دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
تعدادصقحات : 340 صفحه -
قالب بندی : word
مقدمه:
برق یا الکترونیک صورتی بسیار مناسب از انرژی است که دارای مشخصات زیر میباشد
1- به سادگی قابل انتقال است
2- روشهای مناسب و با بازدهی بالا برای تولید آن وجود دارد
3- مصرف آن به سادگی امکان پذیر است
این انرژی در واقع از پتانسیل لازم برای ایجاد یک ولتاژ مهیا می‌گردد. انرژی الکتریکی بر حسب ولتاژ و جریان قابل بیان است اگر مصرف کننده ، جریان را تحت ولتاژ مصرف نماید انرژی الکتریکی که مصرف می‌شود از رابطه زیر به دست می آید:
تعاریف اولیه :
بار الکتریکی – خاصیت فیزیکی ذرات بنیادی( همانند الکترون و پروتون ) در جذب و دفع همدیگر می باشد. واحد بار الکتریکی کولن است که کولن بر حسب آمپر تعریف می شود، یه این منظور کل باری که از یک مقطع سیم طی یک ثانیه می گذرد اندازه گیری می شود. 1 کولن باری است که طی یک ثانیه از سیمی با جریان 1 آمپر می گذرد . الکترون باری به اندازه و پروتون باری به اندازه دارد.
میدان الکتریکی – اگر بار آزمونی را در فضای نزدیک میله بارداری قرار دهیم یک نیروی الکترواستاتیک بر آن وارد خواهد شد. در این صورت می گوئیم که در این فضا میدان الکتریکی وجود دارد. مفهوم میدان الکتریکی – اگر ذره بارداری در میدان الکتریکی قرار گیرد شروع به حرکت می کند الکترون در خلاف میدان و بار مثبت در جهت میدان حرکت می کند.
اساس ایجاد میدان مغناطیسی حرکت چرخشی الکترون است. اگر باری در میدان مغناطیسی قرار گیرد حرکت نمی کند اما اگر یک قطب مغناطیسی در میدان مغناطیسی قرار گیرد شروع به حرکت می کند. اگر بار یا میدان در میدان مغناطیسی در حال حرکت باشد بر بار نیرو وارد می شود.
در عمده ژنراتورها یک سیم پیچ وظیفه تولید برق را از روی تغییرات شاری که توسط یک آهنربا با یک سیم پیچ مولد میدان ایجاد می شود بر عهده دارد به همین خاطر ژنراتورها به دو دسته آهنربای ثابت premanent magnet و یا با سیم پیچ تحریک گروه بندی می شوند. در نیروگاه ها از انرژی پتانسیل نهفته در بخار، آب، باد، انرژی هسته ای، موج و تبدیل آن از فرم مربوط به خودش ، به فرم انرژی الکتریکی برق تولید می کنند.
پتانسیل الکتریکی – میدان اطراف میله باردار را نه تنها به وسیله میدان الکتریکی ( برداری ) E بلکه به وسیله یک کمیت نرده ای مانند پتانسیل الکتریکی V نیز می توان توصیف کرد.
جریان – موضوع انتقال بار یا بار متحرک ، در مطالعه مدارهای الکتریکی اهمیت حیاتی دارد، زیرا در انتقال بار از نقطه ای به نقطه دیگر ، انرژی هم جابجا می شود. خطوط انتقال توان ، نمونه عملی این انتقال انرژی است. امکان تغییر آهنگ بار به همین اندازه مهم است، زیرا از آن در مخابرات و برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. این فرآیند اساس سیستم های مخابراتی مثل رادیو ، تلوزیون و دورسنجی است. جریان یک مسیر مجزا ، مثلاً یک سیم فلزی ، علاوه برمقدار عددی ، جهت هم دارد. جریان آهنگ عبور بار از یک نقطه مرجع در یک جهت خاص است.
واحد پتانسیل الکتریکی ولتاژ Vو واحد جریان الکتریکی آمپر A میباشد واحد انرژی الکتریکی ژول است.
توان الکتریکی – ریت مصرف انرژی یا تولید انرژی در واحد زمان است.
واحد توان الکتریکی وات است واحد تجاری برای مصرف و تولید برق وجود دارد که تحت عنوان معرفی می‌گردد. یک کیلووات ساعت در واقع توانایی تولید و یا مصرف توان یک کیلو وات در زمان یک ساعت و معادل انرژی مصرفی یک لامپ 100 W در 10 ساعت است.
هدف از این درس :
هدف از درس برق تآسیسات و آسانسور آشنایی با ملاحظات مربوط استانداردها و مفاهیم برق مصرفی در واحدهای صنعتی و غیر صنعتی ، ملاحظات مربوط به شناخت تجهیزات برقی (انواع کلیدها. فیوزها) اتصالات برقی ، مدارهای برق تأسیسات و محاسبات مربوط به آسانسورها و ایمنی مصرف برق است. توصیه می شود به عنوان یک hand book مناسب برای مهندسان با زمینه تخصصی غیر برق از کتاب (هند بوک وسترمان) استفاده نمایید.
