آن چيز را به طور بسيار دقيقي پيش بيني نمود. بنابراين همه چيز از جبر نيوتني يا اصل موجبيت يا عليت پيروي مي كرد ولي با پيدايش فيزيك كوانتومي و اصل عدم قطعيت همه چيز تغيير نمود و ترديد و احتمال بر دنياي زير سايه انداخت .غير قابل پيش بيني بودن برخي از وقايع – تاثير روش هاي اندازه‌گيري بر روي سيستمهاي مورد آزمايش- ناتواني مطلق دراندازه گيري همزمان متغيرها‌ي مكمل(چون تكانه و مكان ذرات يا خاصيت موجي و ذره‌اي فوتون) از جمله پيامدهاي مكانيك كوانتومي بود. اين فيزيك جديد به ما مي‌‌گويد نمي‌توان با قطعيت مسير يك ذره‌اي را بادانستن تمامي حالات كنونيش پيش‌بيني كرد، ما هرگز نمي‌توانيم بفهميم در پديده تداخل الكترون مورد نظر ما از كدام يك از دو شكاف دستگاه عبور كرده است.مكانيك كوانتومي همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت اين اجازه را به ما نمي‌دهد كه با دانستن حالت كنوني يك سيستم با قطعيت از آينده آن صحبت كنيم.همه جا صحبت ازميانگين‌ها و احتمال در ميان است و همين موضوع بود كه اينشتين را وادار به بيان اين جمله كرد : خدا هرگز تاس نمي‌اندازد.

اين تفكر كه نمي‌توان با قطعيت از رفتار آينده يك سيستم صحبت كرد و اين اندازه‌گيري‌ها است كه به پديده‌ها رنگ واقعيت مي‌بخشد به تفكر كپنها گي معروف است كه بوهر سردمدار آن بود.اين تعبير از جهان اطراف ما به ما مي‌گويد كه تصور مكان و تكانه مشخص براي يك ذره همانند الكترون تا موقعيكه اندازه‌گيري نشده‌اند بي معناست در اين اندازه گيري شي و دستگاه اندازه گيري توامان نتايج حاصل از اندازه‌‌گيري را مشخص مي‌كنند. ولي آيا مي‌توان پذيرفت كه فرآيند اندازه‌گيري مي‌تواند روي جهان تاثير بگذارد؟ آيا يك الكترون داراي بارالكتريكي است يا اينكه اين دستگاه اندازه‌گيري است كه براي الكترون باري مشخص در نظر مي‌گيرد. كوانتوم فرآيند اندازه گيري را مختل كننده و تاثيرگذار فرض مي‌كند تا جائيكه بوهر باني تفكر كپنهاگي بيان مي‌دارد كه خواصي مانند ماهيت موجي يا ذره‌اي يك فوتون يا الكترون يا بار الكتريكي ، تكانه ، محل و سرعت يك ذره، تا هنگامي كه اندازه‌گيري نشده‌اند وجود ندارد يا غير واقعي هستند به عبارت كلي تر يك سيستم كوانتومي فاقد خواص است .اينشتين به واقعيت عيني معتقد بود، اينكه جهان فيزيكي مستقل از هر نوع فرآيند اندازه‌گيري است، و به اين موضوع ايمان راسخ داشت. مكانيك كوانتومي نه تنها قادر به توصيف رفتار ذرات زير اتمي است بلكه با تعميم آن مي‌‌توان رفتار اجرام ماكروسكوپي همانند يك توپ تنيس يا يك جسم قابل مشاهده ديگر را تعيين نمود و همين عامل موجب شده است تا فيزيكي كوانتومي را يك نظريه بنيادي كه رفتار جهان را توصيف مي كند در نظر بگيريم همانند فيزيك كلاسيك و نسبيت.

مكانيك كوانتومي داراي پيامدهايي فلسفي بود كه بوهر يكي از سردمداران بيانات فلسفي در دفاع از اين نگاه جديد به جهان پيرامون بود. بوهر در پاسخ به نواقصي كه اينشتين و حاميان او مطرح مي‌نمودند با قاطعيت شروع به دفاع فلسفي از اين ايده جديد مي نمود. او پديده تكميل يا اصل مكمليت را كه مبتني بر اصل عدم قطعيت‌هايزنبرگ بود را براي تاثير اندازه گيري بر سيستم كوانتومي مطرح كرد. بر اساس اين اصل، اندازه گيري خاصيتي از يك سيستم است و درهنگام اندازه گيري يك خاصيت از يك سيستم اطلاعات ما در مورد ساير خاص آن سيستم از بين مي‌رود مثلا اگر بنا باشد خاصيت موجي نور را اندازه گيري كنيم اطلاعات ما در مورد خاصيت ذره اي آن به كلي از ميان مي رود. همچنين در تعبير كپنهاگي واقعيت تا هنگاميكه اندازه‌گيري نشود وجود ندارد بر همين اساس تصور بار و تكانه و… براي يك الكترون تا هنگاميكه اين كميت‌ها اندازه‌گيري نشوند بي‌معنا خواهد بود در سال گذشته يك جوان ايراني بنام پرفسور شهريار صديق افشار با انجام آزمايشي بربخشي از اصل مكمليت بوهر خط بطلان كشيد و سلطۀ هشتاد سالۀ آ‎ن بر فيزيك كوانتومي را در معرض تزلزل و تباهي قرار داد.

آزمايش افشار

بور در طول شكل گيري فيزيك كوانتومي بي مهابا از آن جانبداري مي‌كرد هر جا به بن بست مي‌رسيد يا توسط منتقدان فيزيك كوانتمي به چالش كشيده مي شد با بنا نهادن يك اصل فلسفي از ايده كوانتومي دفاع ميكرد. وقتي سال 1935 اروين شرودينگر آزمايش گربه را پيش كشيد( اين آزمايش فكري به آزمايش گربه شرودينگر نيز معروف است) و در آن مسئله تاثير اندازه‌گيري بر يك سيستم و اينكه چگونه صرف مشاهده مي‌تواند زندگي يا مرگ گربه را رقم بزند، تناقض موضوع فرآ‎يند اندازه‌گيري در فيزيك كوانتومي را با درك عمومي بر ملا ساخت ولي اين ادعا كه اندازه‌گيري بر روي يك سيستم كوانتومي تاثيرگذر است جزء لاينفك فيزيك كوانتومي است كه تاكنون هيچ آزمايشي آنرا نقض ننموده است ولي اين موضوع كه اندازه‌گيري خاصيتي از يك سيستم اطلاعات ما را در مورد ساير خواص آن سيستم از بين مي‌برد.در ژوئيه 2004 با اعلام نتيجه آزمايشي كه پروفسور افشار از دانشگاه روان انجام داد به چالش كشيده شد ايده ناتواني در اندازه‌گيري همزمان متغيرهاي مكمل كه از اصل مكمليت بوهر استنتاج مي‌شود به طرز جالبي توسط آزمايش افشار رد شده است.افشار طي انجام يك آزمايش به طور عملي موفق شد كه همزمان ماهيت موجي و ذره‌اي نور را مورد اندازه‌گيري و مشاهده قرار دهد. نتيجه اين آزمايش به طور آشكارا با اصل مكمليت در تناقض است بنابراين هواداران تعبير كپنهاگي يا بايد نتيجه اين آزمايش را در قالب اصل مكمليت توجيه نمايند يا دست از حمايت از اين اصل بردارند ولي آنگونه كه مشخص است موضع دوم محتمل تر به نظر مي‌آيد. بر همين اساس تاريخ بارديگر درحال تكرارشدن است و نيمه اول قرن بيست ويكم همانند نيمه اول قرن بيستم شاهد جدل‌هاي تازه‌اي بين هواداران تعبير كپنهاگي و هواداران واقعيت عيني (اينشتين نيز به واقعيت عيني معتقد بود و عقيده داشت كه واقعيت‌ها مستقل از اندازه‌گيري هستند) خواهد بود.

قرن نوزدهم

در قرن نوزدهم، نظريه پردازان براي تشريح گروه متفاوتي از پديده ها كه متضمن نور و الكترومغناطيس بودند، از مدل اساسي ديگري استفاده كردند كه عبارت بود از: (انتشار) امواج درمحيطهاي ميانجي پيوسته . ولي در اوايل قرن حاضر به نظر مي رسيد كه چند آزمايش حيرت انگيز، استفاده از هر دو مدل موج و ذره را براي هر دو نوع از پديده ها ايجاب مي كند. ازيك طرف، معادله انيشتين درباره اثر فتوالكتريك و كار كامپتون بر روي پراكندگي فوتون نشان داد كه نور در بسته هاي مجزا و منفصل، با انرژي و اندازه حركت معين، گسيل مي گردد وبسيار شبيه به جرياني از ذرات عمل مي كند، و از طرف ديگر و در مقابل آن، الكترون ها كه همواره به صورت ذرات تصوير مي شدند، آثار تداخل انتشار را كه از ويژگي هاي امواج است، از خود نشان دادند. امواج، پيوسته و گسترده اند و به موجب فاز بر يكديگر تاثير متقابل دارند؛ اما ذرات، گسسته و به مكاني خاص محدودند و تاثير متقابل آنها براساس اندازه حركت است. به نظرمي رسد هيچ راهي براي تلفيق اين دو مدل، در مدل واحد، وجود ندارد.

در نظريه كوانتوم، هيچ مدل وحدت يافته اي از اتم پيدا نشده است. مدل اوليه بور درباره اتم به سادگي قابل تصوير و تجسم بود: الكترون هاي ذره وار در حركت خود پيرامون هسته، به مانند يك منظومه شمسي كوچك، از مدارهايي تبعيت مي كنند. ولي اتم در نظريه كوانتوم به هيچ وجه قابل تصوير و تصور نيست. ممكن است كسي بكوشد تا الگوهاي موج هاي احتمال را كه فضاي پيرامون هسته را پر كرده اند، شبيه نوسان هاي يك سمفوني سه بعدي ازاصوات موسيقيايي كه پيچيدگي حيرت انگيزي دارند، تصور كند؛ ولي اين تمثيل كمك زيادي به ما نمي كند، اتم در دسترس مشاهده مستقيم قرار ندارد و بر وفق كيفيات حسي ، قابل تصورنيست؛ حتي نمي توان آن را براساس مفاهيم كلاسيك نظير فضا، زمان و عليت به گونه اي منسجم توضيح داد. رفتارشي بسيار خرد با رفتار اشياي تجربه روزمره، متفاوت است. ما مي توانيم آنجه را در آزمايشها رخ مي دهد با معادلات آماري توضيح دهيم، ولي نمي توانيم صفات كلاسيك اورانوس را به ساكنان جهان اتمي نسبت دهيم.

در بسط و توسعه هايي كه طي سالهاي اخير در نظريه كوانتوم، به سمت قلمروهاي هسته اي ومادون هسته اي حاصل شده است، خصلت احتمالي نظريه اوليه كوانتوم، همچنان محفوظ، مانده است. نظريه ميدان كوانتومي، تعميمي است از نظريه كوانتوم كه با نظريه نسبيت خاص، هماهنگ و منسجم است. از اين نظريه با موفقيت بسيار در برهم كنشهاي الكترومغناطيس وبرهم كنش هاي مادون هسته اي (كروموديناميك كوانتومي يا نظريه كوارك) و نظريه الكتروضعيف، بهره برداري شده است. اجازه دهيد چالشي را كه نظريه كوانتوم در قبال اصالت واقع ابراز كرده است، دنبال كنيم. نيلز بور از به كارگيري مدل هاي موج و ذره و ديگر زوج ها از مجموعه هاي مفاهيم متضاد، حمايت مي كرد. بحث بور درباره آنچه او آن را اصل مكمليت ناميد، چند موضوع را شامل شد. بور تاكيد داشت كه سخن ما درباره يك سيستم اتمي بايد همواره به يك آرايش آزمايشگاهي مربوط باشد؛ ما هرگز نمي توانيم درباره يك سيستم اتمي به تنهايي و في نفسه و عين معلوم را در هر آزمايشي مد نظر قرار دهيم. نمي توان هيچ خط فاصل دقيقي بين روند مشاهده و شيء مشاهده شده، رسم كرد. در صحنه آزمايش، ما بازيگريم نه صرفا تماشاچي و ابزار آزمايشي مورد استفاده را خود برمي گزينيم. بور اظهار داشت كه آنچه بايد به حساب آيد، روند تعاملي (كنشي - واكنشي) مشاهد است، نه ذهن يا شعور مشاهده گر.

موضوع ديگر در نوشتار بور، محدوديت مفهومي درك بشر است. در اينجا، انسان به عنوان يك عالم (داننده) و نه يك آزمايشگر، كانون توجه قرار مي گيرد. بور، با شكاكيت كانت درباره امكان شناخت جهان في نفسه سهيم است. اگر سعي ما آن باشد كه قالب هاي مفهومي خاص را بر طبيعت تحميل كنيم، در اين صورت استفاده تام از ساير مدل ها را مانع شده ايم. بدين سان، بايد بين توصيفات كامل علي يا فضا- زماني، بين مدل هاي موج يا ذره، بين اطلاع دقيق از مكان يا اندازه حركت، يكي را برگزينيم. هرچه بيشتر از يك مجموعه مفاهيم استفاده شود، كمتر مي توان مجموعه مكمل را به طور همزمان به كار برد. اين محدوديت دوجانبه از آن جهت رخ مي دهد كه جهان اتمي را نمي توان بر وفق مفاهيم فيزيك كلاسيك و پديده هاي مشاهده پذير توضيح داد.

بنابراين، چگونه مفاهيم فيزيك كوانتومي به واقعيت جهان مربوط مي شود؟ ديدگاههاي مختلف درباره جايگاه نظريه ها در علم، تعبير و تفسير متفاوتي از نظريه كوانتوم مي كنند.
1- اصالت واقع كلاسيك. نيوتن و تقريبا تمام فيزيكدانان قرن نوزدهم، نظريه ها را توصيفات طبيعت ، آن گونه كه في نفسه و مستقل از مشاهده گر تحقق دارد، تلقي مي كردند. فضا (مكان)، زمان، جرم، و ساير كيفيات اوليه خواص همه اشياي واقعي اند. مدل هاي مفهومي، نسخه بدل هايي از جهانند كه ما را قادر مي سازند تا ساختار مشاهده ناپذير جهان را با اصطلاحات مانوس كلاسيك مجسم كنيم. اينشتاين اين سنت را با پافشاري بر اين نكته ادامه داد كه يك توصيف كامل از سيستم اتمي، مستلزم مشخص كردن متغيرهاي كلاسيك مكان - زماني است كه حالت آن را به گونه اي عيني و غيرمبهم، تعيين كند. او بر آن بود كه چون نظريه كوانتوم چنين نيست پس نظريه اي ناقص است و عاقبت به وسيله نظريه اي كه انتظارهاي كلاسيك را تحقق بخشد، كنار گذاشته خواهد شد.

2- ابزارانگاري. مطابق اين راي، نظريه ها ساخته هاي مفيد بشر و تمهيدهايي براي محاسبه اند كه جهت مرتبط كردن مشاهدات و انجام پيش بيني ها به كار مي آيند. آنها همچنين ابزارهايي عملي براي دستيابي به كنترل فني شمرده مي شوند. مبناي داوري درباره آنها، مفيدبودنشان در به ثمر رساندن اين اهداف است، نه مطابقت آنها با واقعيت (كه براي ما امري دست نيافتني است). مدل ها، مجعول هايي تخيلي اند كه موقتا براي ساختن نظريه ها استفاده مي شوند و پس از آن مي توان آنها را كنار نهاد؛ آنها بازنمودهاي حقيقي جهان نيستند. اگرچه مي توانيم از معادلات كوانتومي براي پيش بيني پديده هاي مشاهده پذير استفاده كنيم، امانمي توانيم در ميان مشاهداتمان از اتم سخن بگوييم.
اغلب چنين پنداشته مي شود كه بور قاعدتا بايد ابزارگرا باشد، زيرا او در بحث طولاني با آينشتاين، اصالت واقع كلاسيك را رد كرده است. اما آنچه او واقعا گفت آن است كه مفاهيم كلاسيك را نمي توان بدون ابهام براي تشريح سيستم هاي اتمي موجود به كار برد. از مفاهيم كلاسيك فقط مي توان براي توضيح پديده هاي مشاهده پذير، در موقعيت هاي ويژه آزمايشگاهي استفاده كرد. ما نمي توانيم جهان را آن گونه كه في نفسه تحقق دارد، جداي از تاثير متقابل ما با آن، مجسم كنيم. بور، به ميزان زيادي با نقد طرفداران ابزارانگاري از اصالت واقع كلاسيك موافق بود ولي او به طور مشخص از ابزارانگاري حمايت نمي كرد و با تحليل دقيق تر به نظر مي رسد كه اوگزينه سومي را اختيار كرده باشد.

3-اصالت واقع نقادانه. قايلين به اصالت واقع نقادانه، نظريه ها را بازنمود هايي ناتمام ازجنبه هاي محدود جهان، آن گونه كه با ما در كنش متقابلند، تلقي مي كنند. نظريه ها به ما اجازه مي دهند تا جنبه هاي مختلف جهان را كه در موقعيتهاي گوناگون آزمايشگاهي آشكار مي شوند، به يكديگر مرتبط كنيم. از نظر حاميان اصالت واقع نقادانه، مدل ها، اگرچه انتزاعي و گزينشي اند اما براي مجسم كردن ساختارهاي جهان كه موجب اين كنشهاي متقابلند، كوششهايي ضروري به حساب مي آيند. در اين نگرش، هدف علم، فهم است نه كنترل. تاييد پيش بيني ها آزموني است براي فهم معتبر ولي خود پيش بيني، هدف علم نيست.

به خوبي مي توان ادعا كرد كه بور - اگرچه نوشته هاي او همواره واضح نبوده است - صورتي ازاصالت واقع نقادانه را پذيرفته بود. او در بحث با آينشتاين، واقعيت الكترون ها يا اتم ها را انكارنكرد، بلكه مدعي بود كه آنها از آن رسته اشيايي نيستند كه توصيفات فضا - زماني كلاسيك را بپذيرند. وي پديدارشناسي ماخ را كه واقعيت اتم ها را مورد ترديد قرار مي داد، نپذيرفت. هنري فولس ، اين بحث را چنين خلاصه مي كند: او (بور) چارچوب كلاسيك را كنار گذاشت و استنباط واقع گرايانه را درباره توصيف علمي طبيعت حفظ نمود. آنچه او طرد مي كند اصالت واقع نيست، بلكه تعبير كلاسيك آن است. بور، واقعيت سيستم اتمي را كه با سيستم مشاهده گر در برهم كنش است، فرض مسلم گرفت. در قبال تعبيرهاي ذهن گرا از نظريه كوانتوم كه مشاهده را يك برهم كنش ذهني - فيزيكي تلقي مي كنند، بور از برهم كنش هاي فيزيكي ميان سيستم هاي ابزاري و اتمي، در وضعيت كامل آزمايشگاهي، سخن مي گويد. به علاوه، موج و ذره يا اندازه حركت و موقعيت مكاني يا ديگر وصف هاي مكمل، حتي اگر هم به روشني قابل اطلاق نباشند، بر يك شيء واحد صدق مي كنند. آنها از نمودهاي متفاوت سيستم اتمي واحد حكايت مي كنند. فولس مي نويسد: بور احتجاج مي كند كه اين گونه باز نمودها، انتزاع هايي هستند كه در امكان توصيف يك پديده به عنوان كنش متقابل ميان سيستم هاي مشاهده گر و سيستم هاي اتمي، نقشي حياتي ايفا مي كنند، اما نمي توانند خواص يك واقعيت مستقل را تصوير كنند ... ما مي توانيم چنين واقعيتي را به حسب توانايي آن براي ايجاد برهم كنش هاي گوناگون توصيف كنيم؛ برهم كنش هايي كه نظريه مذكور، آنها را تامين كننده شواهد مكمل درباره شيء واحد قلمداد مي كند. بور نگرش اصالت واقع كلاسيك را كه براساس آن، جهان دربردارنده موجوداتي با خواص معين كلاسيك است، نپذيرفت. ولي با وجود اين، بر آن بود كه جهاني واقعي وجود دارد كه دركنش متقابل، توانايي ايجاد پديده هاي مشاهده پذير را داراست. فولس كتاب خود را درباره بور بااين نتيجه گيري به پايان مي رساند: هستي شناسي اي كه اين نحوه تعبير و تفسير از پيام بور مستلزم آن است، اشياي فيزيكي را نه مطابق با چارچوب كلاسيك و از راه خواص معين كه با خواص پديده ها مطابقند، بلكه از طريق توان آنها براي ظاهر شدن در نمودهاي گوناگون پديده ها، توصيف مي كند. بدين ترتيب در چارچوب مكمليت، حفظ استنباط واقع گرايانه و پذيرفتن كامل بودن نظريه كوانتوم فقط با تجديد نظر در فهم ما از ماهيت يك واقعيت مستقل فيزيكي و اينكه ما چگونه مي توانيم آن را بشناسيم، ممكن است.

كوتاه سخن اينكه ما بايد اكيدا جدايي قاطع بين مشاهده گر و شيء مشاهده شده را كه درفيزيك كلاسيك فرض مي شد، انكار كنيم. براساس نظريه كوانتوم، مشاهده گر همواره يك شريك و سهيم به حساب مي آيد.

در مكمليت، استفاده از يك مدل، استفاده از مدل هاي ديگر را محدود مي سازد. مدل ها، بازنمودهاي نمادين (سمبوليك) از وجوه واقعيت متعاملند كه نمي توانند منحصرا بر وفق شباهت هايي كه با تجربه روزمره دارند، مجسم شوند. آنها صرفا به طور كاملا غيرمستقيم، با جهان اتمي و يا با پديده هاي مشاهده پذير، مربوطند. ولي ما مجبور نيستيم ابزارانگاري اي را بپذيريم كه نظريه ها و مدل ها را ابزارهاي فكري و عملي مفيدي مي انگارد كه درباره جهان چيزي به ما نمي گويند.

خود بور پيشنهاد كرد كه ايده مكمليت قابل بسط به ساير پديده هايي است كه با دو نوع مدل، تحليل پذيرند. مانند: مدل هاي مكانيستي و ارگانيك در زيست شناسي، مدل هاي رفتارگرايانه و درون نگرانه در روان شناسي، مدل هاي جبرواختيار در فلسفه، يا مدل هاي عدل الهي و عشق الهي در الهيات. بعضي نويسندگان پا را فراتر نهاده و از مكمليت علم ودين سخن مي گويند. بدين سان سي.اي. كولسون پس از تشريح دوگانگي موج - ذره وتعميم بور از آن، علم و دين را توضيح هاي مكمل درباره واقعيت مي نامد. من به اين گونه استعمال گسترده از اصطلاح مزبور، با ديده شك مي نگرم و در زير چند شرط رابراي به كار بردن مفهوم مكمليت مطرح مي كنم:

1-مدل ها بايد فقط در صورتي مكمل يكديگر ناميده شوند كه به يك موجود واحد و يك گونه واحد منطقي اشاره كنند. موج و ذره، مدل هايي براي يك موجود منفرد (مثلا يك الكترون) در يك موقعيت منفرد (مثلا در يك آزمايش دو شكاف) به شمار مي آيند. آنها هر دو در يك سطح منطقي قرار دارند و قبلا در يك شعبه از علم استعمال شده اند. اين شرايط در مورد علم و دين صدق نمي كند. آن دو، نوعا در موقعيت هايي متفاوت پديد مي آيند و در زندگي انسان وظايف مختلفي را به انجام مي رسانند. ازاين رو، من علم و دين را زبان هاي بديل مي دانم و اصطلاح مكمليت را به مدل هاي مربوط به يك گونه واحد منطقي و در چارچوب يك زبان خاص، محدودمي كنم؛ نظير مدلهاي انسان وار و غيرانسان وار براي خداوند.

2-بايد روشن شود كه كاربرد اصطلاح مذكور در خارج از فيزيك، تمثيلي است و نه استدلالي . بايد دلايل مستقلي براي ارزش دو مدل بديل و يا مجموعه هايي از ساخت ها درحوزه ديگر وجود داشته باشد. نمي توان فرض كرد كه مدل هاي مفيد در فيزيك، در ساير رشته هانيز ثمربخش باشند.

3-مكمليت، هيچ توجيهي را براي پذيرش غيرنقادانه حصرهاي دووجهي فراهم نمي آورد. اين اصطلاح را نمي توان براي اجتناب از پرداختن به ناهماهنگي ها يا وتو كردن جست وجوي وحدت، به كار برد. درباره ويژگي متناقض نما در دوگانگي موج - ذره نبايد مبالغه شود. مانمي گوييم كه يك الكترون هم موج است و هم ذره، بلكه مي گوييم رفتاري موج گونه و ذره وار ازخود نشان مي دهد. به علاوه، ما يك صورتبندي رياضي وحدت يافته در اختيار داريم كه لااقل، پيش بيني هايي احتمالي را فراهم مي آورد، حتي اگر تلاش هاي گذشته، هيچ نظريه اي را بهتر ازنظريه كوانتوم در مطابقت با داده ها به دست نداده باشد. ما نمي توانيم تحقيق براي مدلهاي وحدت بخش جديد را طرد كنيم. انسجام، حتي اگر با اعتراف به محدوديت هاي زبان و تفكربشري تعديل شده باشد، همواره در سراسر پژوهش انديشه مندانه به صورت يك آرمان باقي مي ماند.

اينشتين و مكانيك كوانتومي

نظريه كوانتومي كه توسط پلانك و اينشتين ساخته و پرداخته گرديد باسايه انداختن ديدگاه احتمال و عدم قطعيت برآن موجب نارضايتي و دلسردي اينشتين شد و راهش را از سايرين جدا كرد چراكه طرز فكري كه نسبيت‌‌ها از آن تراوش كرده بودنند اين اجازه را به اينشتين نمي‌داد كه جهان عيني و علّي را رها كند و درسايه ترديد و تزلزل در پي كشف حقايق عالم برآيد ولي شايد اينشتين درست انديشيده بود و اين بوهر وهمفكران او بودند كه در بكارگيري و تعميم اصل عدم قطعيت راه را به بيراهه رفتند.

آلبرت انيشتين با مكانيك كوانتومي كاملا موافق نبود او معتقد بود يك نظريه كامل بايد خود رويداد ها را توصيف كند نه فقط احتمال آنها را او مي گويد: من ناچارم اعتراف كنم كه براي تعبير آماري ارزشي گذرا قائلم من هنوز به امكان ارائه طرحي از واقعيت يعني نظريه اي كه بتواند خود اشياء را نمايش بدهد،نه فقط احتمال آنها را ايمان دارم. انيشتين تا زمان مرگش حاضر به قبول مكانيك كوانتومي نشد.

..................................................................................................................................

هم اكنون مكانيك كوانتومي در مسير پيشرفت بي هيچ مشكلي داراي سرعتي حيرت آور است.و تا موقعي كه مشكلي ايجاد نشود( همانند مشكلات موجود در فيزيك كلاسيك كه زمينه را براي تولد نظريه‌هاي نسبيت و كوانتوم فراهم نمود) دانشمندان نيازي به خلق نظريه‌ائي جديد يا ايجاد تغييري درآن نمي‌بينند.

نقل از هوپا

Medium (Media) Blog مركز تخصصي طراحي و اجراي قالبهاي وبسايت در ايران دانلود قالب رايگان Digtal Classic (ديجيتال) براي وبلاگ بلاگفا

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

ي مكانيك كوانتومي(بخش اول)

دکارت می گفت :محقق است که خدا قبلا همه چیز را مقدر کرده است و قدرت اراده فقط ناشی از اینست که ما به قسمی عمل می کنیم که از نیروی خارجی که به سبب آن مجبور به عمل خاصی هستیم آگاه نمی باشیم.....

فلسفه ي مكانيك كوانتومي(بخش اول)

فيزيك

فيزيك علمي است كه روابط رياضي يك پديده را كه خاصيت تكرار داشته باشد بصورت يك قانون بيان مي كند هر چند ممكن است تعاريف متفاوتي از فيزيك ارائه داد ولي مهم آن است كه علم فيزيك در مورد روابط بين اشياء مادي بحث مي كند.

