لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: PowerPoint (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد اسلاید14
لینک دانلود کمی پایینتر میباشد
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه
9
برخی از فهرست مطالب
کوانتوم کروموداینامیک QCD
برهمکنش قوى _ بار و رنگ
به وجود آمدن امکان توصیف واحد براى نیروهاى طبیعت
آیا مى توان نیروهاى طبیعت را وحدت بخشید
نیروى برهمکنش قوى
مدل استاندارد و چهار نیروى بنیادى طبیعت
ممبدا علم الکتریسیته به مشاهده معروف تالس ملطی در 600 سال قبل از میلاد بر می گردد. در آن زمان تالس متوجه شد که یک تکه کهربای مالش داده شده خرده های کاه را می رباید. از طرف دیگر مبدا علم مغناطیس به مشاهده این واقعیت بر می گردد که بعضی سنگها (مانند سنگهای ماگنتیت) به طور طبیعی آهن را جذب می کنند. این دو علم تا سال 1199/1820به موازات هم تکامل می یابد. در سال 1199/1820 هانس هانس کریستسان اورستدمشاهده کرد که جریان الکتریکی در یک سیستم می تواند عقربه قطب نمای مغباطیسی را تحت تاثیر قرار دهد.
بدین ترتیب الکترومغناطیس به عنوان یک علم مطرح شد. این علم جدید توسط بسیاری از پژوهندگان که مهمترین آنها مایکل فاراده بود،تکامت بیشتری یافت. جیمز کلرک ماکسول قوانین مغناطیس را به شکلی که اساسا امروزه می شناسیم ، در آورد . این قوانین که معادلات ماکسولنامیده می شوندهمان نقشی را در الکترو مغناطیس دارند که قوانین حرکت و گرانش نیوتن در مکانیک دارا هستند.
اگر چه تلفیق الکتریسیته و مغناطیس توسط ماکسول بیشتر مبتنی بر کار پیشینیانش بود اما خود او نیز سهم عمده ای در آن داشت. ماکسول چنین نتیجه گرفت که که ماهیت نور ، الکترو مغناطیسی استو سرعت آن را می توان با اندازه گیری های صرفا الکتریکی ومغناطیس تعیین کرد. از این رو اپتیک با الکتریسیته و مغناطیس رابطه ی نزدیکی پیدا کرد
میدان عمل معادلات ماکسول وسیع است ؛این میدان اصول اساسی وسایل الکترومغناطیسی و اپتیکی بزرگ مقیاس، از قبیل موتور ها ،رادیو، تلویزین،فرستنده ،رادار،میکروسکوپ ها و تلسکوپ ها را در بر می گیرد.
تکامل الکترو مغناطیس کلاسسیک به ماکسول ختم نشد. فیزیک دان انگلیسی الیور هویسایدو بویژه فیزیک دان هاندی اچ. آ.لورنتس، در پالایش نظریه ماکسولمشارکت اساسی داشتند. هاینریش هرتز بیست سال و اندی پس از آنکه ماکسول نظریه خود را مطرح کرد ، گام موثری برداشت. وی ((امواج ماکسولی)) الکترو مغناطیسی را ، از نوعی که امروزه امواج کوتاه رادیو می نامیم ، در آزمایشگاه تولید کرد. مارکونی و دیگران کاربرد عملی امواج الکترومغناطیسی ماکسول و هرتز را مورد استفاده قرار ذاذند.
امروزه الکترومغناطیس از دو جهت مورد توجه است . یکی در سطح کاربردهای مهندسی ،که در آن معادلات ماکسول عموما در حل تعداد زیادی از مسایل عملی مورد استفاده قرار می گیرندو دیگری در سطح مبانی نظری. در این سطح چنان تلاش مداومی برای گسترش دامنه آن وجود دارد که الکترو مغناطیس حالت ویژه ای از یک نظریه عمومی تر جلوه می کند. این نظریه عمومی تر نظریه های مثلا گرانش و فیزیک کوانتومی را در بر می گیرداما پرداخت این نظریه کلی هنوز به نتیجه ی نهایی نرسیده است.
