X
تبلیغات
برق
در مورد برق و ربات
 
hi

|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در پنجشنبه سوم بهمن 1392  |
 سايتهاي لاتين:
http://ee.cleversoul.com
در اين سايت به خبر رساني و در فراهم كردن برنام هها و نرم افزارهاي الكترونيك براي علاقمندان و متخصصان اين رشته پرداخته شده اس ت. هم چنين
اخبار ، پروژه ها و مجلات الكترونيكي زيادي را مي توان در اين سايت مشاهده نمود . ميكروكنترل ه ا، پروژ هه ا، نرم افزاره ا، معرفي كتاب ، سخت افزارها و

منابع اطلاعاتي و آموزشي را م يتوان از مطالبي دانست كه در اين سايت ارائه م يشوند


www.web-ee.com
ارائه كننده اطلاعات و اخبار در زمينه مهندسي برق و الكترونيك م يباشد . در سايت به آخرين پيشرفت ها و رويداد ها پرداخته مي شود . هم چنين WEBEE سايت
در سايت براي محاسبات ONLINE مي توان مطالبي به عنوان خودآموز الكترونيك را در اين سايت مشاهده نموده و از آ نها استفاده كرد ، ماشين هاي محاسب
ه ا، LINK ، تخصصي مدارات الكترونيكي قرار داده شد هاند ، از انتشارات و مجلات مؤسسه نيز م يتوان در سايت بهره بر د. مطالب ديگر سايت تحت عناوين آموزش

و امكانات جستجو ارائه م يشوند .

DOWNLOADS

www.macgen.com/calcul.html
در اين سايت يك ماشين حساب پيشرفته و تخصصي براي محاسبه توان و قدرت ژنراتورها براي انتقال نيرو ارائه مي شود . اين ماشين حساب از توانايي
از آن استفاده شود . ONLINE بالائي برخوردار م يباشد و بايد به صورت

برچسب‌ها: سايت هاي مرتبط با آزمايشگاه برق و الكترونيك 2
ادامه مطلب
|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در چهارشنبه چهاردهم تیر 1391  |
 سايت هاي مرتبط با آزمايشگاه برق و الكترونيك
نام سايتآدرس سايت
دانشگاه امير كبير (گروه مهندسي
الكترونيك)
http://ele.aut.ac.ir
آزمايشگاه هاي تحقيقاتي دانشكده برقhttp://ele.aut.ac.ir/pajou
مركز الكترونيك تحقيقاتيhttp://ele.aut.ac.ir/center/index.htm
مركز الكترونيك تحقيقاتيhttp://ele.aut.ac.ir/center/index.htm
انجمن علمي گروه برق والكترونيك
(مركز آموزش عالي فني مهندسي شيراز)
http://e2sg.blogfa.com
انجمن مهندسين برقhttp://www.aeesiau.com
مركز تحقيقات مخابرات ايرانhttp://www.itrc.ac.ir
دانشگاه صنعتي خواجه نصير طوسي
(گروه مهندسي برق)
http://www.kntu.ac.ir/facelceng/default.htm


|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در چهارشنبه چهاردهم تیر 1391  |
 تاثير دكل هاي فشار قوي برق بر بدن انسان
تاثير دكل هاي فشار قوي برق بر بدن انسان

 