فلسفه ي فيزيك از ديدگاه فيلسوفان

دكارت مي گفت :محقق است كه خدا قبلا همه چيز را مقدر كرده است و قدرت اراده فقط ناشي از اينست كه ما به قسمي عمل مي كنيم كه از نيروي خارجي كه به سبب آن مجبور به عمل خاصي هستيم آگاه نمي باشيم. دنياي جديدي كه گاليله و نيوتن.. ساخته بودند حتي عامه مردم را درگير خود كرده بود هرچند مردم بصورت فطري از آن سر باز مي زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده مي كردند و به مقصود مي رسيدند در واقع فيزيك كلاسيك از طرز تفكر موجبيت (دترمي سيسم ) دفاع مي كرد و پايه استدلالات آن بر پايه منطق رياضي بود و ظاهرا چاره اي جز قبول موجبيت در طبيعت نبود امانوئل كانت براي رفع اين مشكل در مورد آزادي اراده مي گويد اگر عالم فقط همين است (كه مي بينيم) در اين صورت بديهي است كه اراده نميتواند آزاد باشد يعني كه چيزي را كه مي بينيم شايد چيزي نباشد كه در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون كه كساني كه در زنجير شده اند سايه ها را واقعيت مي شمارند و نمي دانستند كه سايه ها فقط سايه اي از واقعيت هستند! كانت بدين صورت عقيده خود را بيان مي كند كه پديده ها فقط نشانه ها و نمايشهايي از حقيقت مطلق هستند نه خود حقيقت و استدلال مي كند كه منشاء اصلي آنها بايد در جايي غير از اين عالم پديده ها باشد بطوري كه هر چند يك پديده با پديده ديگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتي براي قبول عليت بين توليد كنندگان آن پديده نباشداگر، توجه خود را به پديده ها معطوف كنيم ظاهرا قوانين ماشيني و جبر درست هستند و اگر بتوانيم با حقيقتي كه اساس و اصل پديده ها ست تماس حاصل كنيم شايد ببينيم كه چنين قانوني وجود ندارد كانت در ادامه مي گويد هدفش اثبات آزادي اراده نبود بلكه فقط مي خواست اين مسئله را حل كند كه حداقل طبيعت و آزادي متضاد هم نيستند البته آنان سعي مي كردند آزادي اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور كامل موفق نشدند مكانيك نيوتني توسط فرمولهاي رياضي پايه ريزي شده بود و ظاهرا شكست ناپذير بنظر ميرسيد اما پس از مدتي مشخص شد آنگونه كه در ابتدا فكر مي كردند نمي توانند تمام پديده ها را توجيه كنند از جمله خواص نور كه خاصيت دوگانه اي از خود نشان مي داد هم عصر نيوتن، هويگنس از لحاظ هندسي ثابت كرد كه نور داراي خاصيت موجي است هر چند بعضي از پديده ها با در نظر گرفتن خاصيت ذره اي نور قابل توجيه بوده با اين حال در پديده ها يي مانند تداخل و پراش نظريه ذره اي دچار مشكل مي شد و در عوض نظريه موجي به طور كامل آنها را توجيه مي كرد.

مكانيك كوانتومي

هر نظريه ي جديدي كه پا به عرصه ي وجود مي گذارد،بي شك پيامدها ي خاص خود را به همراه دارد،گويي افقي جديد را در برابر ديدگان مي گشايد و به تبع آن طرفداران يا رهرواني به سمت آن نظريه جلب مي شوند. درست همانگونه كه در زمان ورود نسبيت،افق ديد بشر نسبت به دنياي پيرامون دچار تغييراتي ژرف گرديد. زماني كه مكانيك كوانتومي پا به عرصه ي وجود نهاد،به طور عميقي ديدگاه را نسبت به جهان پيرامون دگرگون نمود.در ديدگاه كوانتومي مقياس نگرش با مقياس نسبيتي متفاوت و بسيار كوچكتر از آن بود،مقياسي در حدود اتم و زير اتم.

مكانيك كوانتومي به خوبي ما را در درك هرچه بهتر از ساختار وخواص اتمها ، مولكولها ، جامدات و رفتار ذرات زير اتمي ياري داده است و پيامدهاي بسيار ارزشمندي همچون: ترانزيستور-ليزر-تلويزيون-كامپيوتر – ميكروسكوپ الكتروني – انرژي هسته‌اي و… را در پي داشته است،كه همه و همه نتايج مكانيك كوانتومي است فيزيكي كه بر پايه عدم قطعيت، احتمال ، ميانگين و آمار بناشده است.

مكانيك كوانتومي مهم ترين دستاورد علم بشري در توصيف طبيعت است. اين نظريه كه در سالهاي 27-1925 توسط «ورنر هايزنبرگ»، «اروين شرودينگر»، «پل ديراك»، «ماكس پلانك» و چند تن ديگر پايه گذاري شد، اساس تمام ادراك امروزي ما از عالم است. به بيان دقيق تر، مكانيك كوانتومي مجموعه اي از قوانين، روابط رياضي و مفاهيم فلسفي است كه توصيف كننده رفتار ذرات بنيادين تشكيل دهنده عالم است. البته با تعميم همين قوانين و روابط، مي توان رفتار تمام سيستم هاي فيزيكي اي كه پيش از آن بررسي شده بودند را نيز بررسي و تعيين كرد.

نتايج بنيادي نظريه هاي علمي به سرعت در ديگر حوزه هاي انديشه تأثير مي گذارد. به عنوان مثال اين ادعا زبانزد خاص و عام شده است كه مكانيك كوانتومي قانون عليت را نقض مي كند و بنابراين مي توان هر جا كه لازم شد عليت را به گوشه اي وانهيم. اين كه نظريه هاي علمي خود مشروط هستند و به هزارويك پيش فرض گفته و ناگفته وابسته هستند به كنار، آنچه اهميت دارد بدفهمي و خلط موضوعاتي است كه عميقاً توسط فلاسفه مورد بررسي قرار مي گيرند.

موجبيت و عليت نمونه هايي از اين مفاهيم هستند كه در قرن بيستم با ظهور مكانيك كوانتومي دستخوش مردم قرار گرفتند و در ساير حوزه ها از تغيير آنها و تأثيري كه فيزيك جديد بر آنها داشته است سوءبرداشت شده است، سوء برداشت هايي از فيزيك و شيمي گرفته تا ادبيات و هنر. به عنوان مثال جبر و اختيار مسأله اي است كه انديشه بشري را از دوران باستان مورد چالش قرار داده است:اگر قوانين فيزيك تغيير ناپذير و محتوم هستند، پس همانقدر كه يك ساعت رفتارش جبري است انسان نيز كه يك ماشين فيزيكي پيچيده است بايد رفتارش جبري باشد(البته با اين پيش فرض كه رفتارهاي بشري صرفاً ناشي از قوانين فيزيكي است). واين با اختيار و اراده آزاد در تقابل است. اما به نظر مي رسد كه يك راه حل براي ورود اختيار اين باشد كه قوانين فيزيك جبري نباشند و اين چيزي بود كه حداقل به نظر مي رسيد توسط مكانيك كوانتومي حاصل شده است.

كامپتون مي گويد:

«ديگر قابل توجيه نيست كه قانون فيزيكي را به عنوان شاهدي عليه آزادي انسان به كار بريم. »

اما واقعيت اين است كه اين دو مفهوم كاملاً مستقل از هم هستند و بنابراين حتي اگر افراطي ترين تعبير از مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت بينجامد، عليت را باقي خواهد گذاشت.

از جمله كساني كه در دنياي كلاسيك به موجبيت مي پردازد پير لاپلاس، رياضيدان، فيزيكدان و فيلسوف فرانسوي است.

وي اصل عليت عمومي را اين چنين بيان مي كند:«ميان رخدادهاي اكنون و رخدادهاي گذشته اتصال ژرفي وجود دارد، اتصالي كه بر اين اصل استوار است: چيزي نمي تواند بدون علتي كه مقدم بر آن باشد وجود داشته باشد»

لاپلاس اين تعريف از عليت را وامدار نظرات لايب نيتس بود كه مي گفت همانقدر كه ۹=۳*۳ حتمي است، وقوع رخداد ها نيز قطعي خواهد بود.

لاپلاس با توجه به اين بيان از عليت، موجبيت را چنين مي داند :«ما بايد حالت كنوني جهان را معلول حالت قبلي و علت حالت بعدي آن بدانيم. متفكري كه تمامي نيروهاي مؤثر در طبيعت را در يك لحظه معين مي داند، و همچنين مكان لحظه اي تمامي اشياي جهان را مي داند قادر خواهد بود در يك فرمول، حركت بزرگترين اجسام تا كوچكترين اتم هاي اين جهان را درك كند، مشروط بر اين كه تفكر وي به اندازه كافي قادر باشد تا تمامي داده ها را تحليل كند؛ براي وي هيچ چيزي غير قطعي نخواهد بود و آينده مثل گذشته پيش چشمانش خواهد بود. »

مشاهده مي كنيم كه لاپلاس نه تنها به وجود روابط علي دقيق در جهان اشاره مي كند، بلكه بر پيش بيني پذيري حالت هاي بعدي نيز صحه مي گذارد. مشروط بر اين كه آن كسي كه به پيش بيني مي پردازد از تمامي وضعيت ها در يك لحظه خاص و نيز تمامي قوانين حاكم بر عالم آگاهي داشته باشد. علاوه بر اين بايد از قواي محاسبه كنندگي نامحدودي بر خوردار باشد. چراكه حل معادلات فيزيك از پيچيدگي فراواني برخوردار است و اغلب اوقات محاسباتي كه توسط هوش انساني انجام مي شود تقريبي و ناقص است. به اين بيان لاپلاس از موجبيت، موجبيت علي گفته مي شود، علاوه براين كه حاوي موجبيت پيش بيني گرايانه نيز هست.

اما آنچه فيزيكدانان را وا مي داشت تا موجبيت را با عليت يكسان بدانند، شكل روابطي بود كه براي معادلات فيزيكي مي نوشتند. همانطور كه مي دانيم روابط موجود در فيزيك كلاسيك ، روابطي قطعي و معين هستند.

معادلات فيزيكي علاوه بر اين كه حكايت گر رابطه اي موجبيتي هستند، علت و معلول را نيز مشخص مي كنند. به همين دليل الگوي عليت در فيزيك كلاسيك به «الگوي تابعي» عليت معروف شده است، الگويي كه در مكانيك كوانتومي به «الگوي شرطي عليت» تغيير پيدا مي كند.

چرا مكانيك كوانتومي به طرد موجبيت مي انجامد؟ همانطور كه از نقل و قول لاپلاس فهميده مي شود اگر كسي مكان و سرعت ذره را در يك لحظه بداند مي تواند با توجه به نيروهاي حاكم بر ذره مكان و سرعت ذره را در تمامي لحظات بعدي بداند. مشكل در اين نكته قرار دارد كه براساس مكانيك كوانتومي نمي توان مكان و سرعت يك ذره را توأمان با هم دانست و اين عدم شناخت ناشي از كمبود اطلاعات ما نيست بلكه خود ذره اساساً در يك لحظه نمي تواند هم مكان قطعي داشته باشد و هم داراي سرعت مشخصي باشد. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه موجبيت لاپلاسي در مورد جهان كوانتومي اعتبار ندارد. اين استدلالي كه آورده شد منسوب به هايزنبرگ است، كسي كه اصل عدم قطعيت اش حكايت گر اين واقعيت است كه يك ذره نمي تواند در يك لحظه بعضي از كميت ها را به صورت قطعي داشته باشد از جمله سرعت و مكان. استدلال مذكور مبتني بر يك مغالطه است و نمي تواند معتبر باشد. چرا كه از نفي مقدم يك گزاره شرطي(عدم وجود مكان و سرعت در يك لحظه) نفي تالي (عدم شناخت مكان و سرعت در لحظات بعدي) را نتيجه گرفته است. دليل قوي تر براي نفي موجبيت در مكانيك كوانتومي وجود احتمالات در روابط كوانتومي است. در نظريه كوانتوم ديگر نمي توان گفت كه مقدار انرژي در لحظه بعدي فلان مقدار قطعي است. بلكه صرفاً مي توان گفت كه با فلان احتمال انرژي فلان مقدار است. از طرف پديد آورندگان نظريه اين احتمال ناشي از جهل ما نيست و علي الاصول ناموجبيت در جهان حكمفرماست. هرچند اين نظر ميان فيزيكدانان و فلاسفه مورد چالش قرار گرفته است. اما نكته اصلي اينجاست كه با طرد موجبيت هنوز مي توان به عليت معتقد بود.

نقل از هوپا

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

مقدمهاسترس آن چيزى است كه شما در واكنش به فشار دنياى بيرون (مدرسه، محيط كار، فعاليت هاى پس از مدرسه، خانواده، دوستان) يا درون ( تمايل به موفقيت در مدرسه و ميل به پذيرفته شدن) احساس مى كنيد. استرس واكنش طبيعى افراد در هر سنى است.استرس از غريزه فرد در محافظت از خويش در برابر فشار عاطفى يا جسمى و در مقابله با خطر نشات مى گيرد

استرس‌ عبارت‌ است‌ از واكنش‌هاي‌ فيزيكي‌، ذهني‌ و عاطفي‌ كه‌ در نتيجه‌ تغييرات‌ و نيازهاي‌ زندگي‌ فرد، تجربه‌ مي‌شوند. تغييرات‌ مي‌توانند بزرگ‌ يا كوچك‌ باشند. پاسخ‌ افراد به‌ تغييرات‌ زندگي‌ متفاوت‌ است‌. استرس‌ مثبت‌ مي‌تواند يك‌ انگيزش‌ دهنده‌ باشد در حالي‌ كه‌ استرس‌ منفي‌ مي‌تواند در زماني‌ كه‌ اين‌ تغييرات‌ و نيازها، فرد را شكست‌ مي‌دهند، ايجاد شود.

نتايج يك پژوهش، حاكي از ضرورت توجه بيشتر به رضايتمندي شغلي زنان و كاهش متوسط زمان كار، به خصوص براي زناني است كه بيش از ديگران با عوامل استرس زا در محيط شغلي شان، مواجه هستند.
دكتر حميد سوري و دكتر عليرضا حاتمي سعدآباد، اعضاي هيات علمي دانشگاه علوم پزشكي جندي شاپور اهواز، در پژوهشي با عنوان «استرس هاي شغلي در زنان شاغل اهوازي»، آورده اند: استرس هاي شغلي، از عوامل مهم خطرزا براي سلامتي انسان شناخته شده است. استرس هاي شغلي، به خاطر مسئوليت بارزتر زنان در امور داخلي خانواده، هم بر خود آنان و هم بر ساير اعضاي خانواده اثر سوء دارد و كيفيت زندگي را كاهش مي دهد.
استرس نوعي نياز جسمي يا ذهني است كه در ما پاسخ‌هاي خاصي را بر مي‌انگيزد و به ما امكان مي دهد تا با خطر مبارزه كنيم يا از آن بگريزيم. مقادير كم استرس قادر است عملكرد شما را در اوضاع و احوال خاصي مثل ورزش و كار بهبود بخشد اما استرس بيش از حد به سلامت شخصي آسيب مي رساند. با مشخص نمودن شرايط استرس‌زا و يافتن راه‌هايي براي مقابله با آن، قادر خواهيد بود، استرس‌هاي مضر را به حداقل برسانيد.

منشأ استرس

استرس ممكن است از حوادث يا شرايط بروني، واكنش هاي فردي به تنش ها يا تركيبي از اين عوامل ناشي شده باشد. از جمله منابع عمده بروني استرس مي توان مشكلات درازمدتي مثل روابط خانوادگي ناراحت‌كننده، بيماري‌هاي ناتوان كننده يا بيكاري و نيز تغييرات عمده حتي تغييرات خوشايندي مثل ازدواج يا اثاث‌كشي و جمع شدن استرس هاي روزانه مثل ديررفتن سركار يا گيركردن در ترافيك را نام برد. از جمله الگوهاي رفتاري ايجادكننده يا تشديدكننده استرس هم مي توان ناشكيبايي و پرخاشگري، عدم اعتماد به نفس و احساسات سركوبگري مثل تنش يا اضطراب را بر شمرد.

تشخيص هاي نشانه‌هاي استرس

اگر نشانه هاي استرس، زود تشخيص داده شوند، براي پيشگيري از مشكلاتي كه براي سلامت ايجاد ممكن است شود، بايد اقداماتي انجام داد. داشتن انرژي كمتر از حد معمول، كاهش اشتها يا خوردن بيش از حد معمول از جمله اين نشانه‌ مي‌باشد، ممكن است دچار سردرد يا زخم‌هاي دهان شويد و بيش از حد مستعد ابتلا به عفونت‌هاي خفيفي همچون سرماخوردگي شويد. اگر احساس استرس، زياد باشد، ممكن است مضطرب، بغض كرده، تحريك‌پذير يا غمگين باشيد. خواب ممكن است مختل شود و روابط با ديگران كدورت يابد. براي آن كه از اين حالت رهايي يابيد ممكن است به الكل، تنباكو يا موادمخدر وابسته شويد. اگر استرس موجب هر يك از اين مشكلات شود، درصدد كمك از خانواده، دوستان يا پزشك خود برآييد.

تغيير دادن روش زندگي

اگر روش زندگي‌تان پر از استرس است، سعي كنيد آثار مضر استرس را كم كنيد. وقتي را براي گذراندن اوقات خود با خانواده يا دوستان كنار بگذاريد و فعاليت‌هاي لذت‌بخش انجام دهيد. ورزش كردن منظم نيز همانند آموختن، آسوده سازي و تمدد اعصاب هوشيارانه‌ بدن، قادر است تنش ‌هاي جسمي را تسكين دهد (به مبحث «تمرين‌هاي تمدد اعصاب» مراجعه نماييد). كارهاي پراسترس را به بخش هاي كوچك و آسان تقسيم كنيد. بيشتر برروي كارهاي مهم تمركز كنيد و براي حفظ زمان و انرژي خود، تعداد كارهايي را كه كمتر ضروريند، كاهش دهيد . اگر افراد، توقعات بيش از حد از شما دارند، سعي كنيد اين توقعات را كمتر كنيد.

تمرين‌هاي تمدد اعصاب

در صورتي كه دچار استرس شويد، عضلات منقبض شده، قلب تندتر مي زند و تنفس كم عمق و سريع مي شود. با يادگيري برنامه‌هاي ساده تمدد اعصاب به ذهن و جسم خود آرامش ببخشيد. اين برنامه پاسخ بدن را به استرس كاهش مي دهند. شيوه تنفسي كه در اين جا نشان داده شده است ممكن است موجب كاهش استرس شود. براي كسب اطلاعات بيشتر، از پزشك خود پرسش نماييد و ببينيد كه آيا او كلاس هاي تمدد اعصاب را تمديد مي نمايد يا خير.

تنفس براي تمدد اعصاب

با استفاده از ديافراگم و عضلات شكم خود، آرام و عميق تنفس كنيد. دستي را برروي قفسه سينه و دست ديگر را برروي شكم قرار دهيد. دستي كه برروي شكم است بايد بيش از دست ديگر حركت كند.

•آيا استرس هميشه است؟

خير. در واقع اندكى استرس لازم است. بيشتر ما بدون احساس رقابت نمى توانيم در ورزش، موسيقى، رقص، كار و مدرسه موفق شده به كمال برسيم. بدون استرس ضرب الاجل، بيشتر ما پروژه ها يا كار هاى مدرسه را به موقع به پايان نخواهيم رسانيد.
•اگر استرس اين قدر طبيعى است، پس چرا احساس ما اينقدر بد است؟
چيز هاى زيادى در زندگى روى مى دهد، پس احساس شكست و ياس، بسيار امكان پذير خواهد بود. چيز هايى هستند كه شما نمى توانيد كنترل كنيد و اين نااميد كننده ترين بخش كار است. ممكن است والدين شما دائم در حال مشاجره باشند و يا زندگى اجتماعى شما نابسامان و آشفته باشد. همچنين ممكن است شما زمانى كه خود را تحت فشار قرار مى دهيد- مانند فشار جهت گرفتن نمرات خوب يا ارتقا در كار نيمه وقت _ احساس بدى پيدا كنيد. يك واكنش عمومى به استرس انتقاد از خويش است. حتى ممكن است آنقدر احساس ناراحتى بكنيد كه هيچ چيز دلخوش كننده اى در زندگى نيابيد و زندگى كاملاً بى رحم و خشن به نظر بيايد. زمانى كه اين امر روى مى دهد، مى توانيد به آسانى تصور كنيد كه شما قادر به تغيير چيزى نيستيد. اما چنين نيست و شما مى توانيد خيلى چيز ها را تغيير دهيد.

•نشانه هاى وجود استرس

- احساس افسردگى، بدخلقى، گناه، خستگى.
- سردرد، دل درد، اختلال خواب.
- خنديدن و گريه كردن بى دليل.
- سرزنش كردن ديگران به خاطر چيزهاى ناخوشايندى كه برايتان اتفاق مى افتد.
- فقط جنبه منفى چيز ها را ديدن.
- احساس اينكه چيز هايى كه قبلاً براى شما جالب و سرگرم كننده بوده اند، ديگر جذابيت خود را از دست داده اند و بيشتر بارى هستند كه بر شما تحميل مى شوند.
- انزجار از آدم ها يا مسئوليت هايتان.
•چيز هايى كه در مبارزه با استرس مفيد هستند
- خوردن غذا هاى متعادل به صورت منظم
- كم كردن مصرف كافئين
- خواب كافى
- تمرينات منظم ورزشى
•چگونه مى توانيم با استرس كنار بياييم؟
گرچه شما هميشه نمى توانيد چيز هاى تنش زا را كنترل كنيد، اما مى توانيد واكنش خود را در برابر آنها تحت كنترل درآوريد.
احساس شما درباره چيز ها نتيجه طرز تفكر شما درباره آنهاست.
اگر بتوانيد شيوه تفكر خود را تغيير دهيد، خواهيد توانست احساس خويش را نيز تغيير دهيد. براى كنار آمدن با استرس، اين موارد را مد نظر قرار دهيد:
۱ _ فهرستى از چيزهاى تنش زا را تهيه كنيد.
دوستان، خانواده، مدرسه و ساير فعاليت ها را در نظر بگيريد. بپذيريد كه نمى توانيد هر چيزى را كه در فهرستتان آورده ايد كنترل كنيد.
۲ _ مواردى را كه مى توانيد تحت كنترل در آوريد.
براى مثال، اگر زيادى كار مى كنيد و فرصتى براى مطالعه نداريد با رئيستان درباره كاهش ساعات كار صحبت كنيد.

۳ _ به خودتان استراحت بدهيد.
به خاطر داشته باشيد كه شما هميشه نمى توانيد همه را از خودتان راضى نگاه داريد و خطا كردن امرى جايز است.
۴ _ خودتان را به انجام چيزهايى كه نمى توانيد يا نمى خواهيد انجام دهيد، مجبور نكنيد.
اگر سرتان زيادى شلوغ است، در مورد تزئين سالن اجتماعات مدرسه براى مراسم جشن قولى ندهيد. اگر خسته هستيد و حال بيرون رفتن نداريد به دوستتان بگوييد كه براى شب ديگرى قرار خواهيد گذاشت.
۵ _ كسى را براى صحبت كردن پيدا كنيد.
صحبت با دوستان و خانواده كمك كننده خواهد بود، چرا كه امكان بيان احساساتتان را به شما مى دهد. اما ممكن است مشكلات خانوادگى يا اجتماعى شما دشوارتر از آن باشند كه بتوان در موردشان بحث كرد. اگر احساس مى كنيد كه نمى توانيد با خانواده و يا دوستان راحت درباره مشكلتان صحبت كنيد.با يك نفر خارج از اين مجموعه صحبت كنيد. وى مى تواند روحانى، مشاور مدرسه يا پزشك خانواده باشد.
• چيزهايى كه در كنار آمدن با استرس به شما كمك نمى كنند.
راه هاى سالم و ناسالم در كنار آمدن با استرس وجود دارند. فرار از مشكلات با مصرف مواد مخدر و الكل بسيار خطرناك است. هر دو مى توانند بسيار وسوسه انگيز باشند و توسط دوستانتان به شما تعارف شوند. ممكن است دارو و مواد مخدر پاسخ هاى آسانى به نظر برسند، اما چنين نيست. مصرف دارو و الكل مشكلات جديدى را به مشكل شما اضافه مى كند، مانند اعتياد يا مشكلات خانوادگى و به مخاطره افتادن سلامتى.
• من سعى كرده ام با استرس كنار بيايم، اما فقط احساس مى كنم كه تسليم شده ام...
اين يك علامت خطر است. استرس ممكن است بزرگ تر از آن باشد كه بتوان با آن كنار آمد. در اين صورت ممكن است شما به چيزهاى وحشتناكى مثل صدمه زدن به خويش و يا خودكشى فكر كنيد. زمانى كه احساس ياس مى كنيد و تسليم مى شويد، اين بدان معناست كه كارها هرگز بهتر نخواهد شد. بلافاصله با يك نفر صحبت كنيد. صحبت كردن درباره احساساتتان اولين قدم در اين راه است كه بياموزيم چگونه با آنها كنار بياييم تا احساس بهترى داشته باشيم.

پيشگيري‌

براي‌ كمك‌ به‌ پيشگيري‌ از استرس‌ منفي‌، به‌ آن‌ دسته‌ از امور زندگي‌ بپردازيد كه‌ مي‌توانيد از عهده‌ آنها برآييد.
از آنجا كه‌ هميشه‌ نمي‌توان‌ جلوي‌ استرس‌ را گرفت‌، روش‌هايي‌ را ياد بگيريد كه‌ براي‌ حفاظت‌ از سلامت‌ ذهني‌ و فيزيكي‌ خود، سازگار شويد. با مطالعه‌ مقالات‌ و كتب‌، در مورد استرس‌ به‌ خود آموزش‌ دهيد.

عواقب‌ مورد انتظار

معمولاً با درمان‌ توسط‌ خود يا درمان‌ تخصصي‌ بهبود مي‌يابد.

عوارض‌ احتمالي‌

استرس‌ مزمن‌ مي‌تواند در بسياري‌ از مشكلات‌ مربوط‌ به‌ سلامت‌ شامل‌ حوادث‌، آرتريت‌، آسم‌، سرطان‌، سرماخوردگي‌، كوليت‌، ديابت‌، اختلالات‌ غدد درون‌ريز، خستگي‌، سردرد، كمردرد، مشكلات‌ گوارشي‌، اختلالات‌ پوستي‌، بيماري‌ قلبي‌، فشار خون‌ بالا، بي‌خوابي‌، دردهاي‌ عضلاني‌، اختلال‌ كاركرد جنسي‌ و زخم‌ها نقش‌ بازي‌ كند.

درمان‌

اصول‌ كلي‌

آزمون‌هاي‌ تشخيصي‌ ممكن‌ است‌ شامل‌ موارد زير باشند:
مشاهده‌ علايم‌ توسط‌ خود شما
شرح‌ حال‌ طبي‌ و معاينه‌ فيزيكي‌ به‌ وسيله‌ يك‌ پزشك‌ در صورت‌ لزوم‌
برخي‌ از روش‌هايي‌ كه‌ به‌ كاهش‌ استرس‌ كمك‌ مي‌كنند، به‌ شرح‌ زير هستند:
يك‌ روش‌ را ياد بگيريد و به‌ طور منظم‌ و در صورت‌ امكان‌ هر روز آن‌ را تمرين‌ كنيد. روش‌هاي‌ بسياري‌ وجود دارند.

به‌ مدت‌ كوتاهي‌ از هر وضعيت‌ پر استرسي‌ كه‌ در طول‌ روز به‌ آن‌ برمي‌خوريد، دور شويد.
يك‌ روش‌ سفت‌ و شل‌كننده‌ عضلات‌ را ياد بگيريد و آن‌ را تمرين‌ كنيد.
از آوردن‌ مشكلات‌ خود به‌ خانه‌ يا بستر خودداري‌ كنيد. در پايان‌ روز، دقايقي‌ را به‌ مرور تك‌تك‌ تجارب‌ كل‌ روز اختصاص‌ دهيد به‌ طوري‌ كه‌ انگار يك‌ نوار را مجدداً گوش‌ مي‌دهيد. تمام‌ عواطف‌ منفي‌ را كه‌ متحمل‌ شده‌ايد (عصبانيت‌، احساس‌ عدم‌ امنيت‌ يا اضطراب‌) از خود برهانيد. از كليه‌ انرژي‌ها يا عواطف‌ خوب‌ (افكار عاشقانه‌، ستايش‌، احساسات‌ خوب‌ در مورد كار يا خودتان‌) لذت‌ ببريد. در مورد كارهاي‌ ناتمام‌ تصميمي‌ اتخاذ كنيد و تنش‌ ذهني‌ يا عضلاني‌ را رها كنيد. هم‌اكنون‌ براي‌ يك‌ خواب‌ آرامش‌بخش‌ و بهبود دهنده‌ عواطف‌ آماده‌ هستيد.