الکتریسته به 600 سال قبل از میرسد در داستانهای میلتوس میخوانیم که
یک بار در اثر مالش کاه را جذب میکند
فرمت فایل: word(قابل ویرایش)تعداد صفحات167
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده
مقدمه 1
فصل اول : آشنایی با الکترومایوگرافی
1-1 مقدمه 3
2-1 الکترومایوگرافی چیست ؟ 3
3-1 منشأ سیگنال EMG کجاست ؟ 7
1-3-1 واحد حرکتی 7
4-1 آناتومی عضله 8
1-4-1 رشته عضلانی واحد 8
2-4-1 ساختار سلول ماهیچه 8
5-1 انقباض عضلانی 9
6-1 تحریک‌پذیری غشاء عضله 11
7-1 تولید سیگنال EMG 12
1-7-1 پتانسیل عمل 12
8-1 ترکیب سیگنال EMG 14
1-8-1 انطباق واحدهای حرکتی 14
9-1 فعال سازی عضله 15
10-1 طبیعت سیگنال MMG 16
11-1 فاکتورهای موثر بر سیگنال EMG 18
فصل دوم :انواع سیگنالهای الکترومایوگرافی و روشهای طراحی
1-2 انواع EMG 21
2-2 الکترومایوگرافی سطحی : ردیابی و ثبت 22
1-2-2 ارتباطات کلی 22
2-2-2 مشخصه‌های سیگنال EMG 23
3-2 مشخصه‌های نویز الکتریکی 24
1-3-2 نویزمحدود شده 24
2-3-2 آرتی فکت‌های حرکتی 24
3-2-2 ناپایداری ذاتی سیگنال 25
3-2 بیشینه سیگنال EMG 25
4-2 طراحی الکترود و آمپلی فایر 26
5-2 تقویت تفاضلی 26
6-2 امپدانس داخلی 28
7-2 طراحی الکترودفعال 29
8-2 فیلترینگ 29
9-2 استقرار الکترود 30
10-2 روش مرجح مصرف 30
11-2 هندسه الکترود 30
1-11-2 نسبت سیگنال به نویز 31
2-11-2 پهنای باند 32
3-11-2 سایر ماهیچه نمونه 32
4-11-2 قابلیت cross talk 33
12-2 بار موازی الکترود 33
13-2 قرار دادن الکترود EMG 34
1-13-2 تعیین مکان و جهت‌یابی الکترود 34
2-13-2 نه روی نقطه محرک 35
3-13-2 نه روی نقطه محرک 36
4-13-2 نه در لبه‌ی بیرونی ماهیچه 37
14-2 موقعیت الکترود نسبت به فیبرهای ماهیچه 37
15-2 قرار دادن الکترود مقایسه 38
16-2 پردازش سیگنال EMG 39
17-2 کاربردهای سیگنالEMG 40
18-2 الکترومایوگرافی سوزنی 41
19-2 مزایا و معایب الکترودهای سطحی و سوزنی 43
1-19-2 مزیت‌های الکترود سطحی 43
2-19-2 معایب الکترودهای سطحی 43
3-19-2مزایای الکترودهای سوزنی 43
4-19-2 معایب الکترودهای سوزنی 44
20-2 تفاوت موجود بین الکترودهای سطحی وسوزنی 45
21-2 انواع طراحی 45
فصل سوم :مفاهیم اساسی در بدست آوردن سیگنال EMG
1-3 مقدمه 48
2-3 معرفی 48
1-2-3 نمونه‌برداری دیجیتال چیست ؟ 48
2-2-3 فرکانس نمونه‌برداری 49
3-2-3 فرکانس نمونه‌برداری چقدر باید بالا باشد ؟ 49
4-2-3 زیر نمونه‌برداری – وقتی که فرکانس نمونه‌برداری خیلی پائین باشد 52
5-2-3 فرکانس نایکوئیست 53
6-2-3 تبصره‌ی کاربردی DELSYS 54
3-3 سینوس‌ها و تبدیل فوریه 54
1-3-3 تجزیه سیگنال‌ها به سینوس‌ها 55
2-3-3 دامنه فرکانس 57
3-3-3 مستعارسازی – چطور از آن دوری کنیم ؟ 59
4-3-3 فیلترپارمستعاد 61
5-3-3نکته کاربردی DELSYS 63
4-3 فیلترها 64
1-4-3 انواع فیلترهای ایده آل 65
2-4-3 پاسخ فاز ایده‌آل 67
3-4-3 فیلتر کاربردی 68
4-4-3پاسخ فاز غیر خطی 71
5-4-3 اندازه‌گیری ولتاژ - دامنه ، توان ودسی بل 72
6-4-3 فرکانس 3 Db 74
7-4-3 مرتبه فیلتر 75
8-4-3 انواع فیلتر 76
9-4-3 فیلترهایdigital - Analog Vs 80
10-4-3 نکته کاربردی Delsys 84
5-3 رسیدگی به مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال 85
1-5-3 کوانتایی سازی 85
2-5-3 رنج دینامیکی 87
3-5-3 کوانتایی سازی سیگنال EMG 90
4-5-3 مشخص ک ردن ویژگی‌های ADC 92
5-5-3 نکته کاربردی Delsys 95