وقتي اسم دكل فشار قوي برق به ميان مي‌آيد نخستين چيزي كه به ذهنم مي‌رسد صداي ويز ويز قدرتمند كابل‌هاي دكل‌هاي برق فشار قوي در حد فاصل تربت‌حيدريه تا قائن است كه براي چند دقيقه به هنگام توقف در كنار جاده متوجه آن شديم.
صدايي كه بي‌شباهت به صداي غرش رعد و برق آسماني نبود. بار ديگري كه اين دكل‌ها توجه مرا به‌خود جلب كرد دكل‌هايي بودند كه از منطقه‌اي مسكوني در منطقه آب و برق مشهد و بر فراز ساختمان‌هايي قديمي و يا در حال ساخت در ارتفاعات اين منطقه مي‌گذشتند.
همچنين هر گاه از روي تپه‌هاي دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات به تهران نگاه مي‌كنم شبكه‌اي از دكل‌هاي مذكور قابل رويت است كه از درون شهر و مخصوصا مناطق شمالي مانند شهرك مخابرات، سعادت آباد و شهرك‌پاسارگاد گذشته‌اند و انرژي مورد نياز مردم و صنايع را تامين مي‌كنند. اما آخرين بار كه اين دكل‌ها توجه مرا به‌خود جلب كرد در كرج بود. در بخشي از منطقه محمد آباد كرج سلسله‌اي از اين دكل‌ها از روي ساختمان‌هاي مسكوني عبور كرده و حتي يكي از اين دكل‌ها در محوطه حياط يك ساختمان قرار گرفته است و دور تا دور آن ساختمان‌هايي 2 يا 3 طبقه ساخته شده است.
هميشه اين سؤال در ذهن من بوده كه آيا اين دكل‌ها براي سلامت انسان‌ها ضرر ندارد؟ به عبارت بهتر دكل‌هاي فشار قوي برق در كنار محل زندگي انسان‌ها چه خطراتي را مي‌تواند به‌دنبال داشته باشد؟ تلاش‌هاي مراكز بهداشتي براي بررسي خطرات احتمالي براي كساني كه در حوالي اين دكل‌هاي برق زندگي مي‌كنند و شناسايي اين خطرات وعوارض آن همچنان ادامه دارد.
ميدان‌هاي الكترومغناطيسي برق و خطر سرطان
ميزان تولد سالانه در انگلستان700 هزار نوزاد در سال است. كه از اين تعداد 500 مورد مبتلا به لوسمي هستند. و حدود 1000 مورد سرطان‌هاي ديگر در كودكان(زير 15 سال) گزارش شده است. گزارش AGNIR حاكي از آن است كه هرگونه خطري مرتبط با سرطان خون در كودكان و جوانان و به‌ويژه كساني كه اشعه بالايي نسبت به مقدار متوسط خانگي دريافت كرده‌اند، وجود دارد. اين مقدار متوسط خانگي حدود 0.4 میکروتسلا است.
در انگلستان حدود 0.5 درصد از جمعيت در معرض ميدان الكترو مغناطيسي بيشتر از 0.4 میکروتسلا قرار دارند.هم‌اكنون در UKCCS (مركزمطالعات سرطان كودكان انگليس) مشخص شده است كه اثبات اين امر مشكل است و هيچ‌گونه مدركي دال بر اينكه تشعشعات خانگي EMF در به‌وجود آمدن سرطان در بزرگسالان نقش دارند، وجود ندارد. بررسي مطالعات آزمايشگاهي‌اي كه توسط AGNIR انجام گرفته ارتباط واضح و آشكاري را بين ميدان‌هاي الكترومغناطيسي خانگي و سرطان پيدا نكرده است.
گزارش AGNIR نشان مي‌دهد در بزرگسالاني كه به‌طور شغلي در معرض ميدان مغناطيسي هستند دليل قطعي‌اي در ارتباط بين EMF (ميدان الكترومغناطيسي) و سرطان پيدا نشده است. متوسط ميدان مغناطيسي‌اي كه در هنگام مشاغل خطرناك و تحت ميدان مغناطيسي (مثل پرسنل پست‌هاي فشار قوي و افراد تعميركار خطوط انتقال) مورد تابش قرار مي‌گيرد معمولا در حد 20 يا 30 ميكروتسلا است و به دليل اينكه زمان تحت ميدان بودن طولاني نبوده زياد خطرناك نيست.
رابطه بين ميدان‌هاي مغناطيسي و لوسمي
براي چند سالي خطر ابتلا به سرطان كساني كه در نزديكي خطوط فشار قوي برق زندگي مي‌كردند داراي اهميت بود. مطالعات فراگير در انگليس و جاهاي ديگر جهان روي خطر ابتلاي كودكان به سرطان مثل سرطان خون، انجام شد. اين مطالعات نشان داد كه قرار گرفتن محل زندگي كودكان در نزديكي خطوط فشار قوي خطر ابتلا به سرطان خون را در آنان دو برابر مي‌كند.