تولید ومنابع توان الکتریکی :
تولید برق
تولید به یکی از صورتهای AC (Alternative current) و یا DC (Direct current) میباشد. برق AC توسط ژنراتورهای AC و برق DC توسط ژنراتورهای DC و یا پیل و باطری تولید می شود.
دستگاههایی که برق AC را به DC و یا برعکس تبدیل می کنند را آداپتور (Adapter) یا (inverter) می گویند.
اساس تولید برق در ژنراتورهای AC قانون فارادی است و پیلها توسط خواص شیمیایی و فیزیکی تولید انرژی برق می نمایند.
روشهای ژنراتوری بر مبنای قانون فارادی می باشند . در این قانون چنانچه شار مغناطیسی عبوری از یک صفحه یا سیم پیچ با زمان تغییر کند روی سیم پیچ جریان ایجاد می گردد.
میدان الکتریکی از یک سطح بسته می گذرد . اگر سطح بسته شود باری که روی سطح بسته است :
میدان مساحت = شار الکتریکی
تولید توان الکتریکی به روشهای زیر انجام می شود که در ادامه شرح هر بخش به تفصیل خواهد آمد :
پیل الکتروشیمیایی
باتری ها باتری های خشک
( منابع توان الکتروشیمیایی ) باتری های تر
گازی
پیک
دیزل
بخار
نیروگاهها پایه گازی
هسته ای
آبی
نیروگاه بادی
سایر روش ها نیروگاه خورشیدی
زمین گرمایی ( Geothermal )
2- 1-1 منابع توان الکتروشیمیایی
منبع توان الکتروشیمیایی یا باتری وسیله‌ای است که از واکنش شیمیایی انرژی الکتریکی ایجاد می کند. کاربردهای منابع توان الکتروشیمیایی شامل سلولهای دکمه‌ای کوچک که در ساعتهای الکتریکی استفاده می‌شوند ، باتری‌های سرب ـ اسیدی برای راه اندازی ، روشنایی و تولید جرقه در وسائط نقلیه با موتورهای احتراق داخلی است. کاربرد دوم آنها که احتمالاً طی بیست سال آینده اهمیت بیشتری خواهد یافت، قابلیت بعضی سیستمهای الکتروشیمیایی در ذخیره انرژی الکتریکی است که از طریق یک منبع خارجی ، تأمین نیروی محرکه خودروهای الکتریکی به صورت منابع تغذیه اضطراری و یا به صورت بخشی از سیستمهای تغذیه برق شهر جهت برآوردن پیک‌های تقاضای کوتاه مدت (ترازبندی بار) یا در ارتباط با منابع انرژی تجدید پذیر مثل توان خورشیدی، موج یا باد به کار می‌روند.
اولین توصیف موثق در مورد باتری الکتروشمیایی توسط Alcssandro Volta پروفسور فلسفه وفیزیک دانشگاه پاویا درایتالیا در نامه‌ای به جامه سلطنتی ( لندن) در سال 1800 ارائه شد.
2- 1-2 نامگذاری
استفاده از واژگان مربوط به وسایل الکتروشیمیایی که انرژی شیمیایی را به الکتریکی تبدیل می‌کنند همراه با کمی سردرگمی است. در بسیاری موارد خواص این وسایل با گذر زمان تغییر کرده اما اسامی اولیه خود را حفظ کرده‌اند. در بقیه موارد واژه‌های متداول روشنگر ماهیت وسیله نیست. واژه باتری در اصل در مورد گروهی از « سلولها » با آرایش سری یا موازی بکار می‌رفت اما اکنون به یک سلول منفرد یا گروهی از سلولها اتلاق می‌شود.
سیستم اولیه سیستمی است که عمر مفیدش وقتی تمام می‌شود که واکنشگرهای آن با پروسه دشارژ مصرف شده باشند. برخلاف آن، سیستم ثانویه هنگامی قادر به شارژ یا دشارژ می‌شود که واکنشگرهای آن مصرف شده باشند. با عبور جریان از سلول در جهت مخالف دشارژ ، واکنش الکتروشیمیایی خود به خود را می توان معکوس نمود. بنابراین باتری ثانویه را می‌توان واحدی برای ذخیره انرژی الکتروشیمیایی در نظر گرفت. اما به این نکته توجه کنید که در این باتریها انرژیی که از جریان خارجی حاصل می‌شود، نه به صورت انرژی الکتریکی همچون یک خازن، بلکه به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می‌گردد. سایر واژه‌هایی که گاهی جهت توصیف این سیستمها بکار می روند نظیر انباره ( این واژه به همراه « سلول» و « مدار» توسط Davy معرفی شد)، باتری ذخیره کننده، باتری قابل شارژ و غیره می‌باشند. در سلول رزرو یک جزء (معمولاً الکترولیت) از بقیه باتری جدا بوده یا در شرایط غیرفعال نگهداری می‌گردد تا زمانی که سلول فعال شود. چون در چنین سلولهایی دشارژ خود به خود و سایر پروسه‌های شیمیایی به حداقل می رسد، لذا نگهداری آنها به مدت طولانی در شرایط آب و هوایی ناسازگار امکان پذیر است. نمونه کاربردهای سلول رزرو در چراغ جلیقه نجات یا قایق نجات یا در سیستم سلاح‌های موشکی میباشد.