6-3 نتیجه‌گیری 95
فصل 4: بکارگیری مناسبت نیرویgrip مبنی بر سیگنال EMG
1-4 مقدمه 98
2-4دید کلی پایه‌ای یک سیستم 98
3-4 منطقی برای تولید نیروی گریپ 99
4-4 دستاورد 102
5-4 نتیجه 103
فصل پنجم : طبقه‌بندی سیگنال EMG برای شناسایی سیگنال دست
1-5 مقدمه 105
2-5 سیگنالهای EMG و سیستم اندازه‌گیری 107
3-5 طرح ویژگی خود سازمان دهی 107
4-5 روش طبقه بندی سیگنال EMG پیشنهادی 109
5-5 نتیجه‌گیری 117
فصل 6: ارتباط بین نیروی ماهیچه‌ای ایزومتریک و سیگنال EMG به
عنوان هندسه بازو
1-6 مقدمه 119
2-6 نتایج 121
3-6 بحث 123
1-3-6 ارتباط EMG- Force 127
2-3-6 رابط نیروی MF 129
3-3-6 رابطه‌ی درصد نیروی DET 131
4-3-6 نتایج 131
4-6 روش تجربی 132
1-4-6 اشخاص 132
2-4-6 مجموعه تجربی 132
3-4-6 مدارک EMG و نیرو 133
4-4-6 تحلیل‌های EMG غیر خطی 135
5-4-6 تحلیل‌های آماری و پارامترها 136
5-6 نتیجه‌گیری 136
فصل 7: طبقه‌بندی سیگنال EMG برای کنترل دست مصنوعی
1-7 مقدمه 138
2-7 روش‌ها 140
3-7 آزمایش و نتایج 141
1-3-7 نتیجه‌گیری 142
فصل 8 : یک استخوان‌بندی کنترل شده توسط EMG برای نوسازی دست
1-8 مقدمه 144
2-8 سیستم اصلاح دست 148
1-2-8 استخوان‌بندی خارجی 148
2-2-8 الکترونیک و نرم افزار 149
3-8 پردازش EMG 151
4-8 تستهای اولیه دستگاه 153
1-4-8 نتیجه‌گیری 155
2-4-8 کارهای آینده 156
فصل نهم : یک مدار آنالوگ جدید بر ای کنترل دست مصنوعی
1-9 مقدمه 158
2-9 چکید‌ه‌ای از سیستم 160
3-9 پیاده‌سازی مدار 163
4-9 نتایج شبیه سازی 166
5-9 نتیجه‌گیری 168
نتیجه‌گیری کلی 169
فهرست تصاویر
فصل 1
شکل 1 : نمونه‌ای از سیگنالEMG 7
شکل 2: واحد حرکتی 8
شکل 3: مدل آناتومی عضله 9
شکل 4: اکتین و میوزین و باندهای مربوط به آن 11
شکل 5: پروسه انقباض عضله 12
شکل 6: شماتیک تصویری سیکل دپلاریزاسیون / پلاریزاسیون درون
غشاهای تحریک شونده 13
شکل 7: نمودار پتانسیل عمل 13
شکل 8: ناحیه‌ی دپلاریزاسیون در غشاء فیبرعضلانی 14
شکل 9: پتانسیل عمل واحدهای حرکتی متعدد 14
شکل 10: بکارگیری و فرکانس شروع واحدهای حرکتی نیرو 15
شکل 11: ثبت سیگنال خام سه انقباض برای عضله سه سر 16
شکل 12: سیگنال خام EMG با تداخل سنگین ECG 19
فصل 2
شکل 1 :طیف فرکانسی سیگنال EMG آشکار شده جلوی ماهیچه 23
شکل 2: طرح‌های شکل تقویت کننده تفاضلی 28
شکل 3: ارائه طرح کلی بارو ترکیبات مدور بر الکترود 34
شکل 4: مکان مرجع الکترود بین تاندون و بخش حرکتی 35
فصل3
شکل 1: سیگنال آنالوگ کشف شده توسط الکترود DE2.1 49
شکل 2: A) نمونه‌برداری از سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 10 هرتز 51
B) بازآفرینی سینوس نمونه‌برداری شده در 10 هرتز 51
شکل 3: A) نمونه‌برداری یک سینوس 1 ولت ، 1 هرتز در 2 هرتز 52
B) بازآفرینی سینوس نمونه برداریشده در 2 هرتز 52
شکل 4: A) نمونه‌برداری یک سینوس 53
شکل 5: تجزیه‌ی فوریه‌ی یک پتانسیل عمل واحد حرکتی نمونه‌برداری شده 56
شکل 6 : هیستوگرام دامنه 10 سینوس شکل 5 58
شکل7: طیف موج فرکانسی سیگنال نمونه در شکل 6 60
شکل 8 : مستعار سازی نویز 13 61
شکل 9 : پاد مستعارسازی 62
شکل 10: انواع فیلترها 66
شکل 11: طرح فاز یک فیلترایده آل 68
شکل 12: خصوصیات فیلترهای کاربردی 72
جدول 1: فاکتورهای تضعیف وگین نمونه 74
شکل 13: فیلتر پائین گذر مرتبه اول و دوم 76
شکل 14: اندازه ومقایسه انواع فیلترهای بالاگذر 79