اين تحقيقات به هم پيوسته در 9 كشور انجام گرفت (كشورهاي اروپايي، آمريكاي شمالي و نيوزلند). در كل، روي 3247 كودك مبتلا به لوسمي و 400 10 كودك تحت نظر تحقيق انجام گرفت. براي هر كودك، 24 يا 48 ساعت اندازه‌گيري شدت ميدان مغناطيسي در منزل آنان با توجه به سوابق در معرض ميدان مغناطيسي بودنشان به عمل آمد. مركز مطالعات سرطان كودكان انگليس بيشترين تعداد كودكان مبتلا به سرطان خون را در اين آزمايش دخالت داد؛يعني 1073 نفر.
در 3203 كودك مبتلا به لوسمي و 338 10 كودك تحت نظر كه شدت ميدان مغناطيسي در محل سكونت‌شان كمتر از 4/0 ميكرو تسلا بود، افزايش خطري نسبت به مبتلا شدن به لوسمي مشاهده نشد. در 44 كودك مبتلا به لوسمي و 62 كودك تحت نظر كه محل سكونتشان در معرض تشعشع بيشتر از 0.4 ميكرو تسلا بود، خطر ابتلا دو برابر شده بود كه خطر نسبي برابر با 2 مي‌شود. لازم به ذكر است كه شدت ميدان مغناطيسي در عكسبرداري MRI بين 1.5 تا 3 تسلا است.
ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي در منزل به عوامل متعددي همچون فاصله از خطوط برق قدرت، تعداد و انواع دستگاه‌هاي الكتريكي داخل منزل، مكان سيم كشي منزل، بستگي دارد. ميدان الكتريكي داخل اكثر منازل از 500V/m وميدان مغناطيسي از 150 µT تجاوز نمي‌كند. كساني كه با كامپيوتر يا وسايل الكتريكي و سيم‌ها سر و كار دارند، ممكن است مقدار زيادي ميدان الكتريكي و مغناطيسي به آنها تابيده شود. مثلا در پست‌هاي فشار قوي ميدان الكتريكي به بيشتر از25kV/m و ميدان مغناطيسي به 2 mTنيز مي‌رسد. جوشكاران در معرض ميدان مغناطيسي حدود130mT هستند. كساني كه با دستگاه‌هاي فتوكپي و دستگاه‌هاي ويدئويي كار مي‌كنند نيز در معرض تابش قرار دارند.
مسلم است كه در معرض ميدان مغناطيسي ELF بودن مي‌تواند بر فيزيولوژي و وضعيت انسان تاثير بگذارد. در آزمايش‌ها مشاهده شده كه ميدانELF بيشتر از 5mT اثرات اندكي بر برخي علائم باليني و فيزيولوژيكي گذاشته است. مثل: تغييرات خوني، ECG (نوار قلبي)، ضربان قلب، فشار خون و دماي بدن. برخي محققان گفته‌اند كه ميدان ELF مي‌تواند ترشح هورمون ملاتونين (هورموني كه به خواب، بلوغ و... مرتبط است) متوقف كند.
دوري از ميدان‌هاي الكتريكي 50/60Hz مي‌تواندبه وسيله حفاظ قرار دادن دور سيم‌هاي برق ساختمان در هنگام سيم كشي انجام شود؛ در محل‌هاي كاري‌اي كه ميدان الكتريكي در آنها زياد است مي‌تواند مفيد باشد. اما راه مقرون به صرفه‌اي براي محافظت در برابر ميدان‌هاي ELF مغناطيسي وجود ندارد.
ميدان‌هاي ELF قوي باعث تداخل الكترومغناطيسي (EMI) در دستگاه‌هاي تنظيم‌كننده ضربان قلب يا باتري‌هاي قلب مي‌شوند. كارمنداني كه با كامپيوتر كار مي‌كنند ممكن است لرزش يا نامطلوب بودن تصوير را در مونيتورشان مشاهده كنند. ميدان مغناطيسي ELF اطراف ترمينال‌هاي ورودي برق و گاهي پاور كامپيوتر بيشتر از 1µT است كه مي‌تواند با تصوير روي صفحه مونيتور تداخل كند. يك راه حل ساده براي اين مشكل تغيير مكان كامپيوتر به جايي ديگر در اتاق است.
كابل‌ها و سرطان
برخي دانشمندان وجود رابطه ميان انواعي از ميدان‌هاي الكترومغناطيسي و سرطان خون در كودكان را تاييد مي‌كنند و اعلام كرده‌اند كابل‌ها و دكل‌هاي برق فشار قوي مي‌توانند عامل سرطان‌هاي خون در كودكان باشند. در مطالعه اخيري كه در اروپا انجام شده است، حدود 29 هزارنفر را كه پيش از 15سالگي به سرطان مبتلا شده‌اند (ازجمله 9700 مورد سرطان خون) با گروه كنترلي كه از لحاظ جنسيت، تاريخ تولد و منطقه تولد با افراد مبتلا به سرطان مشابهت داشته‌اند، مقايسه كرده‌اند.
در اين پژوهش، افراد جامعه نمونه در محدوده يك كيلومتري خطوط برق 275 و 400 كيلوواتي زندگي مي‌كرده‌اند. اين تحقيقات نشان داده است كودكاني كه در محدوده 200 متري خطوط برق زندگي مي‌كنند، امكان ابتلا به سرطان خون در آنها 69 درصد بيش از كودكاني است كه در فاصله بيش از 600 متري خطوط برق زندگي مي‌كنند.