يك‌ برنامه‌ ورزشي‌ اتخاذ كنيد. افرادي‌ كه‌ در وضعيت‌ فيزيكي‌ خوبي‌ به‌ سر مي‌برند، به‌ احتمال‌ كمتري‌ به‌ عوارض‌ منفي‌ استرس‌ مبتلا مي‌شوند.

يك‌ رژيم‌ غذايي‌ طبيعي‌ و كاملاً متعادل‌ اتخاذ كنيد. مكمل‌هاي‌ ويتاميني‌ ممكن‌ است‌ توصيه‌ شوند.

تهيه كننده :

محمد امين ترابي

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

محاسبه انتقال گرما در سطوح نانومقياس

دانشمندان با استفاده از یک نانونوک، با منبع گرمایی نانومقیاس، توانسته‌اند یک سطح موضعی را بدون تماس با آن گرم کنند؛ این کشف راهی به سوی ساخت ابزارهای گرمایی ذخیره اطلاعات و نانودماسنج‌ها خواهد بود.
همه ساله نیاز بشر به ذخیره اطلاعات بیشتر و بیشتر می‌شود

دانشمندان با استفاده از يك نانونوك، با منبع گرمايي نانومقياس، توانسته‌اند يك سطح موضعي را بدون تماس با آن گرم كنند؛ اين كشف راهي به سوي ساخت ابزارهاي گرمايي ذخيره اطلاعات و نانودماسنج‌ها خواهد بود.
همه ساله نياز بشر به ذخيره اطلاعات بيشتر و بيشتر مي‌شود. درك چگونگي انتقال گرما در مقياس نانو لازمه كاربرد اين فناوري تأثيرگذار در ذخيره اطلاعات است. دانشمندان سراسر جهان سعي دارند تا فناوري‌هاي جايگزيني براي سيستم‌هاي ذخيره اطلاعات كنوني بيابند تا پاسخگوي نياز روزافزون جوامع امروزي به ذخيره اطلاعات باشد؛ فناوري گرمايي ذخيره اطلاعات از جمله گزينه‌هايي است كه به آن رسيده‌اند.

در اين روش، با استفاده از يك ليزر، ديسك مورد نظر براي ذخيره اطلاعات را گرم كرده و به اين ترتيب فرايند ثبت مغناطيسي پايدار مي‌شود، به طوري كه نوشتن داده‌ها روي آن آسان‌تر شده، پس از خنك شدن آن مي‌توان داده‌ها را مجدداً بازيابي نمود. با استفاده از اين روش، مشكل بحراني حد ابرپارامغناطيسي كه دستگاه‌هاي ضبط مغناطيسي با آن مواجه‌اند، برطرف مي‌شود.
در روش‌هاي كنوني دانشمندان بيت‌هاي اطلاعاتي را كه در دماي اتاق كار مي‌كنند، تا اندازه معيني كوچك مي‌كنند، اما اين بيت‌ها با اين كار از لحاظ مغناطيسي ناپايدار شده، از محل خود خارج مي‌شوند، در نتيجه اطلاعات روي آنها پاك مي‌شود.

بررسي‌هاي اخير دانشمندان فرانسوي درباره انتقال گرما بين نوك و سطح به پيشرفت مهمي در زمينه ذخيره گرمايي اطلاعات و ديگر كاربردها منجر شده است. آنها گرمايي را كه بيشتر از طريق هوا و به شيوه رسانش، بين نوك سيليكوني و يك سطح انتقال مي‌يابد، محاسبه كردند.

Pierre-Olivier Chapuis از محققان اين گروه مي‌گويد: ”انتقال گرما در سطح ماكروسكوپي به خوبي شناخته شده است (وقتي برخورد مولكول‌ها در حالت تعادل موضعي ترموديناميكي باشد با تابع پخش فوريه بيان مي‌شود). همچنين انتقال گرما را مي‌توان در يك نظام بالستيك خالص (وقتي كه هيچ برخوردي بين مولكول‌ها وجود ندارد) محاسبه نمود. اما محاسبه انتقال گرما در نظام مياني، وقتي كه مولكول‌ها با هم برخورد دارند، همچنان يك چالش به شمار مي‌آيد.“

دانشمندان در آزمايش خود از يك نوك داراي منبع گرمايي به ابعاد 20 nm كه در فاصله بين صفر تا 50 نانومتري بالاي سطح قرار مي‌گيرد، استفاده كرده‌اند.

مولكول‌هاي هواي بين نوك و سطح، در تماس با اين نوك داغ، گرم شده و روي سطح ديسك قرار مي‌گيرند و گاهي هم قبل از آن با ديگر مولكول‌ها برخورد مي‌كنند. اين محققان براي اولين بار با استفاده از قانون بولتزمن درباره حركت گازها، توانستند توزيع گرمايي در اين مقياس و نيز سطوح شارگرمايي را تعيين كنند. آنها نشان دادند كه انتقال و انتشار گرما از نوك به سطح در مدت چند ده پيكوثانيه و بدون آن كه تماس بين نوك و سطح برقرار شود، انجام مي‌گيرد. آنها همچنين دريافتند كه در فاصله كمتر از 10 nm اين نوك داغ مي‌تواند ضمن حفظ شكل، ناحيه‌اي به پهناي 35 nm را گرم كند و در بيشتر از اين فاصله، شكل از بين رفته و لكه گرمايي به طور قابل توجهي افزايش مي‌يابد.

با اين روش كه پيش‌بيني مي‌شود تا سال دو هزار و ده به بازار راه يابد، مي‌توان چگالي اطلاعاتي معادل تريليون‌ها بيت (ترابايت) را دريك اينچ مربع جا داده و چگالي جريان را هم كمتر نمود. از اين روش همچنين مي‌توان در ميكروسكوپ‌هاي گرمايي پيمايشي كه مانند يك نانودماسنج، گرما و رسانش گرمايي در مقياس نانو را حس مي‌كنند، استفاده نمود. در اين روش اطلاع از سطح شار گرمايي، براي تشخيص اين كه آيا به دماي بحراني (مانند نقطه ذوب) رسيده‌ايم يا نه، بسيار مهم است.
به گفته اين محققان در اين روش با كاهش گرماي منبع، مي‌توان به بررسي دقيق‌تر نمونه نسبت به آنچه هم‌اكنون انجام مي‌شود، پرداخت.

اين محققان نتايج كار خود را در مجله Nanotechnology به چاپ رسانده‌اند.

منبع: سي پي اچ
به نقل از هوپا

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

اصول پايه طراحي خودرو

ابتدا از پرسپکتیو های اولیه شروع میکنیم. ما 3 نوع پرسپکتیو داریم.1- یک نقطه ای 2- دو نقطه ای و 3- سه نقطه ای که فراخور زاویه و نوعدیدمون از از اون موضوع یکی از آنها رو انتخاب میکنیم. ابتدا یک نقطه ایدر همه پرسپکتیو ها ما یک خط افقی داریم که به نام خط افق محسوبمیشه و تمام خطوط منشعبه از اون و از دو نقطه مشخص انشعاب میگیرن

به این نقاط نقطه گریز میگوییم.
اگه یک نقطه رو 1 بنامیم و دیگری رو 2 تداخل خطوط منشعبه از اونها که
میتونند زاویه های مختلفی هم داشته باشند، گوشه های کار ما رو تشکیل
میدهند. این خطوط رو محور های اصلی مینامیم Minor Axis و ما محورهای
دیگه ای هم داریم که اونها رو Major Axis یا محورهای غیر اصلی مینامیم که
مثلآ در این تصویر میتونه محور منصف بیضی چرخهای ما باشه و گاهآ تابعی از
محورهای اصلی کار ما نیست. کارمون رو ابتدا در یک مکعب محاطی یا بعبارتی
Bending box ترسیم میکنیم. این مکعب کمک بسیار شایانی در رسم صحیح
کار به ما میکنه.

اما در پرسپکتیو یک نقطه ای ما یک نقطه گریز داریم که تمام خطوط متشکله
ما از این نقطه خارج میشوند.

گاهآ ما هرچه به سمت بالا برویم وجه روبرویی ماهم به خودی خود وارد یک پرسپکتیو
دیگر خواهد شد و شکل ما به پرسپکتیو دو نقطه ای و گاهآ سه نقطه ای نزدیک میشود
مانند تصویر زیرین عکس بالا.

به همان صورت که گفته شد ابتدا ما مکعب مناسبمون رو ترسیم میکنیم و بعد شروع به
ترسیم خودروی مورد نظرمون در این مکعب میکنیم ، به این صورت که در تصور خودمون ما
شروع میکنیم به برش زدن از نواحی مختلف مکعب. البته نقطه یابی بصورت اصولی کمک
بسیار زیادی به ما میکنه که به اون هم در آینده پرداخته خواهد شد. به تصویر زیر دقت کنید
و شما هم برای خودتون با ترسیم مکعب مناسب اقدام به ترسیم خودرو در اون مکعب
بکنید. ابتدا برای مبتدایان بد نیست که با خودروهای گوشه تیز Hard Edge شروع کنند. ;)

با ترسیم درست و استفاده از قواعد پرسپکتیو ما میتوانیم تصاویر دقیقتر و معقول تری را
از سوژه مورد نظر در ذهنمان داشته باشیم . مثال زیر نمونه ای از طراحی یک Interior یا
فضای داخلی خودرو با شیوه پرسپکتیو دو نقطه ای است.

در یک صفحه با رعایت اصول پرسپکتیو سه عنصر مکعب، استوانه و کره را ترسیم کنید.
حال با قرار دادن یک منبع نور فرضی تاثیر نور بر اجسام رو نشون بدهید. مدیا شما میتونه
مداد باشه. به تصویر زیر توجه کنید...

ما با درنظر گرفتن محل منبع نور Light Source که در این تصویر با یک فلش مشخص است
در هر جسم 3 نوع تاثیر نوری یا روشنایی خواهیم داشت که به ترتیب عبارتند از:
1- Lightest و یا روشنترین ها
2- Mid tone یا رنگ های میانه یا سایه روشن ها
3- Dark و یا تیرگی ها
که در این تصویر با سه شماره به روشنی و کاملآ قابل دیدن میباشند. نکته مهم تطابق سایه
و نور با فرم کلی احجام هستند که بسته به نرمی و خشکی آنها میتواند تخط یا قوسدار باشد
همچنین بازتاب نور بر روی سطح زمینه در این کار یک انعکاس سایه روشن نیز در زیر کره ایجاد
کرده است. این تمرین را هم میتوانید بر روی کاغذ با مداد و یا مارکر انجام دهید.

حال یک مکعب و یک استوانه استیل را در ذهن خود تجسم کنید و بر روی کاغذ مانند شکل زیر
ترسیم کنید.

در اینجا هم ما تاثیر نور ،‌انعکاس اجسام به خودی خود و انعکاس اجسام در همدیگر را میبینیم.
همینطور سایه اجسام هم متاثر از انعکاس نور اجسام و انعکاس نور زمینه هم در جاهایی تغییر
کرده است. حال شما هم این تمرین را میتوانید با همین زاویه و در مراحل بعدی با زاویه های دیگر
و با اشیاع دیگر انجام دهید. پیش از هر چیز این را متذکر شوم که تمرین زیاد و حوصله و دقت بیشتر
شما ضامن موفقیت های آینده شما خواهد بود.

مامعمولآ در یک جسم صیقلی و یا نیمه صیقلی انعکاسی از محیط اطراف به این صورت خواهیم داشت.
مثال اون رو در یک کره به این صورت میشه نشون داد که در بالای کره انعکاسی از آسمان و یا اتمسفر
دارم Sky Reflection or Atmosfer Reflection که بدلیل مدور بودن حجم ما در سایه روشن آسمان به
صورت مدور خواهد بود. همینطور در وسط کره نیز انعکاسی از اتفاقات دوردست در افق را خواهیم داشت
که به آن Horizon Reflection میگویند.این قسمت از کار با رنگ تیره ترسیم میشود و در وسط این انعکاس
باریک شده و در کناره ها هم وسیع میگردد. همچنین در پایین کار هم ما یک انعکاس از زمین خواهیم داشت
که با رنگی تیره تر از رنگ آسمان ترسیم میکنیم. به انعکاس سایه کلی خود کره بر روی زمین نیز توجه کنید
که در طبیعی جلو دادن آن بی تاثیر نخواهد بود. تمرین زیر را هم انجام دهید.

تمرین های فوق را برای هفته اول انجام دهید تا به مراحل پیشرفته تر و بالاتر در هفته بعد بپردازیم.
من برای قرار دادن تمرینهایتان هم یک گالری تاپیک احداث میکنم تا در اون کاراتون را بگذارید و یا سئوال های
احتمالی رو بپرسید. ضمنا این تاپیک رو به عنوان کلاس درس بدونید، از این رو برای جلوگیری از قراردادن هرنوع
پستی در آن ، پس از آپلود شدن مطالب هفتگی قفل خواهد شد. :)

ضمنآ در آینده مطالب تکمیلی هر عنوان از کلاسها ، جداگانه میتواند اضافه شود، پس دیدن هرازچندگاهی مطالب
قبلی خالی از لطف نخواهد بود.

درس دوم. ترسیم دقیق تر

اشتباهی که اکثرآ من توی تمرین بچه ها و کاراشون میبینم اینه که معمولآ تمام مسائل پرسپکتیوی
پایه رو خوب رعایت میکنند ، اما متاسفانه هنگامی که میخواهند یک یا تمامی چرخهای خودرو را ترسیم
کنند، الا بختکی و بدون مربع محاطی اقدام به ترسیم یک بیضی میکنند که گاهآ این بیضی یا باریک
است و یا پهن. بهترین کار اینه که مربع بندینگ باکس یا مربع محاطی اون رو ترسیم کنند و بهد از اون
اقدام به رسم بیضی دورتادور رینگ و لاستیک بکنند. به این صورت تصویر زیر. معمولآ در پرسپکتیو هایی
که دید بیشتری از بالا داریم ، محور بیضی ما عمود بر سطح زمین نیست و یکمی مایل تره.

بیضی ترکیبی از دو کمان بزرگ و دو کمان کوچکه که محور اون زاویه کوچک لوزی محاطی به زاویه دیگر
کوچک مرتبط میشه. مثل تصویر بالا.
برای درک بهتر این محور یکبار دیگه عکس درس قبل رو تکرار میکنم و کاربرد محور ماژور اینجا بیشتر مشخص
میشه.

این تصویر هم گویای پرسپکتیو خودرو در زوایای مختلفه و امیدوارم تصویرها گویای تمام مطالب باشند.
در این تصویر زیر شما میتونید با انتقال بلوپرینت بر روی هر سطح از خودرو یا بهتر بگوییم ، مکعب محاطی گرداگرد
خودرو ، و انتقال نقاط فصل مشترک در دو نما با استفاده از نقطه گریزهای پرسپکتیو ، به نقاط صحیح اونها
در اون پرسپکتیو پی ببرید.

حال شما با ترسیم مکعبهایی با زاویه دیدهای مختلف هم سطح زمین Ground Level و ارتفاع متوسط Mid Level
و ارتفاع بلند High Level Perspective دیدهای مختلفی از یک خودرو داشته باشید و این تمرین رو با یک مدل طرح
موجود و یا طرح تخیلی انجام بدهید :

تمرین بالا رو هم با زاویه های دیگه و پرسپکتیو یک و دو نقطه ای دیگر هم میتونید تکرار کنید.

برای ترسیم بیضی های دیگر که در یک محور هستند و ولی سطح اونها متغیره و جلو عقبند به روش زیر استفاده کنید:

به این صورت که مرکز آکس و محور چرخ شما یکیست اما دایره های رینگ شما عقب و جلو میشود. مانند تصویر زیر:

حال اگه از مبحث بیضی و دایره چرخ ها کمی دور بشویم و کلی تر نگاه کنیم گاهآ دوستان تناسبات کلی خورو را فراموش
میکنند و یا خودروی آنها خیلی دراز و کشیده میشه و یا خیلی کوتاه و به اصطلاح کپل میشه و نمونه اون رو در زیر آوردم
تا متوجه شوید که چگونه رعایت تناسبات طلایی در خودرو میتونه باعث ترسیم بهتر و معقولانه تر کار شما بشه.
در اینجا یکنفر با عدم دقت در پرسپکتیو ، اقلب عناصر خودرو را بدون نتاسب ترسیم کرده و درجای خودش قرار نداده . تصویر
کاملآ گویاست، ببینید که با کمی دقت و حوصله میشه چقدر کار رو بهتر ارائه کرد:

در تصویر زیر هم شما تفاوت کار در صرف وقت برای بدست آمدن طرح اولیه از اسکیس سریع
گرفته و با تحمل وقت بیشتر و توجه در دیتایل ها و جزئیات دیگر میتونید به طرح پخته تری برسید.

اینبار میخواهیم سراغ انعکاسات محیط بر روی بدنه خودرو بریم و یک سری اصول اولیه رو
تمرین کنیم. برای شروع ما یک تانکر حمل سوخت رو با جنسیت کروم در نظر میگیریم که
انعکاسی مانند آینه دارد و تاثیراتی که از انعکاس محیط بر روی آن میبینیم بسته به فرم گرد
و محدب اون میتونه به این صورت باشه :

معمولآ ما انعکاس یک بیابان رو روی کارمون میندازیم که شامل انعکاس آسمان با سایه آن
بسته به موقعیت خورشید و سایه های اونه و دیگری انعکاس زمینه که میتونه بسته به وقت
غروب و یا طلوع خورشید به سمت ما و یا برعکس تیره باشه. و مابین این دو انعکاس و افق
را داریم که اتفاقات دوردست و کوههای ما در نقاط دوردست است و بسته به گرد و محدب
بودن فرممون میتونه باریک باشه و یا در نما های تخط سطح بیشتری از اتفاقات دورتادورمون
رو در اون داشته باشیم.

در عکس پایین سمت چپ ما انواع مقطع از کنار ماشین رو نشون میدیم که هرچه لبه آن نوک
تیز و یا گرد باشد و حالت دوکی داشته باشد ، ما انعکاس افق باریکتری در نمای بغل و یا
پرسپکتیو خواهیم داشت و برعکس آن هم حرچه نمای بغل ما در مقطع تخت تر باشد ، بالاطبع
انعکاس افق ما هم در این فرمها پهنتر و به فرمهای طبیعی نزدیکتر خواهد بود. حال با در نظر
گرفتن این قانین ما عکس سمت راست را که یک خودروی اسپرت با انعکاس بالا به اینصورت
ترسیم میکنیم.

همیشه سعی کنیم ، تصور درستی از نوع نور ، جهت نور و انعکاسهای آن داشته باشیم مثال زیر
نمونه ای از ترسیم یک خودرو با در نظر گرفتن جهت نور و نعکاس نور بر روی زمین و همینطور انعکاس
نور محیطی یا آسمان است که تاثیر خود را بر شیعی مانند این اتومبیل به این صورت نشان میدهد و
جهت سایه بر روی زمین هم تابعی از جهت نور و جای قرار گیری منبع نور است . عکس زیر :

به تصویر پایین توجه کنید: در بالای تصویر مثالی هت 3 جنسیت با سه نوع انعکاس نوری دیده میشه
و ما باید بدونیم که در بعضی از قطعات مانند قطعات پلاستیکی و لاستیکی ، ما کمترین انعکاس نور
خورشید را داریم که مثال آن در سمت راست برای یک قطعه لاستیکی آمده است و در سمت چپ هم
ما یک قطعه فلزی را داریم که بیشترین انعکاس نور و محیط اطراف را در رنگهای متالیک تیره ماشینها
داریم. همینطور شیشه دودی خودرو ها مثال دیگریست که بیشترین انعکاس نور محیط ، گاهآ بیشتر
از بدنه در آن مشاهده میشود. پس دقت کنیم که در ترسیم هایمان مقدار انعکاس را در هر قسمت از
خودرو تحت کنترل داشته باشیم تا به تصویری طبیعی تر و معقول تر در ترسیمات داشته باشیم.
برای بهتر تشخیط دادن فرمهای بالایی خودرو هم معمولآ ، انعکاس یک دیوار فرضی را بر روی نیمی
از سطوح رویی و بالایی خودرو می آوریم تا حجمهای ماشین خودشون رو بهتر نشان بدهند.

با در نظر گرفتن مطالب قبلی باید توجه داشته باشیم که بسته به میزان برآمدگی سطوح
و حجمها ؛ ما انعکاسهایی را از محیط اطراف ، یعنی آسمان ، افق و زمین خواهیم داشت
که نسبت به مات بودن و یا براق بودن فرممان ، تاثیرات آن را بر روی طرحمان میباستی به
درستی و با منطق ترسیم کنیم. اینجاست که معنای واژه خوب دیدن معلوم میشود . شما
بعد از تجربه کردن این حالت ، دیگر انعکاس محیط بر روی بدنه اتومبیل در هر لحظه برایتان
معنی دیگری پیدا خواهد کرد و با دقت بیشتری پیرامون خود را مشاهده میکنید.
عکس زیر مثال دیگریست که قیمتی از بدنه را نشان میدهد که در سه حالت مختلف ، بسته
به فرم آن انعکاس افق را بر روی آن ترسیم میکنیم. در جایی که فرم ساده است و بدون دست
انداز بر روی بدنه میباشد ما یک افق خاص را داریم ، این قانون در جایی که حجم ما موج
بیشتر و یک پله و یا دست انداز بیشتری دارد ، آنموقع تعداد انعکاسات افق ما از یک به دو عدد
تغییر خواهد کرد.

حال با این مثال ها شما درک بهتری از فرم و انعکاسهای محیط بر روی آن خواهید داشت.
حجمهای کلی از ماشین ترسیم کنید و با دقت و منطق ، انعکاس افق را بر روی آن نشان دهید.
خطوط Guide Lines افقی و عمودی رسم شده بر روی پیکره طرح شما کمک ماثری برای نشان
دادن حجم کلی شکل مورد نظر شما خواهند کرد و در آینده در حد معقول از آن غافل نشوید.
این مثال ها را هم برای درک بهتر از کارتون آورده ام تا راهنمایی برای شما باشد:

با تشكر از فرزاد برخورداري

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

ده آزمايش برتر جهان ( زيباترين آزمايش هاي فيزيك در تاريخ )

در عصری که ما زندگی می کنیم آزمایشهایی که چشمان جهانیان را خیره می کند ازجمله آزمایشهایی که برای یافتن توالی اجزای یک ژنوم، شکافتن ذرات ریز اتمی در شتابدهنده ها و تجزیه وتحلیل ستارگانی که با ما میلیاردها سال نوری فاصله دارند نیاز به میلیونها دلار سرمایه گذاری دارند و تجزیه وتحلیل اطلاعات به دست آمده از ابزارهای پیشرفته دراین آزمایشها ماهها به طول می انجامد.

در عصري كه ما زندگي مي كنيم آزمايشهايي كه چشمان جهانيان را خيره مي كند ازجمله آزمايشهايي كه براي يافتن توالي اجزاي يك ژنوم، شكافتن ذرات ريز اتمي در شتابدهنده ها و تجزيه وتحليل ستارگاني كه با ما ميلياردها سال نوري فاصله دارند نياز به ميليونها دلار سرمايه گذاري دارند و تجزيه وتحليل اطلاعات به دست آمده از ابزارهاي پيشرفته دراين آزمايشها ماهها به طول مي انجامد.
«رابرت كريز» عضو گروه فلسفه دانشگاه نيويورك در استوني بروك كه مورخ آزمايشگاه ملي بروك هيون هم هست، از فيزيكدانان خواست ده آزمايش برتر جهان فيزيك را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما كه آزمايشهاي پيچيده توسط تيمهاي برجسته دانشگاهها و مراكز تحقيقات صورت مي پذيرد ده آزمايش برتري كه به عنوان زيباترين آزمايشهاي فيزيك در طول تاريخ انتخاب شد توسط ده فيزيكدان بسيار سرشناس انجام شده بود كه دستياران چندان زيادي هم نداشتند. ازهمه جالب تر اين كه اين آزمايشهايي كه در فهرست زيباترين آزمايشهاي فيزيك جاي گرفتند نيازي به كامپيوترهاي فوق پيشرفته بسيار مدرن نداشتند. اين ليست در مجله اين ماه Physics World به چاپ رسيده است . دراينجا به جاي آن كه به اين آزمايشها به ترتيب رتبه بپردازيم به ترتيب تقدم وتأخر زماني انجام اين آزمايشها، به اين ده آزمايش محبوب در فيزيك خواهيم پرداخت.

۱ـ اندازه گيري محيط زمين توسط اراتوستن رتبه هفتم را به دست آورد.

هنگام انقلابين [اصطلاح اخترشناسيSolstice] در ظهر روزي كه آفتاب در شهر آسوان مصر هيچ سايه اي ندارد به گونه اي كه نور خورشيد قادر است به طور مستقيم به ته يك چاه برسد، موردتوجه اراتوستن ـ كتابدار شهر اسكندريه در سه قرن پيش از ميلاد مسيح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنين روزي درست هنگام ظهر كه در آسوان سايه وجود ندارد در شهر اسكندريه سايه را اندازه گيري كرد، چاره اي نبود جز اين كه زمين را كروي درنظر بگيرد. چون سايه در اسكندريه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محيط هردايره ۳۶۰درجه است براساس اندازه گيري اراتوستن ميان اسكندريه وآسوان ۷درجه فاصله بود. [واحد اندازه گيري درآن زمان به جاي متر «Stadium» بود] با سفر ميان دوشهر اسكندريه وآسوان معلوم شد كه فاصله آنها براساس واحد اندازه گيري Stadium، ۵۰۰۰ است. به اين ترتيب هفت درجه از ۳۶۰درجه ۵۰۰۰ استاديوم اندازه گيري شده بود پس محيط زمين براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰استاديوم بود.

۲ـ آزمايش گاليله درمورد سقوط اجسام رتبه دوم را به دست آورد.

در اواخر دهه ۱۵۰۰ميلادي گاليليو گاليله Galileo Galilei كه كرسي استادي دانشگاه پيزا را داشت دانش متعارف زمان خود را زير سؤال برد . با انداختن دو شيء از بالاي برج پيزا كه وزنشان برابر نبود نشان داد كه شيءسنگين تر زودتر از جسم سبك تر فرود نمي آيد. اگر اين كشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قيمت شغلش تمام مي شد.

3-آزمايش گاليله با گوي هاي غلتان برروي سطح شيب دار رتبه هشتم را به دست آورد.

دراين آزمايش گاليله ثابت كرد كه مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقيم دارد وسرعت [Velocity كه با علامت اختصاري Vنمايش مي دهند] در جريان آزمايش ثابت باقي مي ماند.

4ـ انكسار نور با منشور توسط نيوتن رتبه چهارم را به دست آورد.

ايساك نيوتن درسالي به دنيا آمد كه گاليله مرد. نيوتن فارغ التحصيل كالج تثليث كمبريج (سال ۱۶۶۵) بود. اين بار هم نيوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زير سؤال برد. تلقي مردم از نور خورشيد مانند برداشت ارسطو بود ونور را خالص مي دانستند. با وجودي كه مردم رنگين كمان را ديده بودند. تا پيش از عبور نور از منشور وتجزيه آن به هفت رنگ حتي فكرش را نمي كردند نور متشكل از اين رنگها باشد.

۵ـ آزمايش كاونديش در مورد ميله و پيچش رتبه ششم را به دست آورد.

از تئوريهايي كه نيوتن در مورد گرانش داده بود يكي اين بود كه نيروي جاذبه ميان دوجسم رابطه مستقيم با جرم به توان دو و رابطه معكوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنري كاونديش براي اندازه گيري قدرت گرانش آزمايشي انجام داد او يك ميله چوبي دومتري كه به دوسر آن دوكره فلزي نصب شده بود انتخاب و با سيم اين ميله چوبي را آويزان كرد. با همين وسايل ساده كاونديش موفق به اندازه گيري ثابت گرانشي gravitational Constant شد. اين آزمايش زمينه اندازه گيري جرم زمين هم بود.

۶ـ آزمايش تداخل ـ نور يانگ مقام پنجم را به دست آورد.