شکل 15: فیلتر پائین گذر تک قطبی 82
شکل 16: نمونه‌برداری و فیلتر دیجیتالی سیگنال آنالوگ 83
شکل 17: مراحل کوانتایی سازی مبدل آنالوگ به دیجیتال 86
شکل 18: تحلیل رنج A/D 89
فصل 4
شکل 1: بلوک دیاگرام دستگاه 99
شکل 2: سطوح و شماتیک‌ها 100
شکل 3: نیروهای گریپ 102
فصل 5
شکل 1: بلوک دیاگرام سیستم اندازه‌گیری سیگنال EMG 110
شکل 2 : موقعیت الکترودها 110
شکل 3: بلوک دیاگرام روش های پیشنهادی 111
شکل 4: سیگنالهای دست برای کاراکترهای کره ای 112
شکل 5: نرون‌های خروجی 113
شکل 6: بلوک دیاگرام ترتیب آزمایشگاهی 114
شکل 7: عکس وضعیت آزمایش 114
شکل 8: سیگنال EMG اندازه‌گیری شده و سیگنال داخلی قابل استفاده 115
شکل 9: نرون‌های خروجی sofm1 بعد از مرتب کردن 115
جدول 1: نرون‌های خروجی بعد از یادگیری 116
جدول 2: نتایج آزمایش 116
فصل 6
شکل 1 : مقادیر میانگین نیروهای ارادی ماکزیمم در ANT و POST 123
شکل 2 : رابطه‌ی نیروی EMG 124
شکل 3: رابطه‌ی نیروی MF 125
شکل 4: رابطه‌ی درصد نیروی DET 126
شکل 5: دیاگرام‌های ارتباط بین فرکانس متوسط و DET 127
فصل 8
شکل 1: طرح هندسی سیستم توانبخشی دست 146
شکل 2: نمای سیستم توانبخشی دست 147
شکل 3: نمای جانبی استخوان‌بندی بیرونی 148
شکل 4: دست‌مجازی وواسط درمان 150
شکل 5: محل قرارگیری الکترود سطحی 151
شکل 6: سیگنال EMG یکسو شده 152
فصل 9
شکل 1: بلوک دیاگرام سیستم پیشنهادی 160
شکل 2: دیاگرام حالت کنترل حالات مختلف دست با استفاده از EMG 161
جدول 1: حالات دست وسیگنال‌های مربوطه 161
شکل 3: بلوک دیاگرام پردازش سیگنال 162
شکل 4: بلوک دیاگرام تحلیل گر EMG 163
شکل 5: شماتیک مدار پردازش سیگنال 164
جدول 2: اندازه‌ی تراتریستورها 165
شکل 6: سیگنالهای داخلی شبیه‌سازی شده‌ی تحلیل‌گر سیگنال EMG 166
شکل 7: مجموعه‌ی سیگنالهای EMG وپاسخ خروجی ماشین حالت 167
شکل 8: پاسخ‌های شبیه‌سازی شده برای تغییرات انگشتان مختلف 167
نتیجه‌گیری :
بدلیل بحث بسیار گسترده‌ی EMG ابتدا سعی کردیم دید اولیه‌ای نسبت به EMG پیدا کرده وسپس به شرع یکی از کاربردهای آن بپردازیم . در بررسی کلی EMG دریافتیم که الکترومایوگرافی کاربرد گسترده‌ای در تشخیص و درمانهای حرکتی و عصبی و هم چنین برای نوسازی و اصلاح اعضای قطع شده‌ی بدن سالم دارد با بررسی‌هایی که داشتیم دیدیم که الکترومایوگرافی مثل اغلب روشهای درمانی دیگر دارای انواعی است که به توضیح آنها معایب و مزایا نحوه ی کاربرد و موارد استفاده پرداختیم . ودر آن فصل به این نتیجه رسیدیم که برای هر ماهیچه و عضله بسته به اندازه‌ی آن ماهیچه و نوع مشکلی که دارد الکترود مورد نیاز را باید استفاده کرد برای بدست آوردن سیگنال دانستن یک سری مفاهیم اساسی لازم و ضروری است که به شرح آنها پرداختیم که کمک به سزایی در بدست آوردن سیگنال میکند مثلاً اینکه برای سیگنال نویزنداشته باشد باید از چه فیلتری استفاده شود . زمانی که مفهوم و روشهای کلی بدست آوردن سیگنال را آموخته باشیم می‌توانیم بحث خود را از حالت کلی به بررسی حالات جزئی تر ببریم که ما در این تحقیق سعی کردیم روی حرکت دست و کاربرد EMG در آن کار کنیم . برای شروع اینکار ابتدا از طبقه‌بندی سیگنال EMG برای شناسایی سیگنالهای دست استفاده کردیم . چون برای اولین بار به هم چنین کاری می‌پرداختیم روش ساده‌ای به نام SOFM را انتخاب کردیم که یک روش بدون کنترل میباشد .