اين گزارش همچنين حاكي است، كودكاني كه در محدوده 200 تا 600 متري خطوط برق زندگي مي‌كنند، نسبت به كودكاني كه در فاصله بيش از 600 متري خطوط برق زندگي مي‌كنند، 23درصد بيشتر در معرض ابتلا به سرطان خون هستند. با وجود اين محققان عقيده دارند هرچند نزديكي به خطوط فشار برق قوي مي‌تواند در ايجاد سرطان خون در كودكان مؤثر باشد، اما اين تاثير، ناچيز و احتمالا تصادفي است.
از سوي ديگر به گزارش بخش فرانسوي سايت msn، دكتر لورن بونتوس، رئيس كميته پزشكي بررسي خطرات احتمالي گفته است كه تا‌كنون هيچ ارتباط علمي براي اثبات بروز بيماري سرطان خون در كساني كه در اين مناطق زندگي مي‌كنند، مشاهده نشده است.
پزشكان هم‌اكنون در حال بررسي روي اين موضوع هستند و اين بررسي براساس نشانه‌هاي موجود صورت مي‌گيرد. به‌طور كلي آنها 2 گروه را مورد آزمايش قرار داده‌اند: گروه اول اشخاصي هستند كه گزارش‌هايي از بروز آسيب و بيماري در آنها نشان داده شده است و گروه دوم اشخاصي كه هنوز گزارشي از آسيب يا بيماري در آنها داده نشده است.
برخي از ساكنان يكي از شهرهاي فرانسه كه در مجاورت اين دكل‌ها زندگي مي‌كنند، شكايت كرده‌اند كه درطول شب خواب‌هاي مغشوش مي‌بينند يا از استرس و حالت‌هاي عصبي كه به آن دچارند، رنج مي‌برند. كسي دليل آن را نمي‌داند ولي اين مشكلات وجود دارند. شهردار اين شهر اعلام كرده است كه تمامي افرادي كه خانه‌شان در كنار يك دكل 400هزار ولتي واقع شده بوده، خانه‌هاي خود را ترك كرده‌اند.براساس يك بررسي پزشكي زندگي در حداقل300 متري يك دكل برق مي‌تواند سالم باشد و عوارض خاصي براي افراد نخواهد داشت.
بررسي كه روي 2868 نفر از ساكنيني كه در 300 متري اين دكل‌ها زندگي مي‌كردند و 976 نفري كه در اين منطقه ساكن نشده‌اند نشان مي‌دهد كه 15.8 درصد از ساكنيني كه در فاصله كمتر از 300 متر زندگي مي‌كردند در وضعيت بسيار عصبي هستند و 7.9 درصد از افراد نيز كه در همين منطقه قرار دارند، مشكل خاصي را نداشته اند.
نتايج اين بررسي به مجلس فرانسه اعلام شده است و سؤالي كه هم‌اكنون مطرح است اين است كه بايد اين وضع را تحمل كرد و بيمار باقي ماند يا بايد براي دور كردن محل زندگي افراد از اين دكل‌ها چاره‌اي انديشيد؟
نكات ايمني
اگر از بحث‌هاي مرغ و تخم مرغي مرتبط با اين موضوع كه اول ساختمان‌سازي‌ شده و بعد نصب دكل‌ها صورت گرفته يا برعكس؟ بگذريم، جهت حفظ ايمني كساني كه منازلشان به هر دليلي در مجاورت خطوط انتقال نيرو است رعايت نكات ايمني زير ضروري است:
1
) دكل فشار قوي نگه دارنده تعدادي سيم حامل جريان با ولتاژ بسيار بالاست كه حتي نزديك شدن به آن مي‌تواند براي انسان مضر باشد، لذا تحت هيچ شرايطي به دكل‌ها نزديك نشويد.
2
) به هيچ عنوان اتومبيل‌تان را زير خطوط فشار قوي پارك نكنيد. احتمال پاره شدن سيم دكل هرچند بسيار پايين است اما محال نيست.
3
) درصورتي كه در اتومبيل بوديد و سيم فشارقوي روي اتومبيل شما افتاد به هيچ عنوان از اتومبيل پياده نشويد چون به محض پياده شدن پودر مي‌شويد. محفظه اتومبيل مانند يك قفس فاراده عمل خواهد كرد و شما در امان خواهيد بود وسريعا با 121 تماس بگيريد تا نيروهاي امدادي به كمك شما بيايند.
4
) مراقب باشيد تا فرزندانتان به هيچ عنوان به دكل‌ها نزديك نشوند و از آن بالا نروند به غيراز خطر برق گرفتگي خطر سقوط نيز آنها را تهديد خواهد كرد.
5
) در هنگامي كه هوا باراني است يا رطوبت هوا بالاست پديده كرونا در اطراف سيم‌هاي حامل جريان بيشتر مي‌شود. اين پديده ( شما آن را بيشتر با صداي وز وز مي شناسيد ) به هيچ عنوان خطرناك نيست لذا نگران نباشيد. از كاشتن درخت، گياه و گل زير خطوط فشارقوي جداً بپرهيزيد. گياهان زير چنين خطوطي رشد مناسبي نخواهند داشت ( به جز درختان ) و درختان نيز بعدها در اثر رشد مي‌توانند براي خط ايجاد مزاحمت كنند.