همه تئوريهاي نيوتن درست از آب درنيامد. او مي گفت نور از ذرات تشكيل شده است و به صورت موج منتشر نمي شود. در سال۱۸۰۳ توماس يانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حركت پرتوهاي نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخي ايجاد كرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششي ضخيم پوشاند بعد از يك آيينه براي تغيير جهت پرتويي از نور كه از طريق اين سوراخ وارد مي شد، استفاده كرد با استفاده از يك كارت كه عرض آن يك ميليمتر بود جلوي نيمي از سوراخ را گرفت در نتيجه به توالي نوارهاي سايه و روشن مشاهده كرد، اين پديده در صورتي قابل توضيح است كه پرتوهاي نور مانند امواج در يكديگر تداخل ايجاد كنند. بعدها اين آزمايش را با دوسوراخ انجام دادند و نتيجه واضح تري به دست آمد.

۷ـ آزمايش پاندول فوكو رتبه دهم را به دست آورد.

دانشمندان سال پيش پاندولي را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمايش زدند كه در سال۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوكو با يك پاندول آهني ۳۰كيلوگرمي آويزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوكو به گوي يك پاندول سوزن گرامافون وصل كرده بود و روي زمين زير گوي حلقه اي از شن هاي مرطوب قرار داد. در مقابل حيرت همه نشان داد كه با وجودي كه حركت پاندول به جلو و عقب هدايت شده بود اما پاندول حركتي دوار انجام داد. يعني در واقع كف پانتئون در حال گردش بود و يا به عبارت بهتر زمين در حال چرخيدن حول محور خود بود. در پاريس هر ۳۰ساعت پاندول در جهت عقربه هاي ساعت يك دور را كامل مي كند. در نيمكره جنوبي اين گردش در خلاف جهت عقربه هاي ساعت است. همانطور كه دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش كامل پاندول ۲۴ساعت است.

۸ـ آزمايش قطره روغن ميليكان رتبه سوم را به دست آورد.

قرنها بود كه دانشمندان الكتريسيته را چه در مورد رعد و برق چه الكتريسته ساكن ناشي از تماس برس با موي سر مشاهده كرده بودند. در سال۱۸۹۷ تامسون فيزيكدان بريتانيايي پايه گذار اين دانش شد كه الكتريسيته از ذراتي به نام الكترون كه بار منفي دارند تشكيل شده است. رابرت ميليكان آمريكايي در سال۱۹۰۹ موفق به اندازه گيري بار منفي در الكترونها شد. براي اين كار از چندوسيله ساده استفاده كرد. با استفاده از افشانه هايي كه ادكلن را به صورت افشانه درمي آورند روغن را در يك محفظه شفافي افشاند كه دوطرف آن به دوسر يك باطري متصل بودند. به اين ترتيب يك سر محفظه مثبت و سرديگر آن منفي بود.
زماني كه نيروي گرانش با نيروي جاذبه الكتريكي كه قطرات روغن باردار را به سمت خود مي كشيد برابر مي شد قطره در ميان آسمان و زمين معلق مي ماند. در واقع در حالت عادي اين قطره به خاطر نيروي گرانش بايدپايين مي افتاد اما در اثر نيروي جاذبه الكتريكي در حال حركت به سمت قطب مخالف بود چون دونيرو برابر شدند اين قطره روغن از حركت بازايستاد. با همين وسايل ساده ميليكان موفق به اندازه گيري بار الكتريكي يك الكترون شد.

۹ـ آزمايش كشف هسته توسط رادرفورد مقام نهم را كسب كرد.

در سال۱۹۱۱ را در فورد و همكارانش با بمباران يك لايه بسيار نازك طلا با ذراتي به نام آلفا متوجه اين حقيقت شدند كه درصدي از اين ذرات منحرف و درصدي درست در جهت مقابل بازمي گردند به اين ترتيب رادرفورد موفق شد مدل قديمي آرايش هسته و الكترون را كه به «مدل كيك آلو» معروف بود به چالش بكشاند.

10ـ آزمايش ماكس پلانك و تئوري كوانتوم رتبه اول را كسب كرد.

در مورد نور نه حق به جانب نيوتن بود ونه يانگ نه مي توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج. در اوايل قرن بيستم ماكس پلانك و بعد آلبرت انيشتين نشان دادند كه نور به صورت بسته هاي بسيار كوچكي منتشر و جذب مي شود كه به آن فوتون مي گويند. در عين حال آزمايشهاي ديگر هم موجي بودن حركت نور را به اثبات مي رسانند.
براي اثبات در اينجا به جاي آزمايش از سوراخ يانگ و پرتوهاي نور از پرتوهاي الكترون استفاده ميشود. ذرات، براساس قوانين كوانتومي، پديده اي شبيه به نور در آزمايش تداخل يانگ از خود برجاي مي گذارند اگرچه اين آزمايش در سال۱۹۶۱ توسط كلاوس جانسون از توبينگن انجام شد اما در اين سالها ديگر يافته هاي دانش به قدري زياد و گسترده شده بود كه ديگر نمي توانست نامهايي ابدي مثل نيوتن و انيشتين در اذهان مردم دنيا بيافريند.

منبع:www.maximumtechnic.com

فرستنده : بهزاد طهماسب زاده

به نقل از سايت هوپا

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

فيزيك شتابدهنده

دستيابي به انرژي بالا يكي از آرزوهاي فيزيكدانان ، شيميدانان ، دانشمندان طب و ... و حتي با وجود امكان دست رسي به انرژي بالا هنوز هم تلاشها براي فراهم آوردن انرژيها بالاتر ادامه دارد زيرا انرژي بالا در شناخت و بررسي جهان ريز (مثل سيستمهاي اتمي) و جهان بزرگ (مثل كهكشانها) و در كشف پديده‌هاي موجود در اين جهانها با ايجاد تسهيلات فراوان موثر واقع مي شود. آيا در تشخيص فرد خاصي در انبوه جمعيت ، مثلا دانش آموزان يك دبستان ، از راه دور به زحمت افتاده ايد؟

براي اين تشخيص يا به داخل جمعيت مي رود يا در محل ايستادن خودتان از يك دوربين كمك مي گيرد. انرژي بالا نيز با وضع مشابهي به فيزيكدان يا شيميدان در كشف پديده‌هاي جديد كمك مي دهد. شتابدهنده‌ها دستگاههايي هستند كه از طريق شتاب دادن ذرات در ميدانهاي الكتريكي يا مغناطيسي به منظور دادن انرژي بالا به آنها بكار مي روند. اين ماشينها در كشف ذرات ريز اتمي فيزيكدانان و در تجزيه ساختار تركيبات شيميدانان را ياري رسانده و دانشمندان طب را براي مبارزه با بيماريها مسلح مي كند.

مكانيزمهاي شتاب دادن ذرات

سازنده‌هاي شتابدهنده به طرق گوناگوني موفق به شتاب دادن ذرات باردار شده اند. برخي از آنان از طريق اعمال ولتاژ مستقيم بين دو ترمينال براي شتاب ذرات باردار به سمت هدف استفاده كرده اند و برخي ديگر از طريق حمل بار با ابزار مكانيكي مثل تسمه و قرقره به محفظه‌اي كه شامل منبع يونهاي با بار هم‌نوع بار حمل شده به اين محفظه است، به شتاب ذرات باردار پرداخته اند. بعضي توانسته اند از طريق شتاب دادن كوچك متوالي ذرات باردار به انرژي بالا دست يابند.

وجود نواقصي در روشهاي مذكور سازنده‌ها را به استفاده از روشهاي پيشرفته براي شتاب ذرات واداشته است «شتابدهنده پيشرفته). يكي از اين روشها شتاب دادن ذرات باردار روي مسير مارپيچي دايروي به كمك ميدانهاي مغناطيسي بوده كه خود اين روش نيز در طي تكامل خود روش بهتري را سبب شده است مثلا در مسير مارپيچ دايروي براي رسيدن به ذرات با انرژي خيلي بالا لازم است كه طول اين مسير را طولاني كنند ولي استفاده از تغيير اندازه ميدان مغناطيسي و تغيير فركانس توانسته‌اند به جاي مسير مارپيچ دايروي ، ذرات باردار روي دايره‌هاي هم مركز شتاب بزرگي بدهند. علاوه براين‌ها با استفاده از مغناطيس‌هاي فوق هادي به جاي مغناطيس‌هاي معمولي قدم ديگري برداشته و در صدد ساختن شتاب دهنده‌هاي عظيم و كامل نهاده اند.

اجزاي شتابدهنده‌ها

شتاب دهنده‌ها از چهار جز درست شده اند. جز اول چشمه ذرات است كه ذرات باردار الكتريكي توليد مي كند، چرا كه بسياري از دستگاههاي شتابدهنده از ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي براي شتاب دادن استفاده مي كنند. چشمه‌ها ممكن است يون‌هاي منفي ، الكترونها ، يا يون‌هاي مشابه توليد كنند. از بين يونهاي مثبت مخصوصا پروتون‌ها و ذرات آلفا متداول مي باشد. يونها پس از توليد شدن بايد به داخل سيستم تزريق شوند. گاهي اين كار فرآيند ساده اي است كه در آن يون‌ها بوسيله الكترواستاتيك‌هاي ساده به داخل لوله شتابدهنده جذب مي شوند. در حالتهاي ديگر تزريق كننده خود يك شتابدهنده‌اي است كه شتاب دهنده بزرگتري را تغذيه مي كند. طريق شتاب دادن از دستگاهي به دستگاه ديگر متفاوت است. ولي همه آنها بر اساس ميدان‌هاي الكترومغناطيسي براي بوجود آوردن شتاب استوار هستند. در نهايت ذرات پايدار از ماشين شتابدهنده خارج شده و به سوي هدف هدايت شوند.

انواع شتابدهنده‌ها

شتاب دهنده‌ها از نظر اندازه و طرح بسيار متنوع هستند، از يك مولد نوترون كاك كرافت والتن گرفته كه بوسيله يك فرد قابل حمل است تا شتابدهنده SSL كه محيط دايره آن در حدود 54 مايل مي باشد.

شتابدهنده‌هاي كاك كرافت والتن

اين شتاب دهنده از ولتاژ مستقيم اعمال شده بين دو ترمينال براي شتاب دادن ذرات به سمت يك هدف استفاده مي كند. اين نوع شتابدهنده‌ها اكثرا بعنوان تزريق كننده براي سيستم‌هاي بزرگتر شتابدهنده بكار مي‌روند.

شتابدهنده وان دوگراف

در اين نوع شتاب دهنده تسمه اي از جنس يك ماده غير هادي بر روي دو قرقره قرار داده شده و قرقره ها بطور پيوسته چرخانده مي شوند. در كي انتها ، يك منبع ولتاژ ، بار مثبت را به روي تسمه مي پاشد. ذرات باردار مثبت ، بوسيله تسمه به قرقره كه در داخل يك گنبد فلزي ميان تهي قرار دارد، حمل مي شوند. بارهاي مثبت بوسيله نشانه اي متصل به گنبد از تسمه جدا شده و بر روي سطح كره توزيع مي گردند.

در داخل كره ميان تهي با بار مثبت يك منبع يوني وجود دارد كه مي تواند يونهاي مثبت توليد كند. بارهاي مثبت همديگر را دفع مي كنند. يونهاي مثبت دفع شده در يك لوله شتابدهنده تا پتانسيل زمينه به سمت پاين شتاب داده شود. هدف در انتهاي اين لوله باريكه قرار دارد. شتاب دهنده‌هاي وان دوگراف در كاربردهاي تجزيه اي جهت تجزيه بطريق فعال‌ سازي با ذره باردار ، نشر اشعه ايكس حاصله از ذره ، تجزيه بطريق فعالسازي با نوترون سريع و اسپكترومتري پراكندگي برگشتي رادرفورد بكار مي روند.

شتابدهنده‌هاي خطي

اولين شتاب دهنده از اين نوع شتابدهنده ليناك بوده كه هدف اصلي آن دادن شتاب‌هاي كوچك زياد به ذرات ، به جاي يك شتاب بزرگ است. در اين شتابدهنده ذرات از ميان يك سري از لوله‌هاي ميان تهي كه بر روي يك خط مستقيم ترتيب يافته اند شتاب داده مي شوند. يونهاي حاصله از چشمه در اولين لوله كه داراي بار مخالف است، جذب مي شوند. با رسيدن ذره به انتهاي لوله با تغيير علامت ولتاژ لوله ، ذره از اين لوله دفع شده و در لوله بعدي جذب مي گردد. تازماني كه ذرات انرژي دارند اين عمل ادامه پيدا مي كند. با عبور ذره از ميان هر لوله افزايش مي يابد. اين نوع شتابدهنده در فرآيندهاي تشعشعي صنعتي ، در تحقيقات فيزيك و براي درمان طبي تشعشعي استفاده مي شود.

سيكلوترون‌ها

در اين نوع شتابدهنده ذره به جاي اينكه روي مسير مستقيمي شتاب داده شود در يك مدار مارپيچي نيم دايره اي شتاب داده مي شود. سيكلوترون داراي يك چشمه يوني است كه بين دو صفحه نيم دايره ميان تهي قرار گرفته است. به اين صفحه ها «دي» گفته مي شود. ذرات بر اثر اعمال يك ميدان مغناطيسي در مسيري دايروي حركت مي كند و با عوض شدن علامت ولتاژ صفحه‌ها ذرات نسبت به مرحله قبلي در مسيري با شعاع بزرگتر قرار مي گيرند و انرژي بيشتري پيدا مي كنند.

سرانجام شعاع مسير مارپيچي ذرات كه بايد سيكلوترون آن را در حركت بعدي خود نگه دارد بسيار بزرگ شده و ذرات بصورت الكتريكي از داخل سيكلوترون به طرف هدف منحرف مي شود. سيكلوترونهاي ساده در حال حاضر بعنوان تزريق كننده براي سيستم‌هاي شتابدهنده بزرگتر بكار مي روند. همچنين از اين شتابدهنده‌ها در مقاصد پزشكي استفاده مي‌شود.

سنيكروترون‌ها

در اين نوع شتابدهنده‌ها از طريق تغيير ميدان مغناطيسي و فركانس امكان حركت ذرات در مدارها با شعاع ثابت به جاي مواد مارپيچي سيكلوترون فراهم مي شود. در اين شتابدهنده‌ها به جاي «دي» ها تنها يك لوله بسته انحنادار وجود دارد كه حاوي ذرات است. مغناطيس‌هاي به شكل C در تناوبهاي طول لوله جايگزين شده اند. ذرات بوسيله يك شتابدهنده كوچكتر به داخل حلقه تزريق شده و در داخل لوله بوسيله مغناطيس‌ها نگهداري مي شوند. شتاب ذرات بوسيله حفره‌هاي شتاب دهنده انجام مي گيرد. اين شتابدهنده براي شتاب الكترون‌ها و يون‌هاي مثبت بكار مي روند.

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

ديفرانسيل در اكثر اتومبيل‌ها آخرين مرحله‌اي است كه قدرت قبل از چرخاندن چرخها از آن مي‌گذرد. (ترجمه از کاوه مینایی)

در اين مقاله ديفرانسيل‌ها را توضيح خواهيم داد. ديفرانسيل در اكثر اتومبيل‌ها آخرين مرحله‌اي است كه قدرت قبل از چرخاندن چرخها از آن مي‌گذرد.

ديفرانسيل سه كار را انجام مي‌دهد:

فرستادن قدرت موتور به چرخها
عملكرد به عنوان آخرين مرحله كاهش دنده در خودرو
انتقال قدرت به چرخها در حاليكه چرخها با سرعتهاي متفاوت گردش مي‌كنند.(اسم ديفرانسيل برگرفته از اين وظيفه آن است)

در اين مقاله، خواهيد آموخت كه چرا ماشين شما به ديفرانسيل نياز دارد، ديفرانسيل آن چگونه كار مي‌كند و نواقص آن چيست. همچنين به انواع پزيتركشن‌ها (positractions) كه به عنوان ديفرانسيل‌هاي لغزش محدود شناخته مي‌شوند، نگاهي خواهيم داشت.

چرا اتومبيل به ديفرانسيل نياز دارد

چرخهاي اتومبيل با سرعت‌هاي متفاوت مي‌چرخند. به ويژه هنگام پيچيدن اتومبيل. با استفاده از انيميشن زير مي‌توانيد دريابيد كه هنگام پيچيدن اتومبيل چرخها فواصل متفاوتي را طي مي‌كنند. چرخ داخلي نسبت به چرخ خارجي مسافت كمتري را طي مي‌كند. از آنجايي كه سرعت برابر است با جابجايي تقسيم بر زمان جابجايي، چرخي كه مسافت كمتري را طي مي‌كند سرعتش هم كمتر است. توجه كنيد كه چرخهاي جلو هم نسبت به چرخهاي عقب مسير متفاوتي را طي مي‌كنند.

براي چرخهايي كه پيشران نيستند و نيروي موتور به آنها منتقل نمي‌شود مشكلي پيش نمي‌آيد. مانند چرخهاي جلو در يك اتومبيل كه چرخهاي عقب پيشران هستند و يا چرخهاي عقب در اتومبيلي كه چرخهاي جلو پيشران هستند. اما چرخهاي پيشران به هم متصل‌اند بطوريكه يك موتور واحد و يك سيستم انتقال قدرت واحد آنها را به گردش درمي‌آورد. اگر ماشين شما ديفرانسيل نداشته باشد، چرخها به همديگر قفل خواهند شد پس مي‌بايست هميشه با سرعت‌هاي برابر گردش كنند. با اين شرايط پيچيدن اتومبيل با مشكل مواجه مي‌شود و يكي از چرخها بايد روي زمين بلغزد. با وجود چرخهاي مدرن امروزي و خيابان‌هاي بتني، نيروي زيادي براي لغزاندن يك چرخ لازم است و اين نيرو بايد از طريق محور چرخها از يك چرخ به چرخ ديگر منتقل شود كه اين كار كشش زيادي را بر محور چرخها وارد خواهد كرد.

ديفرانسيل چيست؟

ديفرانسيل وسيله‌اي است كه گشتاور انتقالي از موتور را دو قسمت مي‌كند تا هر قسمت جداگانه چرخي را به گردش درآورد.

ديفرانسيل روي تمام اتومبيل‌ها و كاميون‌هاي جديد يافت مي‌شود . همچنين روي بسياري از اتومبيل‌هايي كه قدرت به چهار چرخ منتقل مي‌شود. در اتومبيل‌هايي كه نيرو بطور مداوم به چهار چرخ منتقل مي‌شود، بين هر دو چرخ به يك ديفرانسيل نياز است و همچنين بايد يك ديفرانسيل بين چرخهاي عقب و جلو وجود داشته باشد. چرا كه چرخهاي جلو ضمن پيچيدن اتومبيل مسير متفاوتي را نسبت به چرخهاي عقب طي مي‌كنند.

در اتومبيل‌هايي كه مي‌توان نيرو را به يكي از محورها به دلخواه منتقل و يا قطع كرد به ديفرانسيل بين چرخهاي عقب و جلو نيازي نيست. در عوض هنگام استفاده از هر دو محور براي انتقال قدرت چرخهاي عقب و جلو به هم قفل مي‌شوند. بنابراين چرخهاي عقب و جلو بايد با سرعت‌هاي متوسط برابر طي مسير كنند.

ديفرانسيل باز ( open differential ):

مطلب را با ساده‌ترين نوع ديفرانسيل يعني ديفرانسيل باز آغاز مي‌كنيم. در آغاز لازم است بعضي از لغات و اصطلاحات مربوطه را توضيح دهيم. تصوير زير قسمتهاي مختلف يك ديفرانسيل باز را نشان مي‌دهد.

وقتي كه اتومبيل روي جاده در خط مستقيم حركت مي‌كند، چرخها با سرعت‌هاي برابر مي‌چرخند. پينين ورودي چرخدنده حلقه‌اي و محفظه جدا كننده را مي‌چرخاند. در اين شرايط هيچ كدام از چرخدنده‌هاي داخل محفظه نمي‌چرخند و دو چرخدنده پهلويي به محفظه قفل شده‌اند.

توجه داشته باشيد كه پينين ورودي نسبت به چرخدنده حلقه‌اي كوچكتر است. اين آخرين مرحله كاهش دنده در اتومبيل است. اصطلاحات "نسبت محور عقب" يا "آخرين نسبت رانندگي" را شنيده‌ايد اين اصطلاحات به نسبت كاهش دنده در ديفرانسيل اشاره دارند.اگر نسبت محور عقب4.10 باشد نسبت تعداد دندانه های چرخدنده حلقه ای به پینیون ورودی 4.10 خواهد بود. براي اطلاعات بيشتر در مورد نسبت دنده‌ها مقاله "چرخدنده‌ها چگونه كار مي‌كنند" را مطالعه كنيد.

وقتي كه اتومبيل مي‌پيچد چرخها بايد با سرعت‌هاي متفاوت بچرخند:

در تصوير بالا ديده مي‌شود كه چرخدنده‌هاي داخل محفظه همزمان با شروع به پيچيدن اتومبيل شروع به گردش مي‌كنند با اين كار اين امكان براي چرخها فراهم مي‌شود كه با سرعت‌هاي متفاوت بچرخند. چرخ داخلي نسبت به محفظه با سرعت كمتري مي‌چرخد در حالي كه چرخ بيروني نسبت به محفظه سريعتر مي‌چرخد.

ديفرانسيل باز _ حركت مستقيم الخط

ديفرانسيل باز _ پيچيدن اتومبيل

ديفرانسيل‌ها و اصطكاك:

ديفرانسيل باز همواره گشتاورهاي برابري را به هركدام از چرخها منتقل مي‌كند. دو عامل تعيين كننده بر مقدار گشتاور اعمالي به چرخها وجود دارد: تجهيزات و اصطكاك. در محيط هاي خشك كه به مقدار كافي اصطكاك وجود دارد، مقدار گشتاور اعمالي به چرخها به وسيله موتور و چرخدنده‌ها محدود مي‌شود. در محيط‌هايي كه اصطكاك كم است مانند رانندگي برروي يخ گشتاور اعمالي به بيشترين مقدار گشتاوري كه از لغزيدن چرخ در اين شرايط جلوگيري كند محدود است. بنابراين اگرچه موتور ماشين قابليت توليد توان بيشتري را دارد اما بايد اصطكاك كافي براي انتقال آن به زمين موجود باشد. اگر بعد از اينكه چرخها شروع به لغزيدن كردند بيشتر گاز بدهيد فقط چرخها با سرعت بيشتري مي‌چرخند.

حركت روي لايه نازك يخ

اگر تا به حال برروي يخ رانندگي كرده باشيد، شايد حقه‌اي را كه به وسيله آن شتاب گيري آسان‌تر است فهميده باشيد. اگر به جاي دنده يك با دنده دو و يا حتي دنده سه شروع به حركت كنيد به دليل عملكرد چرخدنده‌ها در سيستم انتقال قدرت گشتاور كمتري به چرخها منتقل مي‌شود و اين امر امكان حركت و شتاب گيري بدون لغزش چرخها را فراهم مي‌آورد.

حال اگر يكي از چرخها به اندازه كافي اصطكاك داشته باشد اما چرخ ديگر روي يخ باشد چه روي خواهد داد؟ اين جايي است كه مشكل ديفرانسيل باز، خود نمايي مي‌كند.

به خاطر بياوريد كه ديفرانسيل باز گشتاور برابري را به هركدام از چرخها منتقل مي‌كند و حداكثر مقدار گشتاور محدود به بيشترين مقداري است كه چرخها نلغزند. گشتاور بالايي براي لغزيدن چرخ روي يخ لازم نيست؛ با اين شرايط چرخ با اصطكاك مناسب همان مقدار گشتاور كم را كه به چرخ ديگر منتقل مي‌شود دريافت خواهد كرد كه براي به حركت درآمدن آن كافي نيست پس ماشين شما حركت نخواهد كرد.

جدا شدن چرخها از زمين

يكي ديگر از مشكلات ديفرانسيل باز زماني بروز مي‌كند كه چرخهاي اتومبيل از جاده جدا شوند. اگر شما يك كاميون كه قدرت به چهار چرخ اعمال مي‌شود يا يك داشته باشيد كه هم محور عقب و هم محور جلو ديفرانسيل باز داشته باشند. به ياد بياوريد همانطور كه قبال گفته شد ، ديفرانسيل آزاد همواره گشتاورهاي برابري را به چرخها منتقل مي‌كند. اگر يكي از چرخهاي عقب و يكي از چرخهاي جلو از زمين جداشوند، اين چرخها فقط در هوا به دور خود مي‌چرخند، پس قادر به حركت نخواهيد بود.

راه حل اين مشكل ديفرانسيل لغزش محدود است كه به آن پزيتركشن (positraction) نيز مي‌گويند. ديفرانسيل لغزش محدود از مكانيزم‌هاي گوناگوني براي انجام عمل ديفرانسيل هنگام پيچيدن اتومبيل استفاده مي‌كند. وقتي كه يكي از چرخها ليز مي‌خورد اين ديفرانسيل اين امكان را فراهم مي‌كند كه گشتاور بيشتري به چرخي كه نمي‌لغزد منتقل شود.

در قسمتهاي بعدي بعضي از انواع ديفرانسيل لغزش محدود را تشريح خواهيم كرد. كه شامل نوع كلاچي LSD ، كوپلينگ چسبناك، ديفرانسيل قفل شدني و تورسن (torsen) است.

ديفرانسيل لغزش محدود نوع كلاچي:

شاید معمولترین نوع دیفرانسیل لغزش محدود نوع کلاچی LSD باشد.

اين نوع ديفرانسيل همه اجزاي ديفرانسيل آزاد را دارد. اما مازاد بر آنها يك دسته فنر و يك سري كلاچ را دارا مي‌باشد. بعضي از آنها يك كلاچ مخروطي را هم دارند درست مانند هماهنگ كننده در سيستم انتقال قدرت دستي.

فنر چرخدنده های کناری را که به محفظه متصلند به کلاچ ها می فشارد، وقتی که چرخها با سرعتهای برابر حرکت می کنند هر دو چرخدنده کناری همراه با محفظه می چرخند و به کلاچها نیازی نیست. تنها وقتی که عاملی باعث شود که یکی از چرخها نسبت به دیگری با سرعت بیشتر بچرخد به کلاچها نیاز است و آنها وارد عمل می شوند. مانند زمانی که اتومبیل می پیچد کلاچها چرخها را وادار می کنند که با سرعت های برابر بچرخند. اگر یکی از چرخها بخواهد که سریعتر بچرخد باید ابتدا بر کلاچها غلبه کند. سختی فنرهایی که با اصطکاک کلاچها همراهند تعیین کننده مقدار گشتاوری است که برای غلبه بر کلاچها لازم است.

اگر به موقعیتی که یکی از چرخها روی یخ است و دیگری اصطکاک کافی برای حرکت دارد برگردیم: با دیفرانسیل لغزش محدود ، گرچه چرخی که روی یخ است قادر نیست که گشتاور زیادی را به زمین منتقل کند، چرخ دیگر همجنان گشتاور مورد نیاز برای حرکت را دریافت خواهد کرد. گشتاور انتقالی به آن برابر با مقدار گشتاور مورد نیاز برای غلبه بر کلاچها است. نتیجه آن است که شما قادر به حرکت خواهید بود، هرچند که از تمام قدرت اتومبیلتان استفاده نمی کنید.

كوپلينگ چسبناك:

كوپلينگ چسبناك غالباً در خودروهايي كه قدرت به تمام چرخها منتقل مي‌شود به كار مي‌رود و معمولا در قسمت مياني بين محور عقب و محور جلو به كار مي‌رود تا اگر چرخهاي عقب و يا جلو شروع به لغزش كرد گشتاور را به چرخهاي ديگر منتقل كند.

همانطور كه در تصوير زير ديده مي‌شود اين نوع ديفرانسيل شامل دو دسته صفحه است كه درون محفظه‌اي كه پر از مايع غليظي است محكم قرار گرفته‌اند. هر دسته از صفحات به يكي از شفت‌هاي خروجي متصل است. در شرايط عادي هر دو دسته صفحه و مايع غليظ با سرعت‌هاي برابر مي‌چرخند، اما زماني كه يك دسته از چرخها ( جلو يا عقب) با سرعت بيشتري چرخيد (شايد به خاطر ليز خوردن آن) دسته صفحه متصل به آن هم نسبت به دسته صفحه ديگر با سرعت بيشتري مي‌چرخد، مايع غليز كه بين صفحات گير كرده است مي‌خواهد كه با سرعت صفحاتي كه سرعتشان بيشتر است بچرخد و صفحه‌هايي را كه با سرعت كمتري مي‌چرخند با خود مي‌چرخاند. با اين شرايط گشتاور بيشتري به چرخهايي كه نمي‌لغزند و آرامتر مي‌چرخند منتقل مي‌شود.