وقتی سیگنالهای شناسایی شده دست را داشته باشیم خیلی راحت می‌توانیم به درمان مشکلات آن بپردازیم و هم چنین با مشکلات زیادی روبرو بود و ریسک بالایی را از صدمات جسمی را دارا بود ولی با ظهور الکترومایوگرافی و به کارگیری صحیح آن رفته رفته این مشکلات کاهش یافت و با یک استخوان‌بندی خارجی کنترل شده با EMG به راحتی میتوان به نوسازی دست کمک کرد بدون اینکه صدمه‌ی جسمی به شخص وارد شود . سیستمی که برای اصلاح دست پیاده سازی کردیم شامل یک PC، یک میکروکنترلر ، یک استخوان بندی خارجی و یک قطعه جهت ثبت سیگنالهای EMG است .
این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در
فهرست
چکیده
مقدمه
فصل اول
امواج الکترومغناطیسی
میدانهای الکتریکی و مغناطیسی
امواج متحرک روی یک خط انتقال
فتونها و امواج
فتونها
میدانهای الکترومغناطیسی در فرکانس قدرت
فصل دوم
ثابت‌های خطوط انتقال
جنس هادی و ساختمان آن
مقاومت خط
ضریب القائی خط
خطوط سه فاز
هادیهای متساوی‌الفاصله
مساوی کردن ولتاژهای القائی بوسیله پیچیدن خط
ظرفیت خط
ظرفیت خط سه‌فاز
فصل سوم
محاسبه پارامترهای خط انتقال و کابلها قدرت برش اجزاء محدود
مدل ریاضی
معادلات میدانها
انرژی و تلفات
فصل چهارم
تداخل امواج الکترومغناطیسی با شبکه‌های مخابراتی
اثرات الکترومغناطیسی
اثرات الکترواستاتیکی
کاهش اثر تداخل
فصل پنجم
تأثیر میدانهای الکترومغناطیسی ۵۰هرتز بر جنین مرغ، قبل یا در حین انکوباسیون
مقدمه
شرح تحقیق
نتیجه‌گیری
فصل ششم
میدانهای الکترومغناطیسی ELF و سلامت انسان
استانداردهای حدود تابش
استانداردهای حریم خطوط انتقال برق در ایران
اندازه‌گیری شدت میدانهای ELF
بحث و تفسیر نتایج اندازه‌گیری شدت میدان در مشهد مقدس
پیشنهادات
فصل هفتم
اثر امواج الکترومغناطیسی در فرکانسهای قدرت بر انسان
استانداردهای ایمنی
بررسی پارامترهای EM در بدن
آثا و سندرومهای حاصل
اثر امواج الکترومغناطیسی روی شیردهی گاوها و حیوانات دیگر
اثر میدانهای مغناطیسی فرکانس پائین
فصل هشتم
بررسی آثار بیولوژیک خطوط انتقال و توزیع نیرو و مروری بر حد حریم مجاز اطراف آن
پدیده فیزیکی
اثرات بیولوژیک
اثرات کرونا در محیط زیست
اثرات میدان مغناطیسی روی موجودات زنده
بررسی شدت میدانهای الکتریکی در اطراف خطوط انتقال نیرو
منابع
منابع
]۱[- نکاتی در مورد میدانهای الکتریکی و مغناطیسی تولید شده بوسیله سیستمهای انتقال نیرو – محمد رضا طوسی پناه.
]۲[-اصول مقدماتی الکتریسیته – تألیف مهندس غلامعلی سرابی تبریزی – ۱۳۵۷٫
]۳[-میدانها و امواج. تألیف: دکتر همایون عریضی – دانشگاه علم و صنعت ایران.
]۴[-طیف الکترومغناطیس و گسیل القائی – دکتر علی معصومی.
]۵[-طراحی خطوط انتقال، قاضی زاهدی-امیر منصور – رنجبر، جلد اول – وزارت نیرو.
]۶[-الکترومغناطیس، میدان و موج، دیورک چنگ، مترجم: دکتیر پرویز جبه دار و مهندس قوامی.
]۷[-انتقال و توزیع انرژی الکتریکی تألیف H-Cotton و H-Barler، ترجمه: مهندس انسانی
]۸[-رضا جعفری – مهدی معلم – محاسبات پارامترهای انتقال و کابلها به روش اجزاء محدود، سیزدهمین کنفرانس بین المللی برق. ۹۸٫ ۲۱۵-۲۱۹٫
]۹[-رضا جعفری – معلم مهدی – محاسبات میدانهای الکترو مغناطیسی – حرارتی در کابلها سه فاز به روش اجزاء محدود، چهارمین کنفرانس مهندسی برق ایران. آبان ۱۳۷۵
]۱۰[-معلم مهدی، جعفری رضا، محاسبه تلفات جریانهای گردابی در خطوط و کابلها انتقال به روش اجزاء محدود، دهمین کنفرانس مهندسی برق ایران، اردیبهشت ۱۳۷۴
[۱۱]-Silvester, P. and Ferrari, R.: Finte Element for Electrical Engineering Compridge university press.1983.
[12]-Extra high Voltage Transmission in Sweden, State Power Poard, 1985.
]13[-حریم از نظر فنی و حقوق و قوانین مربوطه، جلد اول، مرتضی سرمد، چاپ درخشان.
]۱۴[-تأثیرات نئوزولوژیک خطوط فشار قوی – دکتر هنری لای.
]۱۵[-خطوط فشار قوی و سلامتی شما – دکتر لاپلاس و مایک.
]۱۶[-هیت ویلیام. الکترو مغناطیس مهندسی، مترجم جلایری.
]۱۷[-خدیجه شریفینا – مریم شمش لاهیجانی – حسن رجبی – تأثیر میدانهای الکترو مغناطیسی، ۵۰هرتز بر جنین تخم مرغ، سیزدهمین کنفرانس بین المللی برق ۹۸٫
]۱۸[-دکتر محمد حسن بحرینی طوسی – دکتر میر صالحی و.. آقای مهندس آزاد – میدانهای EIF و سلامت انسان – سیزدهمین کنفرانس بین الملی برق.
[۱۹]- H.W.Whittington، B.W.Flynn & D.E.Macpherson، “Switched Mode Power Supplies Design & Construction ” ،New York، John Wiley & Sons Inc. ، ۱۹۹۲
]۲۰[ C.K.Chu ، P.B.Spisak & Walczak، “High power asymmetrical Thyristors”، IEEE Applications Society Conference Record ، Process.، ۱۹۸۵٫
]۲۱[ S. C?k and R. D. Middlebrook، “ Advances in switched mode power conversion” ،IEEE Transactions on Industrial Electronics، Vol. IE30، No. 1، ۱۹۸۳
امواج الکترومغناطیسی
اتمهای یک ماده می‌توانند بطریق مختلف از محیط اطراف خود انرژی جذب کنند. مثلاً اگر ماده‌ای در معرض تابش حرارت قرار گیرد تمام یا مقداری از انرژی حرارتی که به ماده میرسد، توسط اتمهای آنها جذب میشود و در نتیجه اتمها به حالت تهییج درمی‌آیند.
هر یک از اتمهای تهییج شده ممکن است در بازگشت به حال عادی خود، انرژی جذب شده را بصورت پرتوهایی از خود تابش کند، این پرتوها را پرتوهای الکترو مغناطیس گویند.
اصطلاح الکترومغناطیسی بدان جهت است که هر کدام از این پرتوها همواره با دو میدان الکتریکی و مغناطیسی که جهت آنها بر جهت حرکت پرتو عمودند، همراه است.
امواج الکترو مغناطیسی دارای طیف یا اسپکتروم وسیعی می‌باشند که شامل امواج رادیوئی رادار، مادون قرمز، نور مرئی ماوراء بنفش و بالاخره اشعه‌های ایکس و گاما میباشد.