وقتي كه اتومبيلي مي‌پيچد اختلاف سرعت بين چرخها به اندازه زماني نيست كه يكي از چرخها ليز بخورد. با چرخش سريعتر صفحات نسبت به همديگر گشتاور بيشتري هم از طريق مايع غليظ منتقل مي‌شود. از آنجايي كه گشتاوري كه هنگام پيچيدن اتومبيل بايد منتقل شود بسيار كوچك است اين ديفرانسيل مؤثر نخواهد بود. اين مطلب يكي از معايب اين نوع ديفرانسيل را نشان مي‌دهد كه : درست هنگام شروع به لغزش يك چرخ هيچ گشتاوري منتقل نمي‌شود.

براي درك هرچه بهتر رفتار كوپلينگ چسبناك از يك آزمايش ساده با يك تخم مرغ كمك مي‌گيريم. اگر تخم مرغ را روي ميز آشپزخانه قرار دهيد، هم پوسته و هم زرده تخم مرغ ثابتند. اگر به طور ناگهاني تخم مرغ را بچرخانيد ، براي مدت كمي پوسته نسبت به زرده با سرعت بيشتري حركت خواهد كرد، اما زرده خيلي زود با پوسته هم سرعت خواهد شد. براي اثبات اينكه آيا زرده هم مي‌چرخد، بعد از اينكه تخم مرغ به چرخش درآمد به سرعت آن را متوقف كرده و سپس آن را رها كنيد. خواهيد ديد كه تخم مرغ دوباره شروع به حركت خواهد كرد (البته تخم مرغ بايد نپخته باشد). در اين آزمايش ما از نيروي اصطكاك بين پوسته و زرده براي به حركت درآوردن و سرعت گرفتن زرده استفاده كرديم. وقتي كه تخم مرغ را متوقف كرديم اصطكاك _ بين پوسته و زرده كه هنوز مي‌چرخد _ به پوسته نيرو وارد مي‌كند و آن را وادار به حركت مي‌كند. در يك كوپلينگ چسبناك نيرو بين صفحات نيرو بين صفحات و مايع غليظ درست مانند پوسته و زرده تخم مرغ منتقل مي‌شود.

ديفرانسيل قفل شدني و تورسن (torsen):

ديفرانسيل قفل شدني براي خودروها در مسيرهاي جاده خاكي مناسب است. اين نوع ديفرانسيل اجزايي درست مانند ديفرانسيل باز دارد. به علاوه يك مكانيزم پنوماتيكي يا هيدروليكي الكتريكي به منظور قفل شدن دو جرخدنده خروجي به همديگر.

معمولا اين مكانيزم به وسيله يك سويچ فعال مي‌شود، هنگاميكه فعال شد، هر دو چرخ با سرعت‌هاي برابري خواهند چرخيد. اگر يكي از چرخها از زمين جدا شد، به حال چرخ ديگر فرقي نخواهد كرد. درست همانند زماني كه دو چرخ روي زمين هستند با سرعت‌هاي برابر خواهند چرخيد.

ديفرانسيل تورسن يك وسيله كاملا مكانيكي است و از هيچ گونه سيستم الكترونيكي يا كلاچي و يا مايع غليظ استفاده نمي‌كند.

كلمه تورسن (torsen) برگرفته از Torque Sensing ( حساسيت به گشتاور) است. زماني كه گشتاورهاي انتقالي به هر دو چرخ برابرند درست مانند ديفرانسيل باز كار مي‌كند. به محض اينكه اصطكاك يكي از چرخها كم شد، اختلاف در گشتاور باعث مي‌شود كه در ديفرانسيل تورسن چرخدنده‌ها به همديگر مقيد شوند. در اين نوع ديفرانسيل طراحي چرخدنده‌ها نسبت تغيير گشتاور را تعيين مي‌كند. به عنوان مثال، اگر يك ديفرانسيل تورسن با نسبت 5:1 طراحي شده باشد، اين ديفرانسيل قادر خواهد بود كه گشتاور تا پنج برابر را به چرخي كه اصطكاك كافي دارد منتقل كند.

اين وسيله معمولا در خودروهاي كلاس بالايي كه قدرت به تمام چرخها منتقل مي‌شود. مانند سيستم كوپلينگ چسبناك، بيشتر براي انتقال قدرت بين چرخهاي عقب و جلو به كار مي‌رود. در اين كاربرد، سيستم تورسن بر سيستم كوپلينگ چسبناك برتري دارد. زيرا اين سيستم به چرخهاي ثابتي كه شروع به لغزش مي‌كند گشتاور وارد مي‌كند.

اگر يكي از چرخها كاملا از زمين جدا شود، ديفرانسيل تورسن قادر نخواهد بود هيچ گشتاوري را به چرخ ديگر منتقل كند. نسبت تمايل به تغير گشتاور مقدار گشتاور انتقالي را تعيين خواهد كرد، و پنج برابر صفر همان صفر خواهد بود.

بر گرفته از سایت www.parsikhodro..com

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

سیستم های تعلیق خودرو چگونه کار می کنند؟

هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.

کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.

اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.

بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.

مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:

● سواری – توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.

● دست فرمان – امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.

این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ. جدول زیر این اجزاء را توضیح داده و به این می پردازد که مهندسان چگونه سعی بر حل این مشکلات، به صورت جداگانه و بسته به نوع خودشان دارند:

بخش	تعریف	هدف	راه حل
ایزولاسیون جاده	توانایی خودرو برای جذب یا جداسازی شوک جاده از قسمت سرنشین.	به بدنه خودرو این اجازه را بدهد تا به راحتی روی جاده های خراب حرکت کند.	انرژی را از دست اندازها گرفته و آن را آزاد کند، بی آن که بر خودرو تکان اضافی وارد سازد.
نگهدارندگی جاده	درجه ای که خودرو در آن تماس خود با سطح جاده را در طی تغییرات مختلف جهت و آن هم در یک خط مستقیم، تنظیم می نماید. (مثال: هنگامی که راننده ترمز می کند، وزن خودرو از لاستیک های عقب به لاستیک های جلو منتقل می گردد. به خاطر نزدیک شدن نوک ماشین به سطح جاده، این نوع از حرکت را "شیرجه" می نامند. اثر مخالف –نشست- در هنگام شتاب گرفتن رخ می دهد، و وزن خودرو از لاستیک های جلو به عقب هدایت می شود.	نگهداشتن لاستیک ها در تماس با زمین، زیرا این اصطکاک بین لاستیک ها و جاده است که بر توانایی خودرو برای فرمان گرفتن، ترمز کردن و شتاب گرفتن تاثیر می گذارد.	به حداقل رسانیدن انتقال وزن خودرو از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب، که این انتقال وزن، از چسبندگی لاستیک ها به جاده می کاهد.
پیچ	توانایی یک خودرو برای طی یک مسیر پیچ دار.	به حداقل رساندن چرخش خودرو، که بر اثر وارد شدن نیروی گریز از مرکز به مرکز ثقل خودرو در حین دور زدن، و سپس بلند کردن یک طرف و پایین آوردن طرف مقابل.	انتقال وزن خودرو در هنگام دورزدن از طرف بالای خودرو به طرف پایین تر.

سیستم تعلیق یک خودرو، با تمام قطعات مختلفش، زمینه تمامی این راه حل ها را فراهم می آورد. بگذارید به قسمت هایی از یک سیستم تعلیق استاندارد نگاهی بیندازیم. کار را از شاسی شروع کرده و به ترتیب پایین می رویم و به اجزای مشخصی که سیستم تعلیق را تشکیل می دهند، می پردازیم.

شاسی:

سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.

این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:

● شاسی(فریم)- قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.

● سیستم تعلیق – تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس لاستیک را کنترل می کند.

● سیستم هدایت – مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.

● چرخ ها و لاستیک ها – اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند.

پس تعلیق، یکی از سیستم های اصلی در خودرو می باشد.

با مرور این شمای کلی در ذهن، نوبت پرداخت به سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق می رسد: فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.

فنرها:

سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:

● فنرهای پیچشی – رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.

● فنرهای تخت – این نوع از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند. فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال 1985 بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.

● میله های پیچشی – میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º 90 نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های 1950 تا 1960 این کار را انجام دادند.

● فنرهای بادی – فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال 1930 فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.

با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند – که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد – مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.

فنرها: جرم معلق و نامعلق

جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.

پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.

ضربه گیر

تا زمانی که خودرویی فاقد یک ساختار تقلیل دهنده نیرو باشد، فنر آن، انرژی را که از یک دست انداز جذب کرده، به صورت و آهنگ کنترل نشده ای پخش کرده و رها می سازد. فنر در بسامد طبیعی خود باز و بسته می شود تا جایی که همه انرژی را که جذب کرده، از دست بدهد. تعلیقی که تنها بر اساس فنرها طراحی و ساخته شده باشد، سواری بسیار پرتحرک و بسته به نوع زمین، خودرویی غیرقابل کنترل را به وجود می آورد.

در تعریف ضربه گیر، یا کمک فنر، باید گفت "وسیله ای برای کنترل حرکات نامطلوب فنر در طی فرآیند تقلیل." کمک ها، کار تقلیل نیروی حرکات لرزشی را بر عهده دارند، بدین صورت که انرژی جنبشی (حرکت تعلیق) به انرژی گرمایی تبدیل می شود، و انرژی گرمایی نیز در سیّال روغنی (هیدرولیکی) از بین می رود. برای درک بهتر طرز کار آن، به درون یک کمک فنر نگاهی می اندازیم تا ساختار و عملکردش را بهتر ببینیم.

کمک، اساساً یک پمپ روغن است که مابین بدنه خودرو و چرخ های آن قرار گرفته است. سر بالایی آن به بدنه (که همان وزن معلق باشد) و سر پایینی اش به اکسل، نزدیک چرخ (که همان وزن نامعلق باشد)، اتصال دارد. در یک طرح دو لوله ای، که یکی از رایج ترین انواع کمک ها می باشد، سر بالایی (از داخل) به یک میل پیستون متصل است، که آن نیز خود به یک پیستون اتصال دارد، که در نهایت پیستون در لوله ای حاوی سیّال روغنی قرار دارد. لوله ی داخلی را لوله فشار و لوله ی خارجی را لوله ذخیره (محافظ) می نامند. لوله ذخیره، سیال روغنی مازاد را ذخیره می کند.

هنگامی که چرخ خودرو با دست اندازی در جاده برخورد می کند و باعث باز و بسته شدن فنر می شود، انرژی فنر از طریق سر بالایی کمک به آن منتقل می گردد، و سپس به میل پیستون و در نهایت به پیستون می رسد. منافذی که بر روی پیستون وجود دارند، به سیّال اجازه گذر از خود را می دهند و می گذارند تا در حین حرکت پیستون به سمت بالا و پایین، درلوله فشار جریان داشته یاشد. به علت اندازه نسبتاً ریز سوراخ ها، تحت فشار بالا، تنها مقدار کمی روغن از آنها درز می کند. این عمل، حرکت پیستون و در نتیجه حرکت فنر را کند می سازد.

کمک فنرها در دو گردش کار می کنند – گردش تراکم و گردش بسط (یا کشش). گردش تراکم هنگامی اتفاق می افتد که پیستون به سمت پایین حرکت کرده و سیال روغنی را در محفظه زیر پیستون متراکم می کند. گردش بسط در زمان حرکت پیستون به سمت بالای لوله ی فشار رخ می دهد که سبب متراکم شدن سیّال، در قسمت بالای پیستون می گردد. یک خودروی معمولی و یا یک کامیونت، در طول گردش بسط نسبت به گردش تراکم مقاومت بیشتری نشان خواهد داد. با در نظر گرفتن این مطلب، در می یابیم که گردش تراکم، حرکت وزن نامعلق خودرو را کنترل می نماید؛ در حالی که دور بسط، کار دشوارتری را بر عهده دارد: کنترل وزن معلق.

همه کمک های جدید، نسبت به سرعت حساس هستند – هر چه تعلیق سریع تر حرکت کند، کمک، مقاومت بیشتری را از خود نشان می دهد. این، کمک ها را قادر می سازد تا با شرایط جاده هماهنگ شده و همه تکان های نامطلوب ناشی از حرکت یک خودرو را، از قبیل پرش، موج، شیرجه ترمز و یا نشست شتاب، کنترل نماید.

ستون-پایه و میل موج گیر

سیستم رایج دیگر برای تقلیل نیرو، ستون و پایه (استرات) نام دارد: اصولاً کمکی که درون فنر قرار دارد. ستون-پایه ها دو کار انجام می دهند: روند تقلیل نیرو را اعمال می کنند، نظیر کمک ها؛ و برای سیستم تعلیق خودرو پشتیبانی ساختاری فراهم می آورند. بدان معنا که ستون-پایه ها وزن بیشتری را نسبت به کمک ها انتقال می دهند؛ که شامل وزن خودرو نمی شود – آنها تنها سرعتی را که وزن در آن منتقل می شود کنترل می نمایند، نه خود وزن را.

به دلیل ارتباط زیاد کمک ها و ستون-پایه ها با کنترل خودرو، آنها را می توان به عنوان مشخصه های اصلی امنیتی به حساب آورد. ستون-پایه ها و کمک های کار کرده، ممکن است اجازه انتقال وزن از طرفی به طرف دیگر و از جلو به عقب را دهند. این کار توانایی لاستیک را برای چسبیدن به جاده کاهش می دهد، و البته به همان میزان از دست فرمان (قدرت کنترل خودرو) و کارائی ترمز می کاهد.

میل موج گیرها (همچنین با نام میل پیچ گیر) همراه با کمک ها یا ستون-پایه ها استفاده می شوند تا به خودروی در حال حرکت، استقامت بیشتری دهند. میل موج گیر، میله ای است فلزی که کلّ اکسل را در بر می گیرد و به صورت موثری دو طرف تعلیق را به یکدیگر متصل می گرداند.

هنگامی که تعلیق در یک چرخ، بالا وپایین می رود، میل موج گیر حرکت را به چرخ دیگر انتقال می دهد. این کار باعث ایجاد یک سواری یک سطح تر شده و موج خودرو را کاهش می دهد. به خصوص، هنگامی که خودرو در حال دور زدن می باشد، میل موج گیر، با موج خودرو بر سیستم تعلیق درگیر می شود. به همین خاطر، تقریباً همه خودروهای امروزی دارای میل موج گیر، به عنوان تجهیزات استاندارد می باشند. هرچند اگر خودرویی فاقد این مزیت باشد، با استفاده از کیت ها به راحتی می توان آن را، در هر زمانی نصب نمود.

انواع سیستم های تعلیق

تا به اینجا، مبحث ما بر سر این بود که فنرها و کمک ها چگونه بر روی چرخ ها عمل می کنند. ولی چهار چرخ خودرو با یکدیگر در دو نظام مستقل کار می کنند – دو چرخ متصل به اکسل جلویی و دو چرخ متصل به اکسل عقب. این بدان معناست که یک خودرو می تواند دو نوع متفاوت از سیستم تعلیق در جلو و عقب داشته باشد و معمولاً بدین گونه است. بیشتر بدین بستگی دارد که دو چرخ توسط اکسلی یک تکه متصل گردیده اند، یا به صورت مستقل در حرکت اند. حالت اولی به نام سیستم یکپارچه شناخته شده، و دومی را نیز با نام سیستم جداگانه می شناسند.

سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، دارای یک اکسل جلو است که دو چرخ را به هم متصل می کند. اساساً همانند یک میله محکم است که در قسمت زیرین جلویی خودرو قرار داشته و در جایش به وسیله فنرهای تخت و کمک ها محکم شده است. این سیستم به طور معمول در کامیون ها و خودروهای باری، استفاده می شود. و سال هاست که در عمده خودروهای سواری به کار گرفته نمی شود.

در یک سیستم تعلیق یکپارچه جلویی، چرخ های جلویی اجازه حرکت به صورت مستقل دارند. ستون-پایه مک فِرسُن (MacPherson) که توسط شخص وی، از شرکت جنرال موتورز در سال 1947 گسترش پیدا کرد، پر کاربرد ترین سیستم تعلیق جلویی می باشد، به خصوص در خودروهای منطقه ی اروپا.

ستون-پایه مک فرسن، کمک و فنر پیچشی را ترکیب کرده و به صورت یک واحد در می آورد. این عمل، سیستم تعلیق فشرده تر وسبک تری را برای خودروهای دیفرانسیل جلو فراهم می آورد.

سیستم تعلیق دو جناغی (همچنین بازوی A شکل) نوع دیگر معمول سیستم تعلیق جداگانه جلویی است.

Double-wishbone suspension on Honda Accord 2005 Coupe

در حالی که پیکربندی های بسیار گوناگونی وجود دارد، این طراحی به طور خاص برای حفظ چرخ، از دو بازوی جناغ شکل استفاده می کند. هر جناغ، که دارای دو محل اتصال به شاسی و یکی به چرخ می باشد، یک کمک و فنر پیچشی را برای جذب لرزش ها، حمل می کند. سیستم های تعلیق دو جناغی اجازه کنترل بیشتری را روی زاویه تمایل چرخ می دهند و آن، زاویه ای است که چرخ به خارج یا داخل تمایل پیدا می کند. آنها همچنین کمک به حداقل رسانیدن پیچ یا موج می کنند و احساس هدایت مطمئن تری را فراهم می نمایند. به خاطر همین مشخصات، به طور معمول از سیستم های تعلیق دوجناغی بر چرخ های جلویی خودروهای بزرگتر استفاده می شود.

حال نگاهی به سیستم های تعلیق عقب می اندازیم.

اگر یک اکسل یک تکه، چرخ های عقب خودرو را به هم متصل نماید، آنگاه به طور معمول، خودرو دارای سیستم تعلیق بسیار ساده ای می باشد – بر پایه یک فنر تخت یا پیچشی. در طرح اولی، فنرهای تخت مستقیماً به اکسل فرمان می چسبند. دو سر فنرهای تخت به صورت مستقیم به شاسی اتصال پیدا می کند، و کمک، به اتصالی که فنر را به بدنه نگاه می دارد، وصل می گردد. سالیان متمادی، تولید کنندگان خودروهای آمریکایی، استفاده از این طرح را به خاطر سادگی اش ترجیح می دادند.

همان طرح پایه با جایگزینی فنرهای پیچشی به جای تختی نیز به دست می آید. در این حالت، فنر و کمک می توانند به صورت یکپارچه و یا جدا از هم به کار گرفته شوند. هنگامی که جدا از هم باشند، می توان از فنرهای کوچکتری استفاده نمود تا سیستم تعلیق، فضای کمتری را اشغال نماید.

اگر هر دو سیستم عقب و جلو، جداگانه باشند آنگاه تمامی چرخ ها به صورت جداگانه به بدنه اتصال و جهش می یابند. و در نتیجه آگهی های بازرگانی خودرو، آن را "سیستم تعلیق چهار چرخ مستقل" می نامند. هر سیستم تعلیقی که بتوان در جلو به کار گرفت، و همینطور مدل های سیستم جداگانه جلویی که در قبل بدانها اشاره گردید، در عقب نیز به کار گرفته می شود. البته در عقب خودرو نظام هدایت (سیستمی که شامل چرخ دنده جناغی بوده و چرخ ها را قادر می سازد تا از جهتی به جهت دیگر گردش یابند) غایب است. این بدان معنی است که تعلیق های جداگانه عقب را می توان نسخ ساده شده جلویی ها دانست، اگر چه قسمت های اصلی به قوت خویش باقی می مانند.

سیستم های تعلیق ویژه

تا به اینجا، در این مقاله بحث بر سر تعلیق خودروهای دیفرانسیل جلو و عقب معمولی بوده – خودروهایی که در جاده های عادی و در شرایط رانندگی متعارف استفاده می شوند. ولی در مورد تعلیق خودروهای ویژه نظیر خودروهای تقویت شده، مسابقه ای و یا خودروهای مسابقات خارج از جاده چه؟ در حالی که تعلیق خودروهای ویژه از همان ویژگی های پایه بهره می برند، آنها از خصوصیات برتری نیز، بسته به شرایط رانندگی که در آن قرار دارند، برخوردار هستند. در ادامه یک بررسی را از چگونگی طراحی این سیستم برای سه نوع خودروی ویژه – فولکس باجا، خودروهای مسابقه ای فرمول یک و خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی – ارائه می دهیم.

طراحی فولکس قورباغه ای مشخصاً برای تبدیل شدن به یک خودروی مطلوب برای طرفداران مسابقات خارج از جاده انجام شده بود. با یک مرکز ثقل پایین و قرار گرفتن موتور بر اکسل عقب، فولکسِ تک دیفرانسیل، به راحتی خودروهای دو دیفرانسیل با شرایط غیر جاده ای کنار می آید. البته فولکس قورباغه ای با تجهیزات اولیه (کارخانه ای) خود، با شرایط غیر جاده ای هماهنگ نمی باشد. اکثر فولکس ها به یک سری تغییرات و تبدیل ها نیازمند هستند تا بتوان از آنها در شرایط سخت مسابقات صحرایی باجا کالیفرنیا استفاده نمود.

یکی از مهمترین تغییرات، در سیستم تعلیق به وجود می آید. با برداشتن سیستم تعلیق میله پیچشی، تجهیزات استانداردی که در جلو وعقب اکثر فولکس های سال های 1936 تا 1977 وجود داشته، می توان فضا را برای چرخ ها و لاستیک های سنگین و مخصوص خارج از جاده باز نمود. کمک فنرهای بلندتری جایگزین کمک های استاندارد شده تا بدنه را بالاتر ببرد و فضای بیشتری را به چرخ ها برای جابه جایی دهد. در بعضی موارد دیده شده که میله های پیچشی را به کل برداشته و با سیستم های فنری فشرده جایگزین می کنند، قطعاتی که شامل فنر و کمک در یک واحد قابل تنظیم قرار دارند. نتیجه این تغییرات، خودرویی است که به چرخ ها اجازه جا به جایی عمودی در حدود 20 اینچ (50 س م) با بیشتر را می دهد. چنین خودرویی به راحتی می تواند از مناطق سخت عبور نموده و اغلب به نظر می آید که پستی و بلندی ها را "نادیده" می گیرد، مانند سنگی که روی آب می جهد.

خودروی مسابقه ای فرمول یک، اوج تکامل و ابداع را در صنعت اتومبیل به نمایش می گذارد. وزن کم، بدنه های ترکیبی، موتورهای ده سیلندر قدرتمند و فرم ایرودینامیک پیشرفته، منجر به پدید آمدن خودروهایی سریع تر، امن تر و قابل اعتمادتر شده است.

برای بالا بردن مهارت راننده به عنوان فاکتور و هدف کلیدی در یک مسابقه، ملزومات و قوانین سختی بر طراحی خودروی مسابقه فرمول یک حاکم می باشد. برای مثال، قوانین مربوط به نظم بخشیدن به طراحی سیستم تعلیق بیان می کند که همه خودروهای فرمول یک بایستی به شیوه معمول فنربندی شوند، و اجازه استفاده از تعلیق های پویا (که توسط کامپیوتر کنترل و تنظیم شده اند) نمی دهد. با در نظر گرفتن این مطلب، خودروها دارای یک سیستم تعلیق چند اتصالی می شوند، که از یک مکانیزم چند میله ای استفاده می کند، همانند سیستم دوجناغی.

یاد آور می شویم که یک طرح دوجناغی از دو بازوی کنترل جناغ شکل استفاده می کند، تا حرکت بالا و پایین هر چرخ را کنترل نماید. هر بازو سه نقطه اتصال دارد – دو تا به شاسی و یکی در توپی چرخ – و هر اتصال دارای لولا است تا بتواند حرکت چرخ را کنترل کند. در همه خودروها فایده اولیه تعلیق دوجناغی، کنترل می باشد. هندسه بازوها و حرکت پذیری اتصالات به مهندسان، نهایت کنترل را بر زوایای چرخ و دیگر حرکات خودرو نظیر بلند شدن، نشست و یا پرش می دهد. هر چند بر خلاف خودروهای خیابانی و جاده ای، در خودروی فرمول یک، کمک ها و فنرهای پیچشی مستقیماً به بازوهای کنترل متصل نمی شوند. در عوض آنها به صورت افقی در طول خودرو قرار می گیرند و به وسیله یک سری میله و میل لنگ از دور کنترل می شوند. با چنین تنظیماتی، میله ها و میل لنگ ها حرکات بالا و پایینی چرخ را به حرکت عقب و جلویی تجهیزات فنری و تقلیل دهنده تبدیل می کنند.

دوره خودروهای کلاسیک تقویت شده آمریکایی از سال 1945 تا حدود 1965 می باشد. مانند فولکس های قورباغه ای، خودروهای کلاسیک تقویت شده، نیاز به تغییرات مشخصی از طرف صاحبانشان داشتتند. هر چند بر خلاف فولکس های قورباغه ای که بر روی شاسی فولکس ساخته شده اند، خودروهای تقویت شده بر روی انواع مختلفی ازمدل های قدیمی و اغلب تاریخی سوار بودند: خودروهایی که قبل از سال 1945 در خط تولید قرار داشتند، خوراک مناسبی برای تبدیلات تقویتی بودند، زیرا بدنه و شاسی های آنها اغلب در حالت خوبی قرار داشت، در حالی که موتورها و گیربکس هایشان (بخش انتقال نیرو) نیاز به جایگزینی کامل داشت. برای طرفداران و علاقه مندان خودروهای تقویتی کلاسیک، این دقیقاً همان چیزی بود که آنها می خواستند؛ زیرا به آنها اجازه نصب موتورهایی بس پر قدرت تر و قابل اطمینان تر می داد، نظیر فورد هشت سیلندر سر تخت و یا شورلت هشت سیلندر.

1923 T-bucket

یک نمونه ی خودروی تقویت شده مردمی T-Bucket نام داشت، زیرا بر پایه فورد مدل T ساخته شده بود. فرم معمول تعلیق، در جلوی فورد مدل T شامل یک اکسل I شکل یک تکه (تعلیق یکپارچه) یک فنر U شکل کالسکه ای (فنر تخت) و یک میله ی جناغی شکل (شعاعی) با توپی در میانه آن، که در یک کاسه که به گیربکس متصل بود، می چرخید. مهندسان فورد، مدل T را برای سواری در سطح بالاتر و همراه با حرکات بسیار زیاد سیستم تعلیق ساختند، تا مدلی ایده آل برای جاده های سخت و ابتدایی دهه 1930 باشد. ولی پس از جنگ جهانی دوم، خودروهای تقویتی شروع به تجربه موتورهای بزرگتری نظیر کادیلاک یا لینکلن بر روی خود کردند، واین بدین معنی بود که میله شعاعی جناغی-شکل، دیگر قابل استفاده نبود. و به جای آن، توپ مرکزی را حذف نموده و دو سر آن را به میله های شاسی جوش دادند. این طرح "جناغ دو تکه"، اکسل جلویی را حدود 1 اینچ (2.5 س م) پایین تر آورد و قدرت هدایت را بهبود بخشید.

پایین آوردن اکسل بیش از 1 اینچ، نیازمند یک طراحی کاملاً نوین بود؛ کاری که توسط شرکت بل اوتو انجام گردید. در طی دهه های 1940 و 1950، شرکت بل اوتو "اکسل های لوله ای پایین آمده" را معرفی کرد که خودرو را 5 اینچ کامل (13 س م) پایین آورد. اکسل های لوله ای از لوله های استیل نرم ساخته شده بودند و قدرت را همراه با ایرودینامیک در تعادل نگاه می داشتند. همچنین سطح استیلی، روکش کرومی را بهتر از اکسل های میله ای I شکل قبول می کرد؛ بنابراین تقویتی بازان اغلب، آنها را به خاطر کیفییات زیبایی شناختی شان ترجیح می دادند.