امواج الکترو مغناطیس دارای تعداد خواص مشترک هستند، مثلاً سرعت تمام آنها در خلاء یکسان است. این سرعت را سرعت سیر نور گویند و مقدار آن برابر است با ۳´۱۰۸m/s متر بر ثانیه یا ۳۰۰٫۰۰۰km/s کیلومتر در ثانیه
میدانهای الکتریکی و مغناطیسی
بین بارهای الکتریکی نسبت بهم نیروئی بوجود میآید، بطوریکه بارهای همنام یکدیگر را دفع میکند و بارهای غیر همنام یکدیگر را جذب میکنند و این شبیه نیروهای مغناطیسی است، همانطوری که قوای مغناطیسی از میدان مغناطیسی حاصل میشود – قوای جذب و دفع الکتریکی از میدان الکتریکی سرچشمه می‌گیرد. وقتی که جریانی از سیم می‌گذرد در اطراف سیم خطوط میدان مغناطیسی که بشکل دایره‌ای متحدالمرکز هستند تشکیل میگردند. ولی خطوط میدان الکتریکی بصورت شعایی از سطح سیم بخارج میروند. ]۲[
مقدار فلوی مغناطیسی با افزایش مقدار جریان و شدت میدان الکتریکی با افزایش مقدار ولتاژ زیاد میشود. بنابراین در ولتاژهای بالا (اطراف سیمهای برق فشار قوی) شدت میدان الکتریکی بیشتر است ولی در فرکانس بالا شدت میدان مغناطیسی بیشتر است.]۶[
امواج متحرک روی یک خط انتقال
راههای زیادی برای انتشار امواج وجود دارد. به هر حال قبل از ادامة مطلب، فهم کامل پدیدة خط انتقال اساسی است زیرا بسیاری از مفاهیم بنیادی مانند ثابت انتشار در شکلهای پیچیده‌تر از انتقال انرژی نمایان میشود.
به عنوان نقطه شروعی برای تعمیم مطالب، مسئلة کلاسیک خط انتقال را به جای دیدگاه مداری از دیدگاه میدانی در نظر می‌گیریم. از نظریه مقدماتی میدان میدانیم همانطوری که در شکل ۳ نشان داده شده است، میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در کنار ولتاژ و جریان خط میدانهای الکتریکی و مغناطیسی وجود دارند. همان طور که به ظاهر ولتاژ و جریان در امتداد خط و در جهت انتشار حرکت میکنند میدانهای همراه با آنها نیز، مانند سایه‌ای آنها را دنبال میکنند.
از آنچه گذشت چون این موضوع صرفاً یک دیدگاه است میتوان این طور فکر کرد که میدانهای ذکر شده جریانها را در سیم القاء میکنند و نه برعکس، بنابراین از این دیدگاه می‌بینیم که به ظاهر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی باهم و با یک سرعت در فضا حرکت کرده و سیم‌ها صرفاً کار «هدایت» موج را در جهت خاص انجام می‌دهند.
امواج و فوتونها
امواج- معمولاً پرتوهای الکترو مغناطیسی را بصورت امواجی فرض میکنند که در فضا حرکت کرده و انرژی را با خود از نقطه‌ای به نقطه دیگر حمل میکنند (شکل ۴). این نوع موج را موج عرضی (Wave Tran sverse) گویند. زیرا امتداد نوسان موج بجهت حرکت آن عمود است.
یک موج عرضی دارای چهار پارامتر اصلی است این پارامترها عبارتند از:
۱-طول موج (Ware Length): که آن عبارتند از فاصله یک نقطه با نقطه مشابه به راز آن l
2-فرکانس (Freguency): عبارتند از تعداد امواج (سیکلها) که در یک ثانیه تولید شده: واحد HZ
3-سرعت (Velocity): مسافتی که امواج در یک ثانیه طی میکنند V
4-دامنه (Amplitude): فاصله بین نقطه شروع تا مقدار حداکثر آن، آنرا قدرت موج نیز توصیف میکنند.
طول موج، فرکانس و سرعت یک موج با یکدیگر ارتباط دارند. زیرا مسافتی را که امواج در مدت یک ثانیه طی میکنند، برابر است با تعداد امواج در ثانیه (فرکانس) ضربدر طول موج یعنی
فوتونها
اگرچه با نظریه موجی بودن پرتونها الکترو مغناطیسی بعضی از پدیده‌های تشعشع را میتوان توضیح داد ولی کاربرد این فرضیه در بعضی موارد کاملاً رضایت بخش نیست. برای مثال: از فرضیه موجی بودن اینطور استنباط میشود که انرژی پرتوهای الکترو مغناطیس به صورت پیوسته و بدون انقطاع منتشر میشود. در حالی که ما میدانیم اینطور نیست و انرژی بصورت بارانی از ذرات کوچک و مستقل از هم بنام فوتون از جسم منتشر میشود (شکل ۵۹٫ هر فوتون دارای مقدار معینی انرژی است و اغلب یک فوتون را یک کوانتوم (quantum) انرژی گویند. (نظریه ذره‌ای و موجی بودن پرتوهای الکترو مغناطیسی). مقدار انرژی یک فوتون (E)، در نظریه ذره‌ای،با فرکانس پرتو (V)، از نظر موجی، توسط رابطه زیر بهم مربوط میشوند.
۲)E=hn
که در این رابطه h ضریب ثابت پلانک است.
خواص عمومی پرتوهای الکترو مغناطیسی
۱-همه آنها در فضا آزاد (خلاء) دارای سرعتی یکسان هستند.
۲-همه پرتوها، انرژی را به شکل کوانتا یا (فوتون) از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل میکنند. انرژی (E) یک فوتون بطریق زیر با فرکانس بستگی دارد. E=hn
3-در فضای آزاد (خلاء) همه به خط مستقیم حرکت میکنند.
میدانهای الکترو مغناطیسی در فرکانس قدرت
اگر در یک نقطه مقداری بارالکتریکی مثبت وجود داشته باشد خطوط نیروی میدان الکتریکی (E) حاصل بطور عمودی از آن خارج میشوند و بر عکس، و ضمناً میدانیم که هر گاه بار الکتریکی حرکت کند، جریان داریم که عبور جریان از سیم هادی در اطراف آن میدان مغناطیسی بوجود می‌آورد.
حال اگر در یک سیم جریان متناوب بفرستیم در اطراف آن یک میدان الکترو منیتیک (H) تشکیل میشود، که این دو میدان (E) و (H) عمود بر یکدیگر بوده و بردار انرژی را میسازد که با سرعت نور انتشار می‌یابد.
P=E.H.sin90
که در این حالت خاص میدانیم که میدان الکتریکی حاصل، مستقیماً با مقدار ولتاژ (بار الکتریکی) و عکس فاصله مربوط است یعنی و میدان مغناطیسی حاصل، با مقدار جریان و عکس فاصله متناسب است و یا ، واحد میدان الکتریکی V/m (ولت بر متر) و واحد میدان مغناطیسی A/m (آمپر بر متر) است، لذا واحد دانسیته بردار انرژی (وات بر متر مربع) خواهد بود.
به موجب رابطه ماکس پلانک E=H.f که در آن h ثابت پلانک و f فرکانس و E انرژی است. میتوان نشان داد که هرچه فرکانس زیادتر باشد انرژی بیشتر است و لذا هرچه طول موج کوچکتر باشد قدرت نفوذ و تخریب آن بیشتر است، اما دانشمندان فرکانس ۵۰ تا۶۰ هرتز را فرکانس قدرت نامیده‌اند. ]۱[
فصل دوم
ثابت‌های خطوط انتقال
یک خط انتقال هوائی از یک گروه سیم تشکیل شده که بموازات یکدیگر روی دکلها کشیده شده اند و بنابراین هادیها نسبت بیکدیگر و بین هر هاری و زمین با هوا عایق میشوند. هادیها مقاومت معینی بسته به سطح مقطع و جنس آنها دارند و چون میدان مغناطیسی ناشی از عبور جریان در یک هادی هادیهای دیگر را قطع میکند (در برمیگیرد – یا تراوش میکند) هر سیم مقاومت القائی نیز دارد. بعلاوه بین جفت هادیها و بین هر هادی و زمین نیز ظرفیت الکتریکی موجود است. بالاخره عایق‌ها کامل نیستند و در نتیجه جریان نشتی بزمین خواهیم داشت این اثر را میتوان بصورت مقاومت نشتی که بین سیم و زمین قرار می‌گیرد در نظر گرفت. برای اینکه خط را بتوان بعنوان قسمتی از یک شبکه کامل قدرت قرار داد مقادیر فوق بایستی مشخص باشد و در این فصل محاسبه آنها را خواهیم دید.
جنس هادی و ساختمان آن
معمولیترین نوع هادی مورد استفاده در خطوط انتقال مس و آلومینیوم میباشد. آلومینیوم با هدایت خوب و وزن کم برای دهنه‌های بزرگ مناسب است. علیرغم اینکه ضریب انبساط بالا و مقاومت کششی کمی دارد.
مس یا آلومینیوم را باید برای دهنه (فاصله بین دو کابل) کوچک بکار برد و برای فشار قوی که دهنه خط بزرگ میشود هادیهای آلومینیوم با هسته فولادی مجهز میشوند تا استقامت آنها بالا رود.