هر چند، برخی تقویتی بازان معتقد بودند که کنترل خوب فشارهای رانندگی، بر سختی اکسل های لوله ای و ناتوانی آنها در انعطاف پذیری نمی چربد. برای مرتفع ساختن این مشکل، تقویتی بازان، "تعلیق چهار میله ای" را معرفی کردند که دو اتصال آن بر روی اکسل و دو تای دیگر بر روی شاسی بود. در هر نقطه اتصال، انتهای میل های مدل-هواپیمایی، حرکات بسیاری را در تمام زوایا فراهم می نمودند. نتیجه؟ سیستم چهار میلی، کارکرد تعلیق در همه نوع شرایط رانندگی را بهبود بخشید.

آینده سیستم های تعلیق

در حالی که فنرها و کمک هایشان دستخوش تغییرات و بهبودهایی گردیده اند، طرح اصلی تعلیق خودرو در طی سال ها، دچار تحول مهمی نشده است. ولی همه این سیستم، با معرفی یک طراحی کاملاً جدید از شرکت Bose در حال تغییر می باشد – همان Bose که برای نوآوری هایش در فناوری صوتی شناخته شده است. بعضی حرفه ای ها، تا بدین حد پیش رفته اند که می گویند سیستم تعلیق Bose، بزرگترین پیشرفت در سیستم تعلیق اتومبیل، از زمان معرفی یک طراحی کاملاً جداگانه، می باشد.

Bose® Suspension Front Module

چگونه کار می کند؟ سیستم Bose، به جای یک سیستم سنتی فنر و کمک، از یک موتور الکترومغناطیسی خطی (LEM) در هر چرخ بهره می برد. تقویت کننده ها، برای موتورها الکتریسیته فراهم می آورند، به طوری که با هر بار فشردگی سیستم، نیروی آنها جایگزین می شود. فایده اصلی موتورها این است که آنها مانند تقلیل دهنده های سنتی که بر پایه سیالات بودند، توسط اینرسی محدود نمی شوند. در نتیجه، یک LEM می تواند با سرعت بسیار بالاتری باز و بسته شود که به صورت مجازی، همه لرزش ها در کابین سرنشین را خنثی می سازد. حرکت چرخ نیز به خوبی کنترل می گردد، به طوری که بدنه خودرو در یک سطح باقی می ماند؛ بدون توجه به اتفاقاتی که برای چرخ می افتد. LEM همچنین می تواند حرکت خودرو را هنگام شتاب گرفتن، ترمز کردن و یا پیچیدن خنثی نموده و به راننده حس کنترل بسیار بهتری دهد.

متاسفانه این تغییر الگوی تعلیق، تا سال 2009 میسر نمی باشد، زمانی که این سیستم نوین برای یک یا چند خودروی اشرافی گران قیمت به کار گرفته می شود. تا آن زمان، رانندگان باید به متودهای آزمون و خطای سیستم های تعلیق، که جاده های پر دست انداز را در طول قرن ها رام کرده اند، اعتماد کنند.

بر گرفته از سايت www.parsikhodro.com

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

از زمان تولد توربينهاي گازي امروزي در مقايسه با ساير تجهيزات توليد قدرت , زمان زيادي نمي گذرد . با اين وجود امروزه اين تجهيزات به عنوان سامانه هاي مهمي در امر توليد قدرت مكانيكي مطرح مي باشند . از توليد انرژي برق گرفته تا پرواز هواپيماهاي مافوق صوت همگي مرهون استفاده از اين وسيله سودمند مي باشند . ظهور توربينهاي گازي باعث پيشرفت زيادي در رشته هاي مهندسي مكانيك , متالورژي و ساير علوم مربوطه گشته است . بطوري كه پيدايش سوپرآلياژهاي پايه نيكل و تيتانيوم به خاطر استفاده آنها در ساخت پره هاي ثابت و متحرك توربينها كه دماهاي بالايي در حدود 1500 درجه سانتيگراد و يا بيشتر را متحمل مي شوند, از سرعت بيشتري برخوردار شد . به همين خاطر امروزه به تكنولوژي توربينهاي گازي تكنولوژي مادر گفته مي شود و كشوري كه بتواند توربينهاي گازي را طراحي كند و بسازد هر چيز ديگري را هم مي تواند توليد كند .

توربينهاي گازي
همانطور كه بيان گرديد از اين تجهيزات در نيروگاهها براي توليد برق ( معمولا براي جبران بارپيك) موتورهاي جلوبرنده (هواپيما ,كشتيها و حتي خودروها) , در صنايع نفت و گاز براي به حركت درآوردن پمپها و كمپرسورها در خطوط انتقال فراورده ها و... استفاده مي شود كه امروزه كاربرد توربينهاي گازي در حال گسترش مي باشد .

اجزاي توربينهاي گازي :

به طور كلي كليه توربينهاي گازي از سه قسمت تشكيل
مي شوند :

1.كمپرسور 2.محفظه احتراق 3.توربين

كه بنا به كاربرد قسمتهاي ديگري نيز براي افزايش راندمان و كارايي به آنها اضافه مي شود . به عنوان مثال در برخي از موتورهاي هواپيماها قبل از كمپرسور از ديفيوزر و بعد از توربين از نازل استفاده مي شود . كه دراين رابطه بعدها مفصلاً بحث خواهد گرديد
سيكل توربينهاي گازي :

سيكل ترموديناميكي توربينهاي گازي سيكل استاندارد هوايي يا برايتون مي باشد كه در حالت ايده ال مطابق شكل زير شامل دو فرايند ايزنتروپيك در كمپرسور و توربين و دو فرايند ايزو بار در محفظه احتراق و دفع گازهاميباشد.

سيكلهاي توربينهاي گازي در دونوع باز و بسته مي باشند . در سيكل باز ( شكل فوق) گازهاي خروجي از توربين به درون اتمسفر تخليه مي شوند كه اين سيكل بيشتر در موتورهاي هواپيما مورد استفاده قرار مي گيرد . در نوع بسته كه عمدتاً در نيرو گاههاي برق مورد استفاده قرار مي گيرد گازهاي خروجي از توربين ( مرحله 4) از درون بخش دفع گرما (cooler ) عبور كرده و بعد از خنك شدن مجددا وارد كمپرسور گرديده و سيكل تكرار مي شود .
همانطوركه قبلا بيان گرديد توربينهاي گازي از نظر كاربردي به دو گروه صنعتي و هوايي تقسيم مي شوند كه نوع اول در صنعت و نوع دوم در هوانوردي مورد استفاده قرار مي گيريند . كه ذيلا در ارتباط با هركدام از آنها بحث خواهيم نمود .

توربينهاي گازي صنعتي : منظور از توربينهاي گازي صنعتي اشاره به كاربرد آنها غير از بخش هوانوردي مي باشد . در شكل زير شمايي از يك واحد توليد نيروي برق توسط توربين گاز , نشان داده شده است .

شكل زير هم نوعي توربين گازي با ظرفيت توليدي 400 مگاوات را نمايش مي دهد.

توربينهاي گازي كه در صنعت برق مورد استفاده قرار مي گيرند داراي ظرفيتهاي متفاوتي مي باشند كه شكل قبل نوعي از اين توربينها با ظرفيت 400 مگاوات را نشان مي دهد.

توربينهاي گازي هوايي يا موتورهاي جت :
همانطور كه گفته شد سيكل توربينهاي گازي موتورهاي هواپيما شبيه به توربينهاي گازي صنعتي مي باشد بجز اينكه قبل از ورود هوا به كمپرسور از يك ديفيوزر و بعداز توربين از يك نازي براي بالا بردن سرعت گازهاي خروجي و حركت هواپيما به سمت جلو استفاده مي كنند . اين گازهاي پرسرعت بر هواي خارج از موتور نيرويي وارد مي كنند كه طبق قانون سوم نيوتن نيروي عكس العمل آن سبب حركت هواپيما به سمت جلو مي شود . شايان ذكر است كه نازل در هواپيماهاي جت از نوع متغير مي باشد . يعني دهانه آن با توجه به دبي (گذرجرمي) گازهاي خروجي قابل تغييرو تنظيم است .

موتورهاي هواپيما انواع مختلفي دارند كه به دو سته كلي تقسيم مي شوند :

1- موتورهاي پيستوني :
كه از نظر كاري شبيه به موتور خودروها مي باشند.

2- موتورهاي توربيني :

اين موتورها به سه دسته كلي توربوجت, توربوفن و توربوپراپ تقسيم بندي مي شوند.

توربوجتها اولين موتورهاي جت مي باشند كه امروزه به دليل مسائلي مثل صداي زياد و آلودگي محيط زيست بجز در موارد خاص استفاده اي از انها نمي شود . توربوفنها نوع پيشرفته موتورهاي توربوجت هستند . به اين صورت كه رديف اول كمپرسور در اين موتورها به عنوان فن عمل كرده و مقداري از هواي ورودي به موتور را از اطراف موتور by pass كرده كه اين عمل علاوه بر افزايش نيروي جلوبرندگي باعث كاهش صدا,آلودگي محيطي و ... مي شود .
در موتورهاي توربوفن با اتصال يك ملخ به گيربكس و سپس به كمپرسور , نيروي جلوبرندگي ايجاد مي شود . در اين حالت سعي مي شود كه بيشترين انرژي جنبشي گازها صرف چرخاندن توربين و از آنجا كمپرسور و در نتيجه ملخ شود . وجود گيربكس به اين خاطر است كه سرعت دوراني ملخ از حد معيني تجاوز نكند . يعني بايد سرعت انتهاي ملخ از عدد ماخ كوچكتر باشد . زيرا سرعتي بيش از اين سبب ايجاد ارتعاشات شديد و در نتيجه شكستگي ملخ مي شود.

موتورهاي توربوشفت نيز نوعي موتور توربوپراپ مي باشند كه از آنها جهت به حركت درآوردن هليكوپترها استفاده مي شود .بطور كلي موتورهاي توربوپراپ بدليل اينكه در ارتفاع پروازي كم از قدرت زيادي برخوردار هستند از آنها در هواپيماهاي

ترابري اس

تفاده مي شود ( مثل C130 )

منبع مقاله : MESASUT

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

قدرت انتقاد سازنده

انتقاد؛ پیچیده، مهم و ضروری است. باید به یاد داشت که هیچ شغلی، از انتقاد معاف نیست. انتقاد در کار، وجه مشترک همه ما است که نتایج مطلوب تر را همراه دارد...

قدرت انتقاد سازنده

قدرت انتقـاد سـازنده

نوشته: پروفسور هندري وايزنينگر

POWER OF CRITIC

مقدمه:

انتقاد؛ پيچيده، مهم و ضروري است. بايد به ياد داشت كه هيچ شغلي، از انتقاد معاف نيست. انتقاد در كار، وجه مشترك همه ما است كه نتايج مطلوب تر را همراه دارد.

انتقاد وسيلهاي است براي انگيزش، آموختن، توسعه، آموزش و ايجاد روابطي قوي، تبادل اطلاعات، تاثير گذاشتن و برانگيختن. براي بهرهمندي از نتايج سحرانگيز "انتقاد"، شيوهي عملي آن را در قالب بيست توصيه تنظيم و جهت استفاده تقديم ميدارد.

اول: استقبال از انتقاد: هر شغلي، انتقاد به همراه دارد . فرقي نميكند كه شما رييس جمهور، معلم، بانكدار و يا مامور دولتي باشيد. كار شما به هر حال انتقاداتي در پي داشته و شما بايد با روحيهاي مثبت از انتقاد استقبال كرده و از آن در جهت بهبود كار خود استفاده كنيد. انتقاد تنها كلمه اي است كه مفهوم ارزيابي را نيز در بردارد. بنابراين انتقاد يعني انتقال نتايج ارزيابي. تمرين براي انتقادپذيري: در قدم اول يك عبارت مثبت دربارهي انتقاد را روي كارت بنويسيد و آن را در جايي قرار دهيد كه در ديد شما باشد. هر بار كه شما و ديگران آن را ببينند باعث ميشود ديدگاه مثبت شما دربارهي انتـقاد تقويت شود؛ جملاتي از قبيل انتـقاد اطلاعاتي است كه باعث رشد من ميشود، انتـقاد مهارتها و دانش مورد نياز را به من آموزش ميدهد. قدم دوم كمي مشكل، اما بسيار با ارزش تر است. شما بايد از ديگران بخواهيداز شما انتقاد كنند.صادقانه از آنان بپرسيد؛ به نظر آنان شما چگونه ميتوانيد كارهايتان را بهتر انجام دهيد.

دوم: به طور استراتژيك انتقاد كنيد: قبل از اينكه انتقاد كنيد، اين سوالات را ا ز خود بپرسيد: دقيقاً چه چيز را ميخواهم بيان كنم؟ چه چيز را مي خواهم تغيير دهم؟ انگيزه ومحرك من براي بيان اين انتقاد چيست؟ چه راه حلها و اهداف خاصي را ميتوانم ارايه كنم؟ در مورد موقعيتهاي غير قابل پيش بيني كه نياز به عكس العملهاي فوري دارد، چه بايد كرد؟ قبل از انتقاد كردن از زير دست يا همكار، اين سوال استراتژيك را ازخود بپرسيد: «چگونه اين اطلاعات را مطرح كنم كه او پذيراي آنها باشد؟»

سوم: بهبود گرا باشيد: دو روش براي انتقاد بهبود گرا: اول، شما نوك پيكان انتقاد را متوجه آينده كنيد. به جاي اينكه به كارآموز خود بگويد: « در ارايه داده ها عملكرد ضعيفي داشتي»، بگوييد: «دفعهي بعد براي نمايش اطلاعات از اورهد استفاده كن». روش دوم: پيامي دهيد كه باعث تقويت اعتماد به نفس او شود؛ «اطمينان دارم كه موفق ميشوي». با اين ذهنيت، كارآموز به جاي اين كه از عملكرد گذشتهي خود دفاع كند، با تمام انرژي براي بهبود عملكرد آتي خويش تلاش ميكند و ماهيت انتقاد به جاي سركوب گرا، بهبود گرا ميشود.

چهارم: حفظ خودباوري: چگونه ميتوانيد هنگام انتقاد از فردي، مراقب احساس خود باوري او نيز باشيد؟ اولاً، "از كلمات و انتقادات سرزنش آميز استفاده نكنيد، كه بدون شك تحقيرآميز تلقي خواهد شد و شانس كمي براي درك مثبت آن باقي ميماند. ثانياً، با حفظ خود باوري فرد، ميتوانيد از شخصيت او دفاع كنيد. بجاي استفاده از عبارت هاي؛ درست/غلط/ امكان ندارد، عباراتي مانند، "شايد شما از اين مطلب اطلاع نداشتيد،" (حتي اگر فكر ميكنيد كه اطلاع داشته است)، استفاده كنيد. تصور او از شما به عنوان مرجعي قابل اطمينان كه نظرياتش شايسته توجه و دقت است، تغيير پيدا مي كند. متعاقباً او از انتقادات بعدي با آغوشي باز استقبال ميكند.

پنجم : كلمات صحيح انتخاب كنيد: در درجهي اول اطمينان حاصل كنيد آنچه را كه ميگوييد، همان چيزي است كه در ذهن داريد. در بسياري از مواقع، تغيير جزيي كلمات، باعث تفاوتهاي بزرگي ميشود. اگر هنگام انتقاد بگوييد؛ "كار شما زير استانداردهاي ماست"، به طور قطع باعث بيدار شدن حس دفاعي او ميشود. در حالي كه اگر بگوييد؛ "كار شما فقط كمي با استانداردهاي ما تفاوت دارد"، اين حالت را به وجود نميآورد. به جاي «هرگز يا هميشه»، پيشنهاد مي شود؛ « گاهي اوقات» استفاده شود. كلمهي ديگري كه نتايج مخرب در پي دارد، عبارت « بايد» ميباشد. كلمهي « ميتواني» را آزمايش كنيد.

ششم: انتقادات خود را نقد كنيد: فقط به دليل اين كه چون انتقاد، اطلاعات با ارزش را دراختيار شمار قرار ميدهد و با استفاده از آنها ميتوانيد خود و كار خويش را بهبود بخشيد، نميتوانيد هر انتقادي كه به شما وارد ميشود را به كار ببنديد. از سوي ديگر، فقط چون يك انتقاد خاص، احساسات شما را خدشهدار ساخته است، دليل نميشود كه شما فوراً هر انتقادي را ناديده بگيريد. به هر حال اگر دربارهي انتقاد درست فكر كنيد، انتقاد ميتواند براي شمار بسيار مفيد واقع شود.

بنابراين براي دستيابي به يك نقد سازنده دربارهي انتقاد، شايسته است ويژهگيهاي زير را در نظر داشت:

1- بايد به خاطر داشته باشيد كه اهميت انتقاد همواره ثابت نيست، بلكه با توجه به نياز شما و نياز ديگران و محيطي كه انتقاد در آن ارايه شده است، تغيير ميكند.

2- به ياد داشته باشيد كه علاقهي شما نسبت به يك فرد، نشانهي صلاحيت او براي انتقاد از كار شما و همچنين احساسات منفي شما نسبت به يك مشتري يا همكار، دليل مناسبي براي ناديده گرفتن گفتههاي آنان تلقي نميشود.

3- پاسخ دادن به جملاتي كه متأثر از جوّ احساسي است، فقط وضعيت را وخيمتر ميكنند.

هفتم: مخاطب خود را در فرآيند انتقاد شركت دهيد: شركت دادن مخاطب در فرآيند انتقاد و ارتباط متقابل و با روشي مثبت ، يك هم افزايي synergy به دنبال دارد. مثلاً ممكن است شما به جاي صدور دستوراتي مبني بر انجام يا عدم انجام كار، با دستيار خود در حل موقعيت مورد انتقاد، همكاري كنيد . با استفاده از تكنيك پيشبيني و بكار بردن جملاتي نظير « اين نظر من است . البته مي دانم كه ممكن است نظر شما متفاوت باشد، خوب مسئلهاي نيست، و شايد هم موافق باشيد»، اورا در انجام تغييرات كمك كنيد.

هشتم: بدون(هيچ و اما)، شايستگيها را متذكر شويد: انتقاد يعني ارزش يابي شايستگيها و عدم شايستگيها. با بكار بردن كلمهي « اما» در ابتداي سخن، تاثير عبارت مثبت را از بين خواهيد برد. در حالي كه كلمهي «اما» تاثير منفي بر پيام قبل از خود ميگذارد، حرف «و» تاثير مثبت به دنبال خواهد داشت. مخاطب شما به جاي اينكه فكر كند؛ «من شكست خورده ام» به خود ميگويد «نكات مثبت فراواني در كار من وجود دارد و اگر برخي چيزها را هم درست كنم، عملكرد من بهتر خواهد شد». گرچه استفاده از حرف « و» به جاي« اما» تغيير كوچكي به نظر ميرسد ولي تاثيرات آن در درازمدت، پر قدرت است.

نهم: به آنها بگوييد كه چه چيز ميخواهيد: با ارايهي يك انتقاد روشن، ميتوانيد مخاطب خود را در اصلاح رفتار و نحوهي عملكرد كمك كنيد. اين توصيه ميتواند براي مخاطب يك پيام مشخص و روشني داشته باشد: "اگر لغو جلساتت را به دقايقي قبل از شروع جلسه موكول نكني و سهم خود را در كار به موقع انجام دهي و در مورد تلاش ديگران مثبتتر قضاوت كني، ميتواني روابط خود را با همكارانت بهبود بخشي".

دهم: وقتشناس باشيد: چه زماني براي انتقاد مناسب ترين است؟ آيا بهتر است در خلوت انتقاد كنيم يا در جمع؟ چقدر بايد منتظر بمانيد تا زمان انتقاد فرا رسد؟ هيچ گاه با عصبانيت از كسي انتقاد نكنيد. زيرا ممكن است انتقاد شما تحت تاثير احساسات قرار گيرد.، وقتي احساس شود پشت انتقاد مطرح شده محركهاي احساسي و عصبانيت شديد وجود دارد، از درجهي اعتبار ساقط شده وتاثير خود را از دست مي دهد. هيچ گاه افرادي را كه عصباني هستند مورد انتقاد قرار ندهيد.عصبانيت باعث تغييرات فيزيولوژيكي در مغز شده و در نتيجه از عقيدهي خود سرسختانه دفاع ميكند. از خود بپرسيد، آيا اين مناسبترين زمان براي انتقاد است؟ آيا ضروري است كه آلان انتقاد كنم؟ آيا او شرايط روحي مناسبي دارد؟ پاسخ اين پرسشها به شما كمك ميكند تا وقت شناس شويد.

يازدهم: از سوالات سقراطي استفاده كنيد: براي تشويق مخاطب به منظور يافتن جواب از روش پرسيدن سوال استفاده ميشود. هنگامي كه افراد راهحلها را خودشان پيدا ميكنند، اعتماد به نفس آنها تقويت شده و احساس شايستگي و قدرت ميكنند. حُسن ديگر آن اين است كه چون مخاطب، راه حل خود را اجرا ميكند، احتمال اينكه اقدامات مورد نياز بعدي را نيز دنبال كند افزايش مي يابد.

دوازهم: وقتي كلمات كار ساز نيستند: وقتي رفتار مورد انتقاد حتي با وجود انتقادات دايم تكرار ميشود. به جاي آنكه چيزي بگوييد، كاري انجام دهيد:

1- مشخص كردن انتقاداتي كه به طور دايم بيان كردهايد.

2- رفتاري را در پيش بگيريد كه مخاطب را مجبور به تغيير كند.

3- در اقدامات خود، استمرار داشته باشيد.

4- اگر مشكل همچنان حل نشده باقي ماند، رفتار ديگري را به كار گيريد.

سيزدهم: از انتقادات خود بهره ببريد: از انتقادات شتابزده دوري كنيد. از تجربيات گذشته به عنوان پايه و معيار استفاده كنيد. اگر توقع داريد كه فروشندگان شما ميزان فروش رادر سال آينده 30 درصد افزايش دهند، ولي تجربيات قبل نشان ميدهد كه بهترين ميزان افزايش فروش 20 درصد بوده است، بنابر اين شما انتقاد خود را بر اساس يك توقع غير معقول بنا كردهايد .

چهاردهم: تصديق كنيد كه انتقاد، امري ذهني است: اگر شخصي در جواب انتقاد شما گفت «اين عقيدهي شما است»، لطفا به نظر او احترام بگذاريد. حتي اگر بر يك واقعيت عيني استوار باشد، اين ارزيابي ذهني شماست كه مسئول قضاوت دربارهي اهميت يك روش يا رفتار خاص است. بطور مثال، «كار تو بايد بهتر انجام شود» يا «تو به آن خوبي كه بايد باشي نيستي» و... تمام اين انتقادات به عنوان واقعيت مطرح شده است؛ در حالي كه آنها صرفاً قضاوت شما هستند. ممكن است ديگران دربارهي همان موضوعات، قضاوتهاي ديگري داشته باشند.

پانزدهم: در انتقادات خود انگيزهاي قراردهيد: اگر در مخاطبان شما پس از انتقاد، تمايل به بهبود در كار ديده شود و ادامه يابد، احتمالاً انگيزهي كاملاً مناسبي در بطن انتقاد شما وجود داشته است كه مخاطب به جاي احساس اجبار، احساس تمايل نشان ميدهد.

شانزدهم: از دنياي مخاطبان خود استفاده كنيد: استعاره به شما اجازه ميدهد از مسيري وارد دنياي مخاطب شويد كه براي او معني دار باشد. اگر مخاطب شما به ورزش علاقه دارد، از يك استعاره ورزشي استفاده كنيد.

هفدهم: پيگير باشيد، پيگير باشيد،پيگير باشيد: مهمترين فايدهي پيگيري اين است كه مخاطب ميفهمد كه شما واقعا قصد داريد به او كمك كنيد. او اطمينان مييابد هر انتقادي تلاش دو طرفه براي بهبود بوده و چشم انتظار انتقادات بعدي شما خواهد بود. به محض آنكه متوجه پيشرفتي شديد، مستقيماً با فرد صحبت كنيد. قدرداني شما مانند يك محرك مثبت عمل كرده و مخاطب را قادر ميسازد كه بهتر از قبل عمل كند.

هجدهم: معيارهاي خود را براي انتقاد بشناسيد: انتقاد بيانگر منطق شما در ارزيابي است. مواردي كه از نظر شما اهميت داشته، معيارها و استانداردهاي شما را مشخص ميكنند . گاهي اوقات بهتر است معيارهاي خود را نشان دهيد. مثلاً ويراستاري كه مجبور بود براي اينكه هر بار با نويسندهاي جديد كار كند، يك نسخه از كتابي را كه از ديدگاه خويش، بيانگر شيوهي درست نگارش يك كتاب مديريت بود، براي او ارسال و معيار خود را به مخاطبش نشان داده، و نويسنده را از روش، سبك و سياق خود آگاه ساخت.

نوزدهم: به خودتان گوش دهيد: آنچه كه به خود ميگوييد نظارت كرده و ببيند آيا كمككننده هستند يا آسيب زننده. هر روز به مدت پنج دقيقه با آرامش نشسته و به گفتگوي دروني كه در آن لحظه در ذهن شما جاري است گوش فرا دهيد. اين تمرين را به مدت يك هفته ادامه دهيد در موقعيتهاي بسياري؛ هنگام ورزش و جلسات اداري، به افكار دروني و شنيدن گفتگوي دروني خود تمركز كنيد. اگر شــنيديد كه به خود مي گويــيـد؛ « او ميخواهد مرا سرزنش كند»، با اين جمله، اثر آن را خنثي كنيد؛ "واقعاً از كجا ميدانم؟ شايد او فقط ميخواهد به من بگويد چگونه كارم را بهتر انجام دهم». يك روش خوب براي تمرين:1- مسايل را براي خودت تشريح كن 2- به آنچه كه ميگويد گوش كن 3- ميتوانم از اين وضعيت چيزهايي ياد بگيريم. 4- يك نفس عميق بكش و به عقب تكيه بزن.

بيستم: خونسرد، آرام و متمركز باشيد: اگر برانگيختگي شما كنترل شده نباشد، چالاكي ذهني خود را از دست ميدهيد. اگر مخاطب باشيد نسبت به انتقاد قفل، و اگر منتقد باشيد، نسبت به ديدگاههاي خود، سر سخت شده و فكر ميكنيد حق با شماست. اولين راه: اگر انتقاد كننده هستيد، عصباني تر و مضطربتر از آن هستنيد كه انتقاد كنيد. نفس عميق بكشيد تا خونسردي خود را حفظ كنيد. دومين روش، تمرينات آرام بخش است. يك تمرين آرام بخش انتخاب كنيد و آن را به مدت ده روز تمرين كنيد.

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

استخراج معادلات حركت ژيروسكوپ

معادلاتی که در این نوشتار آمده اند از بخشهای مختلف کتاب درسی مکانیک مهندسی استاتیک و دینامیک ویرایش سوم ISBN 0-02-354140-7 نوشته هایبلر برداشت شده است...

Derivation of The Equations Of Gyroscopic Motion

استخراج معادلات حركت ژيروسكوپ

by Robert M. Beal

(May 2003)

معادلاتي كه در اين نوشتار آمده اند از بخشهاي مختلف كتاب درسي مكانيك مهندسي استاتيك و ديناميك ويرايش سوم ISBN 0-02-354140-7 نوشته هايبلر برداشت شده است. اگر خواننده بخواهد موضوع را عميق تر كاوش كند مقدمتاً لازم است كه فصلهاي 20 و21 مبحث ديناميك را به طور روشن درك كرده باشد.بدين منظور ما شما را به كتاب درس هايبلر ارجاع مي دهيم. ما معادلات را با اصلاحات جزئي و با نظر شخصي خود يكجا گردآوري نموده ايم. به اميد آنكه استنتاج روان و سليسي از معادلات حركت ژيروسكوپ بر پايه F = ma معادله اصلي ديناميك فراهم آورده و اين مطلب را به طور پيوسته و هدفمند بيان كرده باشيم.

كار را با معادله مشهور بين نيرو جرم وشتاب نيوتن براي يك ذره آغاز مي كنيم كه يك كميت برداري را نشان مي دهد.

F = ma سيگما

اين معادله بيان مي دارد كه برآيند نيروهاي خارجي وارد بر يك ذره برابر است با حاصلضرب جرم در شتاب آن.

در حقيقت فرمولاسيون اصلي نيوتن نيروهاي خارجي وارد بر ذره را به گشتاور خطي آن مرتبط مي سازد.

'mv = سيگماF

Vدر اينجا بيانگر سرعت

dv/dt نيز بيانگر نرخ تغيير سرعت در واحد زمان يا بعبارتي همان 'v

'mv نيز نرخ تغييرات گشتاور خطي نسبت به زمان مي باشد.

اگر r را بعنوان بردار موقعيت ذره در نظر بگيريم و O را بعنوان مبدا مختصات با در نظر گرفتن مبدا مختصات گشتاور زاويه اي ميتوانيم H_oذره را با ضرب خارجي هر دو سمت اين معادله در r بدست آوريم

'r x SF = r x mv

( SM_o) يا بعبارتي r x SF برابر با مجموع گشتاور نيروهايي كه حول نقطه مبدا اثر مي كنند خواهد بود پس ميتوان نوشت:

'SM_o = r x mv

H_o = r x mv با داشتن مومنتوم (گشتاور) زاويه اي ذره

مشتقH_oرا نسبت زمان بدست مي آوريم

d(H_o)/dt = d(r x mv)/dt

'H'_o = r' x mv + r x mv

بر اساس 'v = dr/dt = r

خواهيم داشت:

'H'_o = r' x mr' + r x mv

از آنجايي كه حاصلضرب خارجي دو بردار معادل صفر خواهد بود

r' x mr' = m(r' x r') = 0

بنابر اين:

'H'_o = r x mv

با جايگذاري معادله در جمع گشتاورها داريم:

SM_o = H'_o

از اين رو مجموع و برآيند گشتاورهاي يك ذره متحرك حول نقطه مبداء برابر با نرخ تغييرات گشتاور زاويه اي نسبت به زمان خواهد بود. براي سيستم ذرات مي بايست برآيند گشتاور تمام نيروهاي موثر بر ذرات را محاسبه نمود.

در معادله زير :

S_i[(r x SF)_i + (r x Sf)_i] = S_i[H'_o]_i

Sf برآيند همه ذرات موجود در سيستم مي باشد بر اثرنيروهاي داخلي موثر بر ذره iام از نيروهاي داخلي صرف نظر مي شود از اين رو كه دقيقاً معادل با يكديگر منتهي در دو سوي مخالف عمل مي كنند

بنابراين S_i(r x Sf)_i = 0

و معادله اي كه تا اينجا براي سيستم ذرات استنتاج مي شود به همان فرم و شكل معادله اي است كه براي يك ذره به كار ميرود:

S_i[r x SF]_i = S_i[H'_o]_i

SM_o = H'_o

بعبارت ديگر بيان مي دارد كه مجموع گشتاورها حول نقطه مبداء بر اثر وجود نيروهاي خارجي بر سيستم ذرات برابر است با نرخ تغييرات گشتاور زاويه اي سيستم ذرات حول همان نقطه مبداء. به وضوح در مي يابيم كه اين معادله براي هر سيستم پيكره جامد ذرات صادق است و از اين رو مي توانيم اين معادله را در تحليل ژيروسكوپ نيز به كار ببنديم.

چيزي كه اكنون براي توضيح و بيان گشتاور زاويه اي H_o لازم است اين است كه ما مي توانيم مقادير فيزيكي نظير جرم شعاع و سرعت زاويه اي و شتاب زاويه اي و مشتق زماني آن H'_oرا اندازه بگيريم.

و سرعت زاويه اي Dm اگر در نظر بگيريم كه يك ذره در پيكره داراي جرم اضافي نسبت به مبداء و چارچوب مرجع ميباشد:w

با دانستن اينكه

v = w x r

مي توان نوشت:

[DH_o]_i = r x Dm_iv_i
[DH_o]_i = [r x (w x r)]_iDm_i

با جمع همه گشتاورهاي زاويه اي براي تمامي ذرات پيكره داريم:

S_i[DH_o]_i = S_i[r x (w x r)]_iDm_i

اگر دلتا را حول مبداء بگيريم آنگاه

Dm_i و D [H_o]_i

_{مقادير فوق ديفرانسيلي خواهند شد و مي توانيم سيگما را با انتگرال جايگزين نماييم .}

_{ما در اينجا}z را جاي به كار بردن علامت معمولي انتگرال به كار برده ايم. _{چرا كه علامت معمولي انتگرال را در دسترس نداشتيم.}

z_HodH_o = z_mr x (w x r) dm
H_o = z_mr x (w x r) dm

آنگاه مي توانيم xyz را حول مرجع و مبداء در نظر بگيريم اگر سه محور k و j و i

و سرعت زاويه اي امگا را در مولفه هاي r و شعاع H_o

مطابق زير بيان نماييم:

H_o = H_x i + H_y j + H_z k
r = x i + y j + z k
w = w_x i + w_y j + w_z k

با جايگذاري براي H_oدر انتگرال مذكور خواهيم داشت:

H_x i + H_y j + H_z k =
z_m(x i + y j + z k) x [(w_x i + w_y j + w_z k ) x (x i + y j + z k)]dm

با محاسبه ضرب خارجي و تركيب عبارتهاي فوق خواهيم داشت:

H_x i + H_y j + H_z k =
[w_xz_m(y²+z²)dm - w_yz_mxy dm - w_zz_mxz dm] i
+ [- w_xz_mxy dm + w_yz_m(x²+z²)dm - w_zz_myz dm] j
+ [- w_xz_mzx dm - w_yz_myz dm + w_zz_m(x²+y²)dm] k

بنابر اين با محاسبه انتگرال گشتاورها ي اينرسي و ضرب اينرسي ها مي توانيم معادله را به فرم زير بازنويسي كنيم:

H_x = + I_xxw_x - I_xyw_y - I_xzw_z
H_y = - I_yxw_x + I_yyw_y - I_yzw_z
H_z = - I_zxw_x - I_zyw_y + I_zzw_z

اگر سيستم مختصات دو بعدي يا سه بعدي را انتخاب نماييم و تحليل پيكره را با محور مختصات سه بعدي انجام دهيم

آنگاه حاصل همه ضربهاي محورهاي متعامد برابر با صفر خواهند شد و معادله به صورت زير مختصر مي شود:

H_x = I_xxw_x
H_y = I_yyw_y
H_z = I_zzw_z

زمانيكه محورها به شكلي كه توضيح داده شد انتخاب شوند اين مقادير اصل محورهاي اينرسي ناميده مي شوند.

را در اختيار داريم و سرعت زاويه اي امگا نيز مي تواند اندازه گيري شود.H_o اكنون ما گشتاور زاويه اي

كه به جرم و ابعاد پيكره بستگي دارد كه مي توان در جدول يافت يا به صورت دستي محاسبه نمود.

تحليلي كه از ژيروسكوپ ارائه داديم در صورتي كه سيستم مختصات دست كم دو يا سه بعدي را براي ژيروسكوپ انتخاب نماييم به مراتب ساده تر خواهد شد. اگر سيستم انتخاب شده بدين منظور لحاظ شده باشد آنگاه تمامي حاصلضربهاي اينرسي برابر با صفر خواهند شد و ما تنها مي بايست گشتاورهاي اينرسي را محاسبه نماييم.براي انجام چنين كاري ما از سيستم مختصات چرخان استفاده خواهيم كرد كه مبداء آن نقطه ء پايين و تكيه گاه چرخش مي باشد. سيستم مختصات چرخان از حركت محوري چرخش پيروي مي كند و با چرخش خود انحراف زاويه اي از محور نخواهد داشت.

سرعت زاويه اي مختصات چرخان را از اين پس با امگاي بزرگ نشان خواهيم داد.

'W = nutation + precession = q' + f

و مختصات چرخان را با محور مختصات سه بعدي كارتزين نشان گذاري مي كنيم.از اين رو يك مرجع ثابت سيستم مختصات خواهيم داشت كه نقطه اتكايي اصلي آن نقطه چرخش خواهد بود كه از اين پس نام مي گيرند.محورهاي ABC سرعت زاويه اي چرخش بر اساس محور مذكور مطابق با شكلهاي 2 و 3 به شكل زير خواهد بود:

'w = nutation + precession + spin = q' + f' + y

زواياي qو f, و y پس از رياضيدان سوئيسي لئونارد اويلر بعنوان زواياي اويلر ناميده مي شوند

زمانيكه محورهاي چرخان روي محور ABC چرخيدندثابت لازم است كه

H'_o را بر اساس بردارهاي يكه اش محاسبه نماييم كه از زمانيكه امتدادشان تغيير يافته است ديگر ثابت نيستند.

_{پس خواهيم داشت:}

(H'_o)_ABC = H'_x i + H'_y j + H'_z k + H_x(di/dt) + H_y(dj/dt) + H_z(dk/dt)

_{جايي كه}H'_oمشتق گشتاور زاويه اي نسبت به زمان روي محور _ABC

واقع است مشتق زماني بردارهاي يكه را مي توان بصورت زير بيان نمود:ABC

di/dt = W x i
dj/dt = W x j
dk/dt = W x k

مجموع گشتاور گشتاورها مي تواند يه شكل زير نوشته شود:

SM_o = H'_x i + H'_y j + H'_z k + W x H_o

SM_x i + SM_y j + SM_z k = H'_x i + H'_y j + H'_z k + W x H_o

جدولي به منظور پيدا كردن گشتاورهاي اينرسي براي اشكال مختلف هندسي به صورت I_xx, I_yy, و I_zz ليست شده است.

وقتي مركز گرانش در چرخ طيار فلايويل چرخش ما به شعاع R

از مبداء مختصات محوري كه در نظر گرفته ايم.

محور هايx و y محورهاي اصلي اينرسي نيستند. بلكه موازي با محور اينرسي فلايويل مي باشند

بنابراين مي توانيم از قضيه محورهاي موازي براي مرتبط كردن

گشتاور اينرسي xو y مولفه هاي I_xx و I_yy

كه در زير نشان داده شده اند استفاده نماييم.

مسئله اي ايجاد نمي نمايد چراكه محور I_zمولفه

از مركز جرم فلايويل عبور مي كند. z

I_x = I_xx + mR²
I_y = I_yy + mR²
I_z = I_zz

I_x, I_y, I_z و رابطه ميانI_xx,I_yy, I_zz را بخاطر داشته باشيد.

ما حال مي توانيم گشتاور زاويه اي چرخش را به صورت زير نمايش دهيم:

H_x = I_xw_x
H_y = I_yw_y
H_z = I_zw_z

با جايگذاري عبارات بالا در جمع معادلات مومنتوم (گشتاور) و با داشتن مشتق نسبت به زمان عبارات زير حاصل خواهند شد:

SM_x i + SM_y j + SM_z k =

(I_xw'_xi + I_yw'_yj + I_zw'_zk) + [( W_xi + W_yj + W_zk) x (I_xw_xi + I_yw_yj + I_zw_zk)]

با محاسبه ضربهاي خارجي و تلفيق عبارات معادلات زير به دست خواهند آمد:

SM_x = I_xw'_x - I_yW_zw_y + I_zW_yw_z
SM_y = I_yw'_y - I_zW_xw_z + I_xW_zw_x
SM_z = I_zw'_z - I_xW_yw_x + I_yW_xw_y

مي توانيم مولفه هاي سرعت زاويه اي محورهاي چرخان xyz مطابق با شكل 2 را با سرعت زاويه ايW توضيح دهيم. wژيروسكوپ

'W = q' + f
W = W_x i + W_y j + W_z k
W = q' i + (f'sinq) j + (f'cosq) k

w = q' + f' + y'
w = w_x i + w_y j+ w_z k
w = q' i + (f'sinq) j + (f'cosq + y' ) k

در روابط بالا خواهيم داشت:W و w با جايگذاري مولفه هاي

'SM_x = I_xq" - I_y(f')²cosqsinq + I_zf'sinq(f'cosq + y)
SM_y = I_y(f'q'cosq + f"sinq) - I_zq'(f'cosq + y') + I_xf'q'cosq
SM_z = I_z(- f'q'sinq + f"cosq + y") - I_xf'q'sinq + I_yf'q'sinq

به طور كلي يافتن جوابي كه معادلات فوق را ارضا كند بسيار دشوار خواهد بود هرچند در مورد خيلي خاص اگر انحراف زاويه اي 'fثابت باشد 'y چرخش به دور خود نيز ثابت خواهد ماندو مانند آنچه درشكل 3 نشان داده شده زاويه چرخش محوري 90 درجه باشد حل اين معادلات به وضوح ساده خواهند شد.

دراين مورد خواهيم داشت:

q' = 0
f" = 0
y" = 0
cos(90⁰) = 0
sin(90⁰) = 1

در اينصورت معادله گشتاورها به صورت زير ساده خواهد شد:

'SM_x = I_zf'y
SM_y = 0
SM_z = 0

گشتاور مرتبط با محور x هادر اين حالت تنها گشتاوري كه در معادله باقي مي ماند خواهد بود.

در اينجا هيچ علامت منفي در معادله ظاهر نشده است چراكه ما براي بيان مقدار تمامي بردارها از قانون دست راست استفاده كرده ايم.

بنابراين تمامي بردارها (مجموع گشتاورها حول محور xها )

(SM_x)

و تمامي چرخشهاي محوري در جهت مثبت خواهند بود. حول محورz

('y)و گردش ( 'fتقدم زاويه اي)خواهند داشت.

تحليل ما درباره حركت ژيروسكوپ در زاويه 90 درجه به نتايج مهم زير خواهد انجاميد:

'SM_x = I_zf'y

تنها در نتيجه وزن فلايويل باشد ( مي توانيم از وزن شفت صرف نظر كنيم)x اگر تنها گشتاور حول محور و اگر فلايويل در فاصله Rاز پاشنه (پايه) چرخش باشد از اين پس مي توان نوشت: I_z = I_zz

'mgR = I_zzf'y

كه در اينجا m جرم فلايويل وgشتاب گرانش زمين مي باشد

اين معادله به ما مي گويد اگر فلايويل در زاويه 90 درجه و در فاصله R از پاشنه چرخش قرار داشته باشدو فلايويل با سرعت زاويه اي ثابت 'y بچرخدانتظار مي رود كه از چرخش باز نايستد اين قضيه راجع به ثابت بودن سرعت زاويه اي حول محور

y نيز صدق مي كند.( 'f)

I_zz = 1/2mr² براي ديسك جامدي كه در حال چرخش است

وقتي كه شعاع ديسك r باشد در صورتي كه بيشتر جرم در لبه هاي بيروني متمركز است خواهيم داشت:

I_zz = mr²

ديسك دوار جامد: 'mgR = 1/2mr²f'y
رينگ نازك دوار: 'mgR = mr²f'y

با در نظر گرفتن اينكه هم ديسك دوار و هم رينگ نازك داراي يك جرم هستند و شعاع يكساني دارند محاسبهmgR چرخش كه در ديسك دوار مانند فلايويل استفاده مي شود دو برابر سريعتر از چرخش رينگ دوار نازك مي باشد.

مترجم : عرفان كسرايي

به نقل از انجمن فيزيك هوپا

منابع و ماخذ :

Engineering Mechanics - Statics and Dynamics, Third Edition, by R. C. Hibbeler (ISBN 0-02-354140-7)

Engineering Mechanics - Dynamics by Anthony Bedford and Wallace Fowler (ISBN 0-201-58197-3)

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

ترانسفور ماتورهاي برق

اهمیت ترانسفورماتورها در صنعت برق و شبکه‌هیا صنعتی، برکسی پوشیده نیست. امروزه یکی از ملزومات اساسی در انتقال و توزیع الکتریکی در جهان ترانسفورماتورها، می‌باشند.
ترانسفورماتورها در اندازه‌ها و توان‌های مختلفی جهت تغییر سطح ولتاژ الکتریکی به‌منظور کاهش تلفات ولتاژ در فرآیند انتقال و توزیع انرژی الکتریکی به‌کار می‌روند.

اهميت ترانسفورماتورها در صنعت برق و شبكه‌هيا صنعتي، بركسي پوشيده نيست. امروزه يكي از ملزومات اساسي در انتقال و توزيع الكتريكي در جهان ترانسفورماتورها، مي‌باشند.
ترانسفورماتورها در اندازه‌ها و توان‌هاي مختلفي جهت تغيير سطح ولتاژ الكتريكي به‌منظور كاهش تلفات ولتاژ در فرآيند انتقال و توزيع انرژي الكتريكي به‌كار مي‌روند.
در صنعت سيمان، به‌عنوان يكي از مصرف كننده‌هاي بزرگ برق و استفاده از سطوح ولتاژ مختلف در آن، استفاده از ترانسفور ماتورها يكي از اركان اجتناب‌ناپذير مي‌باشد.
در اين مقاله به اختصار ترانسفورماتورها، ساختمان آنها، تعميرات و نگهداري آنها مورد بررسي قرار گرفته است.
● ساختمان ترانسفور ماتور
ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصيات آنها مي‌توان به سه دسته كوچك، متوسط و بزرگ دسته‌بندي كرد. ساختمان ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به‌دليل مسائل فاظتي و عايق‌بندي و امكانات موجود، نسبت به انواع كوچك آن پيچيده‌تر است. اجزاء تشكيل دهنده يك ترانسفورماتور به شرح زير است:
● هسته‌ ترانسفورماتور
هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه‌هاي نازكي است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفور ماتورها محاسبه مي‌شود. براي كم كردن تلفات آهني هسته‌ ترانسفور ماتور را نمي‌توان به‌طور يكپارچه ساخت. بلكه معمولاً آنها را از ورقه‌هاي نازك فلزي كه نسبت به يكديگر عايق هستند، مي‌سازند اين ورقه‌ها از آهن بدون پسماند با آلياژي از سيليسيم (حداكثر ۴.۵ درصد) كه داراي قابليت هدايت الكتريكي و قابليت هدايت مغناطيسي زيادي است ساخته مي‌شوند . زياد بودن مقدار سيليسيم، باعث شكننده شدن ورق‌ها مي‌شود. براي عايق كردن ورق‌هاي ترانسفورماتور، در گذشته از يك كاغذ نازك مخصوص كه در يك سمت اين ورقه چسبانده مي‌شد، استفاده مي‌كردند، اما امروز در هنگام ساختن و نورد اين ورقه‌ەا يك لايه نازك اكسيد فسفات يا سيليكات به ضخامت ۲ تا ۲۰ ميكرون به‌عنوان عايق بر روي آنها ماليده مي‌شود، كه باعث پوشاندن روي ورقه‌ها مي‌گردد. علاوه بر اين، از لاك مخصوصي نيز براي عايق كردن يك طرف ورقه‌ها استفاده مي‌شود. تمامي ورقه‌هاي ترانسفور ماتور داراي يك لايه عايق هستند. در هنگام محاسبه سطح مقطع هسته بايد سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌هاي ترانسفور ماتورها را به ضخامت‌هاي ۰.۳۵ و ۰.۵ ميليمتر و در اندازه‌هاي استاندارد مي‌سازند. بايد دقت كرد كه سطح عايق شده‌ٔ ورقه‌هاي ترانسفور ماتور همگي در يك جهت باشند (مثلاً همه به طرف بالا) علاوه بر اين تا حد امكان نبايد در داخل قرقره فضاي خالي باقي بماند. لازم به ذكر است ورقه‌ها با فشار داخل قرقره جاي بگيرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نيز جلوگيري شود.
● سيم پيچ‌ ترانسفور ماتور
معمولاً براي سيم‌پيچ اوليه و ثانويه ترانسفور ماتور از هادي‌هاي مسي با عايق (روپوش) لاكي استفاده مي‌كنند، كه با سطح مقطع گرد و اندازه‌هاي استاندارد وجود دارند و با قطر آنها مشخص مي‌شوند. در ترانسفور ماتورهاي پرقدرت از هادي‌هاي مسي كه به‌صورت تسمه هستند استفاده مي‌شوند و ابعاد اين گونه هادي‌ها نيز استاندارد است.
سيم پيچي ترانسفور ماتور به اين ترتيب است كه سر سيم‌پيچ‌ها را به‌وسيله روكش عايق‌ها از سوراخ‌هاي قرقره خارج مي‌كنند، تا بدين ترتيب سيم‌ها، قطع (خصوصاً در سيم‌هاي نازك و لايه‌هاي اول) يا زخمي نشوند، علاوه بر اين بهتر است رنگ روكش‌ها نيز متفاوت باشد تا در ترانسفور ماتورهاي داراي چندين سيم پيچ، به‌راحت بتوان سر هم سيم‌پيچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سيم‌پيچي يا تعمير سيم‌پيچ‌ها ترانسفور ماتور بايد آنها را با ولتاژهاي نامي خودشان براي كنترل و كسب اطمينان از سالم بودن عايق بدنه و سيم‌پيچ‌هاي اوليه و ثانويه آزمايش كرد.
● قرقره‌ ترانسفور ماتور
براي حفاظت و نگهداري از سيم پيچ‌هاي ترانسفورماتور خصوصاً در ترانسفورماتورهاي كوچك بايد از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره بايد از مواد عايق باشد. قرقره معمولاً از كاغذ عايق سخت، فيبرهاي استخواني يا مواد ترموپلاستيك مي‌سازند. قره‌قره‌هائي كه از جنس ترموپلاستيك هستند، معمولاً يك تكه ساخته مي‌شوند ولي براي ساختن قرقره‌هاي ديگر آنها را در چند قطعه تهيه و سپس بر روي همديگر سوار مي‌كنند. بر روي ديواره‌هاي قرقره بايد سوراخ يا شكافي ايجاد كرد تا سر سيم‌پيچ از آنها خارج شود.
اندازه قرقره بايد با اندازهٔ ورقه‌هاي ترانسفورماتور متناسب باشد و سيم‌پيچ نيز طوري بر روي آن پيچيده شود، كه از لبه‌هاي قرقره مقداري پائين‌تر قرار گيرد تا هنگام جا زدن ورقه‌هاي ترانسفور ماتور، لايه‌ٔ روئي سيم پيچ صدمه نبيند. اندازه قرقره‌هاي ترانسفور ماتورها نيز استاندارد هستند، اما در تمام موارد، با توجه به نياز، قرقره مناسب را مي‌توان طراحي كرد.
● نكات قابل توجه قبل از حمل ترانس‌هاي قدرت
پس از پايان مراحل ساخت و انجام موفقيت‌آميز آزمايشات كارخانه‌اي، قبل از جابه‌جائي ترانسفورماتور، از محلي به محل ديگر و قبل از بارگيري بايد اقدامات زير به روي ترانسفور ماتور انجام گيرد، به‌منظور كاهش ابعاد و وزن ترانسفورماتور و نيز از نظر فني و محدوديّت‌هاي ترافيكي، بايد تجهيزات جنبي ترانسفورماتور ”كنسرواتور (منبع انبساط)، بوشينگ‌ها و...“ باز و به‌طور جداگانه بسته‌بندي و آماده حمل گردند. اما خود ترانسفورماتور به طريق زير حمل مي‌گردد.
الف ـ حمل با روغن: ترانسفورماتورهاي كوچك و ترانسفورماتورهائي كه وزن و ابعاد آنها مشكلاتي را از نظر حمل ايجاد نمي‌نمايند، معمولاً با روغن حمل مي‌گردند. در اين حال سطح روغن بايد حدوداً ۱۵ سانتيمتر پايين‌تر از درپوش اصلي (سقف) ترانسفورماتور قرار داشته باشد.
▪ توجه:
فاصله ۱۵ سانتيمتري فوق‌الذكر در مورد كليه ترانسفورماتورها يكسان نبوده و توصيه مي‌شود و به دستورالعمل كارخانه سازنده مراجعه شود.
لازم به ذكر است كه در هنگام حمل روغن، قسمت فعال (Active Part) ترانسفورماتور بايد كاملاً در داخل روغن قرار گيرد.
به‌منظور جلوگيري از نفوذ رطوبت و هوا به داخل ترانسفورماتور، فضاي بين روغن و سقف ترانسفورماتور را با هواي خشك و يا گاز نيتروژن با فشار حدود ۲/۰ بار در هواي ۲۰ درجه پر مي‌كنند. لازم به ذكراست كه گاز نيتروژن بايد كاملاً خشك باشد، در اين حالت با نصب يك محفظه سيليكاژل بسته (آب‌بندي شده) بر روي ترانسفورماتور عمل جذب رطوبت انجام مي‌شود. ضمناً جهت جلوگيري از پاشيدن روغن به داخل سيليكاژل در طول حمل از يك وسيله حفاظتي استفاده مي‌شود.
حمل بدون روغن: ترانسفورماتورهاي بزرگ بدون روغن حمل مي‌گردند. در اين موارد پس از تخليه روغن، ترانسفورماتور را با هواي خشك (داراي رطوبت كمتر از ppmv ۲۵ و نقطه ميعان كمتر از ۶۰ ـ درجه سانتيگراد) يا با نيتروژن (با درجه خلوص ۹.۹۹%) پر مي‌كنند. لازم به ذكر است كه در اين حالت نيز در طول حمل بايد فشار هوا يا نيتروژن به‌طور مرتب كنترل گردد.
▪ نكات قابل توجه و مهم در نصب و قبل از راه‌اندازي:
۱) كنترل ضربه‌نگار
۲) كنترل فشار هوا
۳) كنترل نقطه شبنم و اكسيژن
۴) كنترل استقرار ترانسفورماتور بر روي فوندانسيون
۵) كنترل تجهيزات جنبي ترانسفورماتور شامل بوشينگ، سيستم خنك كننده، رادياتور، فن، پمپ، كنسرواتور و ملحقات آن
۶) سيستم تنفسي
۷) شير اطمينان
۸) ترمومترها شامل ترمومتر روغن (كاليبره كردن ترمومتر) و ترمومتر سيم پيچ
۹) تپ چنجر
۱۰) رله‌بو خهلتس
• روغن ترانسفور ماتور
روغن‌هاي ترانسفور ماتور عمدتاً تركيبات پيچيده‌اي از هيدروكربن‌هاي مشتق از نفت خام مي‌باشند و به جهت دارا بودن خواص مورد نياز، اين نوع روغن‌ها جهت ترانسفورماتورها مناسب‌تر تشخيص داده شده‌اند.
خواص مورد نياز براي روغن‌هاي ترانسفور ماتور به‌طور خلاصه عبارتند از:
▪ عايق كاري الكتريكي
▪ انتقال حرارت
▪ قابليت خاموش كردن قوس‌الكتريكي
▪ پايداري شيميائي
▪ سيل كردن ترانسفورماتور
▪ جلوگيري از خوردگي
▪ در مورد سفارش خريد روغن براي ترانسفورماتورها دو مورد مهم را مدنظر قرار مي‌دهيم.
▪ انتخاب نوع روغن ترانسفورماتور
نوع روغن و كيفيت آن، براساس طراحي ترانسفورماتورها مي‌باشد. به‌عنوان مثال در يكي از بررسي‌ها نوعي چسب كه در داخل ترانسفورماتور به‌كار برده شده بود توسط روغن ترانس حل گرديد و باعث شد كه ذرات چسب داخل روغن پراكنده شود و منجر به كاهش دي‌الكتريك روغن گردد. مورد ديگري كه مورد آزمايش قرار گرفت، اين بود كه كاتاليزور مس و آهن باعث از بين بردن روغن تشخيص داده شده است. بنابراين نوع ترانسفورماتور و مواد به كار رفته در آن درتعيين نوع و كيفيت روغن آن تأثير زيادي دارد.
● آلودگي روغن ترانفسورماتورها:
به‌طور كلي دو نوع آلودگي اصلي در روغن ترانسفور ماتورها عبارتند از:
۱) مواد معلق در روغن
۲) آب
۳) اكسيداسيون روغن
پس از شناسائي مؤلفه‌هاي روغن با آزمايش‌هاي مختلف، تصميم به تصفيه يت تعويض روغن اتخاذ مي‌گردد.
به‌طور كلي ۳ نوع آزمايش كلي بر روي روغن ترانسفورماتور انجام مي‌گيرد كه عبارتند از:
۱) آزمون‌هاي فيزيكي
۲) آزمون‌هاي شيميائي
۳) آزمون‌هاي قسمت‌هاي الكتريكي
برخي از آزمايش‌هائي كه بايد روي روغن ترانسفورماتورها، انجام گيرد در زير آمده است.
۱) تست اسيديته
۲) تست گازهاي حل شده در روغن
۳) تست كشش سطحي
۴) تست بي‌فنيل پلي كلريد (pcb)
● تست ولتاژ شكست:
روغن ترانسفورماتورها معمولاً بايد داراي ضريب شكست بيشتر از ۵۰ كيلو ولت باشند، كه با انجام آزمايش ولتاژ شكست، نسبت به اندازه‌گيري آن اقدام مي‌گردد. اگر اين شاخص تا حد مشخصي كمتر از ۵۰ كيلو ولت باشد مي‌توان با تصفيه روغن موجود آن را اصلاح كرد، در غير اين صورت بايد نسبت به تعويض روغن اقدام نمود.
● آناليز گاز كروماتورگرافي:
با توجه به اينكه مولكول‌هاي روغن از تركيبات هيدروكربن ساخته شده‌اند، حرارت يا شكست الكتريكي مي‌تواند باعث شكست مولكول‌هاي روغن و توليد گازهاي قابل اشتعالي مثل متان، اتيلن، اتان و ساير گازها شود، كه در دراز مدت انفجار ترانسفورماتور را در پي خواهد داشت. تحليل گاز كروماتوگرافي به اندازه‌گيري ميزان گازهاي توليد شده در روغن ترانسفورماتور و آناليز آنها مي‌پردازد.
● تكنولوژي ساخت
ساخت ترانسفورماتورهاي فشار قوي فاقد روغن، در طول عمر يكصد ساله ترانسفور ماتورها، يك انقلاب محسوب مي‌شود. ايده استفاده از كابل با عايق پليمر پلي‌اتيلن، به‌جاي هادي‌هاي مسي داراي عايق كاغذي از ذهن يك محقق سوئدي به نام پرفسور ”Mats lijon“ تراوش كرده است.
تكنولوژي استفاده از كابل به‌جاي هادي‌هادي مسي داراي عايق كاغذي، نخستين بار در سال ۱۹۹۸ در يك ژنراتور فشار قوي به‌نام ”Power Former“ به‌كار گرفته شد. در اين ژنراتور بر خلاف سابق كه از هادي‌هاي شمشي (مستطيلي) در سيم‌پيچي استاتور استفاده مي‌شد، از هادي‌هاي گرد استفاده شده است. همان‌طور كه از معادلات ماكسول استنباط مي‌شود، هادي‌هاي سيلندري، توزيع ميدان‌الكتريكي متقارني دارند. بر اين اساس ژنراتوري مي‌توان ساخت كه برق را با سطح ولتاژ شبكه توليد كند به‌طوري كه نياز به ترانسفورماتور افزاينده نباشد. در نتيجه اين كار، تلفات الكتريكي به ميزان ۳۰ درصد كاهش مي‌يابد.
در يك كابل پليمري فشار قوي، ميدان الكتريكي در داخل كابل باقي مي‌ماند و سطح كابل داراي پتانسيل زمين مي‌باشد. در عين حال ميدان مغناطيسي لازم براي كار ترانسفورماتور تحت تأثير عايق كابل قرار نمي‌گيرد. در يك ترانسفورماتور خشك، با استفاده از تكنولوژي كابل، امكانات تازه‌اي براي بهينه كردن طراحي ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي، نيروهاي مكانيكي و تنش‌هاي گرمائي فراهم كرده است.
در فرآيند تحقيقات و ساخت ترانسفورماتور خشك، در مرحله نخست يك ترانسفورماتور آزمايشي تك فاز با ظرفيت ۱۰ مگا ولت‌آمپر (Dry former)، طراحي، ساخته و آزمايش گرديد.
”Dry former“ اكنون در سطح ولتاژهاي از ۳۶ تا ۱۴۵ كيلوولت و ظرفيت تا ۱۵۰ مگاولت آمپر وجود دارد.
● ويژگي‌هاي ترانسفورماتورهاي خشك
با پيشرفت تكنولوژي امكان ساخت ترانسفورماتورهاي خشك با بازدهي بالا فراهم شده است.
ترانسفورماتور خشك داراي ويژگي‌هاي منحصر به فردي است از جمله:
۱) به روغن براي خنك شدن، يا به‌عنوان عايق الكتريكي نياز ندارد. سازگاري اين نوع ترانسفورماتور با طبيعت و محيط زيست يكي از مهمترين ويژگي‌هاي مهم آن است. به‌دليل عدم وجود روغن، خطر آلودگي خاك و منابع آب زيرزميني و همچنين احتراق و خطر آتش‌سوزي كم مي‌شود.
با حذف روغن و كنترل ميدان‌هاي الكتريكي كه در نتيجه آن خطر ترانسفورماتور از نظر ايمني افراد و محيط زيست كاهش يافته است. امكانات تازه‌اي را از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم كرده است. به اين ترتيب امكان نصب ترانسفورماتور خشك در نقاط شهري و جاهائي كه از نظر زيست محيطي حساس هستند، وجود دارد.
۲) در ترانسفورماتور خشك به‌جاي بوشينگ چيني در قسمت‌هاي انتهائي از عايق سيليكن را بر (Silicon rubber) استفاده مي‌شود. به اين ترتيب خطر ترك خوردن چيني بوشينگ و نشت بخار روغن از بين مي‌رود.
۳) كاهش مواد قابل اشتعال، نياز به تجهيزات گسترده آتش‌نشاني را كاهش مي‌دهد. بنابراين از اين دستگاه‌ها در محيط‌هاي سرپوشيده و نواحي سرپوشيده شهري نيز مي‌توان استفاده كرد.
۴) با حذف روغن در ترانسفورماتور خشك، نياز به تانك‌هاي روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن كاملاً از بين مي‌رود. بنابراين كار نصب آسان‌تر شده و تنها شامل اتصال كابل‌ها و نصب تجهيزات خنك كننده خواهد بود.
۵) از ديگر ويژگي‌هاي ترانسفورماتور خشك، كاهش تلفات الكتريكي است. يكي از راه‌هاي كاهش تلفات و بهينه كردن طراحي ترانسفورماتور، نزديك كردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژي تا حد ممكن است تا از مزاياي انتقال نيرو به قدر كافي بهره‌برداري شود. با به‌كارگيري ترانسفورماتور خشك اين امر امكان‌پذير است.
۶) اگر در پست، مشكل برق پيش آيد، خطري متوجه عايق ترانسفور ماتور نمي‌شود. زيرا منبع اصلي گرما يعني تلفات در آن توليد نمي‌شود. به‌علاوه چون هوا واسطه خنك شدن است و هوا هم مرتب تعويض و جابه‌جا مي‌شود، مشكلي از بابت خنك شدن ترانسفورماتور بروز نمي‌كند.
سيستم نمايش و مديريت ترانسفورماتورها (TMMS)
سيستم TMMS (Transformer Monitoring Management System فارادي يك سيستم نمايش و مديريت ترانسفورماتور است.
سيستم TMMS براساس جمع‌آوري اطلاعات بحراني بهره‌برداري ترانسفورماتور و تجزيه و تحليل آنها عمل مي‌نمايد.
سيستم TMMS با تجزيه و تحليل اطلاعات قادر خواهد بود كه ضمن تفسير عملكرد ترانسفورماتور عيب‌هاي آن را تشخيص داده و اطلاعات لازم براي تصميم‌گيري را در اختيار بهره‌بردار قرار دهد.
اطلاعات بهره‌برداري كه براي فرآيند نمايش و مديريت ترانسفورماتورها مورد نياز بوده و توسط سنسورهاي مخصوص جمع‌آوري مي‌گردند به شرح زير مي‌باشند.
● گازهاي موجود در روغن‌ ترانسفورماتورهمراه با ئيدران
▪ آب موجود در روغن ترانسفورماتور همراه با Acquaoil ۳۰۰
▪ جريان بار ترانسفورماتور
▪ دماي نقاط مختلف ترانسفورماتور
▪ وضعيت تپ جنچر ترانسفورماتور
▪ سيستم خنك كنندگي ترانسفورماتور
اطلاعات بهره‌برداري فوق جمع‌آوري شده و به‌همراه ساير اطلاعات موجود به‌طور مستمر تجزيه و تحليل شده تا بتوانند اطلاعات زير را درباره وضعيت بهره‌برداري ترانسفورماتور تهيه نمايند.
▪ شرايط عمومي و كلي ترانسفورماتور
▪ ظرفيت بارگيري ترانسفورماتور
▪ ميل و شدت توليد گاز و جباب در داخل روغن ترانسفورماتور
▪ ملزومات نگهداري ترانسفورماتور
سيستم TMMS فارادي را مي‌توان براي ترانسفورماتورهاي موجود به‌كار برد و همچنين مي‌توان آن را در ساختمان ترانسفورماتورهاي جديد طراحي و نصب نمود.
ارتقاء سيستم TMMS فارادي با افزودن سنسورهاي اضافي مي‌توانيد باعث ارتقاء عملكرد آن براي مواد زير گرديد.
▪ حداكثر نمودن ظرفيت بارگذاري ترانسفورماتور براي بهره‌برداري اقتصادي و بهينه
▪ تشخيص عيب و توصيه راه حل در ترانسفورماتورها
▪ مديريت عمر ترانسفورماتور و افزايش آن
▪ تكميل و توسعه فرايند و عملياتي مديريت ترانسفورماتورها با كمك اطلاعات اضافي تهيه شده در زمان حقيقي
▪ كاهش و حذف خروجي ترانسفورماتورها به‌صورت برنامه‌ريزي شده و يا ناشي از خطا
▪ آشكارسازي علائم اوليه پيدايش خطا در ترانسفورماتورها
▪ نمايش مراحل تكامل و شكل‌گيري شرايط پيدايش خطا
● ترانسفورماتورها سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي عامل K
هارمونيك‌هاي توليد شده توسط بارهاي غير خطي مي‌توانند مشكلات حرارتي و گرمائي خطرناكي را در ترانسفورماتورهاي توزيع استاندارد ايجاد نمايند. حتي اگر توان بار خيلي كمتر از مقدار نامي آن باشد، هارمونيك‌ها مي‌توانند باعث گرماي بيش از حد و صدمه ديدن ترانسفورماتورها شوند. جريان‌هاي هارمونيكي تلفات فوكو را به شدت افزايش مي‌دهند. به‌همين دليل سازنده‌ها، ترانسفورماتورهاي تنومندي را ساخته‌اند تا اينكه بتوانند تلفات اضافي ناشي از هارمونيك‌ها را تحمل كنند. سازنده‌ها براي رعايت استاندارد يك روش سنجش ظرفيت، به‌نام عامل K را ابداع كرده‌اند. عامل K نشان دهنده مقدار افزايش در تلفات فوكو است. بنابراين ترانسفورماتور عامل K مي‌تواند باري به اندازه ظرفيت نامي ترانسفورماتور را تغذيه نمايد مشروط بر اينكه عامل K بار غير خطي تغذيه شده برابر با عامل K ترانسفورماتور باشد. مقادير استاندارد عامل K برابر با ۴، ۹، ۱۳، ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰ مي‌باشند. اين نوع ترانسفورماتورها عملاً هارمونيك را از بين نبرده تنها نسبت به آن مقاوم مي‌باشند.
ترانسفورماتور (HMT (Harmonic Mitigating Transformer نوع ديگري از ترانسفورماتورهاي سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي HMT هستند كه از صاف شدن بالاي موج ولتاژ بهواسطه بريده شدن آن جلوگيري مي‌كند HMT، طوري ساخته شده است كه اعو جاج ولتاژ سيستم و اثرات حرارتي ناشي از جريان‌هاي هارمونيك را كاهش مي‌دهد. HMT اين كار از طريق حذف فلوها و جريان‌هاي هارمونيكي ايجاد شده توسط بار در سيم پيچي‌هاي ترانسفورماتور انجام مي‌دهد.
چنانچه شبكه‌هاي توزيع نيروي برق مجهز به ترانسفورماتورهاي HMT گردند مي‌توانند همه نوع بارهاي غير خطي (با هر درجه از غير خطي بودن) را بدون اينكه پيامدهاي منفي داشته باشند، تغذيه نمايند. به همين دليل در اماكني كه بارهاي غير خطي زياد وجود دارد از ترانسفورماتور HMT به صورت گسترده استفاده مي‌شود.
● مزاياي ترانسفورماتور HMT
▪ مي‌توان از عبور جريان مؤلفه صفر هارمونيك‌ها (شامل هارمونيك‌هاي سوم، نهم و پانزدهم) در سيم پيچ‌ اوليه، از طريق حذف فلوي آنها در سيم پيچي‌هاي ثانويه جلوگيري كرد.
ترانسفورماتورهاي HMT با يك خروجي در دو مدل با شيفت فازي متفاوت ساخته مي‌شوند. وقتي كه هر دو مدل با هم به‌كار مي‌روند، مي‌توانند جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در قسمت‌ جلوئي شبكه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهاي HMT با دو خروجي مي‌توانند مؤلفه متعادل جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در داخل سيم پيچي‌هاي ثانويه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهاي HMT با سه خروجي مي‌توانند مؤلفه‌ متعادل جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، يازدهم و سيزدهم را در داخل سيم پيچي ثانويه حذف كنند.
▪ كاهش جريان‌هاي هارمونيكي در سيم‌پيچي‌هاي اوليه HMT باعث كاهش افت ولتاژهاي هارمونيكي و اعو جاج مربوطه مي‌شود.
كاهش تلفات توان به‌علت كاهش جريان‌هاي هارمونيكي به‌عبارت ديگر ترانسفورماتور HMT باعث ايجاد اعو جاج ولتاژ خيلي كمتري در مقايسه با ترانسفورماتورهاي معمولي يا ترانسفورماتور عامل K مي‌شود.

منبع: مركز تحقيقات و فناوري اتوماسيون

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

علل خرابي ياتاقان

عمریک یاتاقان غلتشی به کل تعداد سیکل های تنش و بار هایی که به اجزای غلتشی وغلتک های یاتاقان وارد می شود بستگی دارد.روش استاندارد شده محاسبه تنش های دینامیکی یاتافان بر پایه ویژگی خستگی مواد تشکیل دهنده یاتاقان که با عث خرابی در یاتا قان میشود،می باشد. خستگی معمولی با پوست پوست شدن وورق ورق شدن در سطح یاتاقان آشکار خواهدشد.

علل خرابي ياتاقان
1-خرابي ناشي از جازدن
خرابي محلي در شيار هاي ياتاقان ناشي از عيب جازدن ياتاقان مي باشد.اين خرابي براي نمونه زماني رخ مي دهد كه رينگ داخلي ياتاقان غلتشي استوانه اي به خوبي در رينگ خارجي آن حا زده نشود و يا نيروي جا زدن ياتاقان در وسط اجزاي ياتاقان وارد شود.

حوزه بار رينگ ياتاقان، ناشي از بارهاي خارجي اعمال شده وشرايط گردش ياتاقان است كه اين حوزه با كدر شدن شيار هاي يا تا قان مشخض ميشود.
شيار هاي غير عادي روي يا تاقان،ناشي ازپيشبار مخربي است كه از جا زدن خيلي محكم يا تاقان ويا تنظيم غير دقيق يا تاقان روي محور ،مي باشد.

2-آلودگي
ذرات خارجي كه روي سطح يا تاقان قرار مي گيرند موجب خستگي زودرس در ياتاقان مي شوند.ذرات خارجي كه داراي خاصيت سايندگي هستند خرابي ياتاقان را تسريع مي بخشند وباعث خشن شدن سطوح و كند شدن ياتاقان مي شوند.سايش زياد موجب لقي بيش از اندازه در ياتاقان مي شود.
آلودگي ها:
1-قطعات آلوده
2-گرد وخاك
3-درز گيري نا كافي
4-روانساز هاي آلوده
5-خرده فلز هاي قطعات ديگر كه همراه روانساز ها به ياتاقان منتقل ميشود.

3-خوردگي
خوردگي در ياتاقان هاي غلتشي ممكن است به شكل هاي مختلف وبه دلايل گوناگون رخ دهد. خراب
ناشي از خوردگي با سر وصداياتاقان هنگام كاركردن آشكار مي شود.زنگ زدگي حاصل از خوردگي
توسط اجزاي ياتاقان ساييده مي شوند وباعث سايش سطح ياتاقان مي شود.
عوامل خوردگي:
1-آببندي نا كافي در برابر رطوبت و بخا ر آب
2- روانساز هايي كه حاوي اسيد مي باشند
3-محيط نامناسب انبار نگهداري ياتاقان ها
سايش ساچمه ها با شيار ياتاقان با خراش هايي در سطح غلتك يا تا قان ظا هر مي شود. اين خراش ها در مقايسه با دندانه شدن اجزاي ياتاقان در اثر نصب نا مناسب داراي لبه هاي برآمده نيستند
سايش ميان ساچمه هاو شيار ياتاقان در اثر ارتعاشات در سطح هايي از يا تاقان كه ساكن هستند باعث ساييدگي شديد مي شوند.چنين خرابي در ماشين هايي كه در حال سكون در معرض ارتعاشات هستند به وجو د خواهدآمد كه راه بر طرف كردن آن ايجاد لبه هاي مناسب در ياتاقان ويااستفاده از ابزار مناسبي براي محافظت يا تاقان در هنگام دوران مي باشد.
خوردگي كه سطح ياتاقان را از ميان مي برددر سطوحي رخ مي دهد كه انطباق آن ها با ساير اجزاء به صورت آزاد مي باشد.حركت هاي ريزي كه در چنين سطوحي رخ مي دهد با عث سايش زيادي مي شود كه حركت يا تا قان را كند كرده وبه سطح محور آسيب مي رساند. را ه حل بر طرف كردن اين مشكل استفاده از انطباق محكم ميان اين سطوح مي باشد.

4- عبور جريان الكتريسيته
عبور مداوم جريان الكتريسيته از ياتاقان باعث ايجاد خراش هاي قهوه اي رنگ موازي با محور در تمام محيط غلتك و ساير اجزاي غلتشي ياتاقان مي شود.

5-روانسازي ناقص
روانسازي ناقص در اثر تامين نا كافي روانساز ويا استفاده از روانسازهاي نا مرغوب ايجاد مي شود.
اگر لايه روغن كافي ميان سطوح تامين نشودكه حركت لغزشي وسايش به وجود خواهد آمدكه علت تشكيل حفره هاي ريز و پوست پوست شدن سطح در غلتك هاي ياتا قان مي باشد در مواردي كه عمل روانسازي بيش از اندازه انجام مي شود ،روانساز به دليل حركات شديد ياتاقان گرم شده وخاصيت خودرا از دست مي دهند وبا عث خرابي شديد در يا تاقان مي شوند .از نگهداشتن روانساز ها در ياتاقان به خصوص در سر عت هاي بالا بپر هيزيد.

علائم علت ها مثال

حركت نا موزون
خراب شدن رينگ ها و ساچمه ها
آلودگي
لقي بيش از حد لنگ زدن چرخ در وسايل نقليه
افزايش ارتعاشات در فن ها
ارتعاشات درميل لنگ در موتور هاي احتراقي

كاهش دقت

سايش در اثر آلودگي يا روغنكاري نا كافي
خراب شدن رينگ ها و ساچمه ها

تكان هاي شديد آسياب ها

سر وصدا با فركانس زياد هنگام كار كردن لقي مجاز نا كافي

سروصدا ياتاقان ها در گير بكس موتورهاي الكتريكي

سر وصدا نا منظم لقي بيش از حد
آلودگي
روغنكاري نا كافي

تغييرات منظم در سر وصدا تغيير لقي به علت تغيير دما
خرابي غلتك ها

منبع:

سايت فيزيك هوپا

نوشته شده توسط سجاد مقصودی

معرفي گروه هاي عاملي روش هاي شناسايي

معرفی گروه های عاملی و روش شناسایی آنها در آزمایشگاه آلی

مقدمه:
پيوند كربن-كربن داراي ويژگي غيرعادي مخصوص به خود است.اگر چه اتم هاي ديگر نيزمي توانند اين ويژگي را داشته باشند ولي كاربرد پيوند كربن-كربن بسيار وسيع است .به دليل اين خاصيت منحصربه فرد بيشتر از سه ميليون تركيبات مختلف حاوي كربن به نام تركيبات آلي در كتب شيمي گزارش شده اند.در نتيجه جمع آوري دانشي كامل از خواص همه اين تركيبات عملا بسيار سخت است.پيچيدگي تركيبات آلي را مي توان تا حدودي از طريق جمع آوري اطلاعات به دست آمده از گروه هاي طبيعي اين تركيبات با خواص شيميايي مشابه تقليل داد.
اين گروه بندي ها توسط اتم يا گروهي از اتم ها كه قسمتي از مولكول آلي را تشكيل مي دهند شناسايي مي شوند.عموما اين اتم يا گره اتم را گروه عامل مي نامند.پس مي توان گروه عاملي را به صورت كامل تري تعريف كرد:
به هر يك از ويژگي هاي ساختاري كه مشخص كننده يك طبقه خاص از تركيبات آلي باشند گروه عاملي مي گويند.
هر گروه عامل نسبت به بقيه مولكول هاي آلي داراي خواص شيميايي جداگانه يافت مي شوند
هيدروكربن ها:
ساده ترين گروه در شيمي آلي هيدروكربن ها بوده كه تركيباتي حاوي ات هاي كربن و هيدروژن مي باشند.با توجه به خواص شيميايي آنها به سه زيرگروه تقسيم مي شوند:هيدروكربن هاي اشباع شده-هيدروكربن هاي اشباع نشده وهيدروكربن هاي آروماتيكي.
هيدروكربن هاي اشباع شده را هم چنين را هم چنين آلكان مي نامنددر آلكان ها همه پيوند هاي كربن-كربن از نوع پيوند ساده بوده كه انرژي پيوندي آن در حدود350كيلوژول مي باشد.انرژي پيوند هاي هيدروژن-كربن در حدود 420كيلوژول است.پس آلكانها از نظر شيميايي تقريبا بي اثر مي باشد.مهم ترين واكنش آنها سوختن است كه آب و دي اكسيدكربن(محصولات سوختن آلكان) توليد مي شوند.
هيدروكربن هاي اشباع نشده داراي 2زير گروه آلكنهاوآلكينها مي باشند.آلكنها داراي يك يا چند پيوند كربن-كربن بوده وآلكينها نيز حاوي يك يا چند پيوند سه گانه كربن-كربن مي باشند .پيوند هاي دو گانه وسه گانه كه پيوند هاي غير اشباع ناميده مي شوند از نظر شيميايي كاملا واكنش پذير مي باشند.
الكل ها :
يك الكل هيدروكربني است كه در آن يك گروه عامل-OHجانشين يك اتم هيدروژن شده باشد.همچنين يك الكل مانند آبي است كه در آن يك گروه آلكيل جانشين يك اتم هيدروژن در يك مولكول آب شده باشند.پس الكل ها خواصي بين خواص اب وهيدروكربن ها دارند.
ساختار الكلها :
فرمول عمومي الكلها ، ROH است كه در آن ، R يك گروه آلكيل يا آلكيل استخلاف شده است. اين گروه مي‌تواند نوع اول ، دوم يا سوم باشد، ممكن است زنجيرباز يا حلقه‌اي باشد، ممكن است داراي يك اتم هالوژن ، هيدروكسيل‌هاي بيشتر يا يكي از بسياري گروههاي ديگري باشد كه فعلا براي ما ناآشنا است.
همه الكلها ، داراي گروه هيدروكسيل (-OH) هستند كه بعنوان گروه عاملي ، خواص مشخصه اين خانواده از تركيبها را تعيين مي‌كند. تغيير و تنوع در ساختار R مي‌تواند بر سرعت واكنشهاي الكلها و حتي در موارد معدودي بر نوع واكنشها نيز تاثير گذارد.
خواص فيزيكي الكلها :
دماي جوش در ميان هيدروكربنها ، به نظر مي‌رسد كه عوامل تعيين كننده دماي جوش ، عمدتا وزن مولكولي و شكل مولكول باشند. در الكلها ، با افزايش تعداد كربن ، دماي جوش بالا مي‌رود و با شاخه‌دار كردن زنجير ، دماي جوش پايين مي‌آيد، اما نكته غير عادي در مورد الكلها اين است كه آنها در دماي بالا به جوش مي‌آيند. اين دماي جوش بسيار بالاتر از دماي جوش هيدروكربنها با وزن مولكولي يكسان است و حتي از دماي جوش بسياري تركيبها با قطعيت قابل ملاحظه بالاتر است.
دماي جوش بالاي آنها ، به علت نياز به انرژي بيشتر براي شكستن پيوندهاي هيدروژني است كه مولكولها را در كنار هم نگه داشته‌اند. حل شدن الكلها رفتار الكلها بعنوان حل شده نيز توانايي آنها براي تشكيل پيوندهاي هيدروژني را منعكس مي‌كند. برخلاف هيدروكربنها ، الكلهاي سبك با آب امتزاج‌پذيرند. از آنجا كه نيروهاي بين مولكولي الكلها همانند نيروهاي بين مولكولي آب است، دو نوع مولكول با يكديگر قابل اختلاط هستند. انرژي لازم براي شكستن يك پيوند هيدروژني بين دو مولكول آب يا دو مولكول الكل ، با تشكيل يك پيوند هيدروژني بين يك مولكول آب و يك مولكول الكل تامين مي‌شود.

آلدهيد:يك آلدهيد داراي گروه عامل –CHOدر مولكول آلي مي باشد.كلمه آلدهيد(Aldehyde)از دو اژه الكل وهيدروژن گيري گرفته شده است.هرگاه از الكل نوع اول هيدروژن گيري شود در آن صورت توليد مي گردد كه آلدهيد ناميده مي شود.
كتون: يك كتون يك گروه عاملي است كه با يك گروه كربونيل كه با دو اتم كربن ديگر پيوند دارد ؛ شناخته مي‌شود. يك كتون را مي‌توان با فرمول زير بيان كرد.
R۱(CO)R۲
اتم كربن كه با دو اتم كربن پيوند دارد آن را از گروه‌هاي عاملي كربوكسيليك اسيدها ، آلدهيدها، استرها، آميدها و ديگر تركيب‌هاي اكسيژندار جدا مي‌كند. پيوند دوگانهٔ گروه كربونيل نيز كتون‌ها را از الكل ها و اترها باز مي‌شناساند.
به كربني كه به كربن گروه كربونيل چسبيده كربن آلفا و به هيدروژني كه به اين كربن چسبيده هيدروژن آلفا گويند. در حضور يك كاتاليزور اسيدي كتون به keto-enol tautomerism مربوط مي‌شود. واكنش با يك پايه قوي انول متناظر را نتيجه ميدهد.

خواص شيميايي آلدهيد ها و كتون ها:
آلدهيد ها وكتون ها در چند نوع فعل و انفعال شركت مي كنند كه اهم آن به قرار زير است:
1)حمله الكترونخواهي اسيدهاي لوئيس روي اكسيژن گروه كربونيل موجب افزايش دانسيته بار مثبت كربن گروه كربونيل مي شود كه در نهايت موجب افزايش خصلت اسيدي پروتون ههاي كربن هاي آلفاي كربونيل مي گردد.صحت اين نكته به وسيله روش هاي افزاري تائيد شده است.
2)حمله هسته خواهي بركربن گروه كربونيل دومين دسته وسيع از واكنشهاي آلدهيد ها وكتون ها را تشكيل مي دهد.به عنوان مثال از افزايش آب بر آلدهيد ها وكتون ها ديول دوقلو(gemdiol)ايجاد مي شود و درصد تشكيل آن به ساختمان ماده و به پايداري محصول حاصل بستگي دارد.به عنوان مثال مقدار ديول دوقلوي حاصل از استون در دماي 20درجه سانتي گراد خيلي كم و قابل اغماض است در صورتيكه آلدهيد فرميك و تري كلرو استالدهيد به خوبي و به طور كامل به ديول دو قلو تبديل مي شوند.

تهيه آلدهيد ها و كتون ها از راه اكسايش الكل ها:
مصرف زياد آلدهيد و كتون در سنتزهاي آلي باعث مي شود كه نحوه تهيه آنها اهميت بسياري داشته باشد.اين اجسام را مي توان از آلكين ها –كربوكسيليك اسيدها و مشتق كربوكسيليك اسيدها سنتز كرد.آلكينها دراثرآبداركردن باكاتاليزور اسيد به وسيله هيدروبورداركردن-اكسايش به آلدهيد يا كتون تبديل مي شوند.
كربوكسيليك اسيدها يا مشتقات آنها با تركيبات آلي فلزدار يا معرف هاي كاهند ديگر تركيب مي شوند و آلدهيد يا كتون مي دهند.با وجود اين يكي از معمولترين روش هاي سنتزي اكسايش الكل هاي نوع اول و دوم با كروميك اسيد H2CrO4 يا پتاسيم پرمنگنات است.
در اين گزارش كار نحوه مصرف كروميك اسيد در تبديل الكلها به آلدهيد ها و كتون ها مورد بحث قرار مي گيرد.
كروميك اسيد براي �