__________________

 

|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در پنجشنبه سوم تیر 1389  |
 تاثیر رطوبت برترانس
تاثیر رطوبت برترانس

رطوبت به عنوان يكي از عوامل مخرب، نقش مهمي در كاهش عمر عايقي ترانسفورماتور دارد. عمر عايقي كاغذ متناسب با مقدار رطوبت آن است به طوري كه اگر مقدار رطوبت كاغذ دو برابر شود عمر آن به نصف كاهش مي‌يابد. از طرف ديگر افزايش رطوبت در نواحي با شدت ميدان الكتريكي بالا موجب كاهش آستانه شروع تخليه جزيي و افزايش شدت آن مي‌شود و در نهايت باعث وارد شدن خسارات جدي به ترانسفورماتور مي‌شود. در ترانسفورماتورها معمولاً‌مقداري رطوبت طي فرآيند خشك كردن باقي مي‌ماند كه به مرور زمان اين مقدار در اثر رطوبت هوا و تجزيه روغن و مواد سلولزي بيشتر مي‌شود. از آنجايي كه ميل تركيبي كاغذ به جذب رطوبت خيلي بيشتر از روغن است بيشتر رطوبت جذب كاغذ مي‌شود. توزيع ميزان رطوبت بين سيستم عايقي ثابت نبوده و بسته به شرايط كاركرد ترانسفورماتور تغيير مي‌كند. حركت رطوبت از كاغذ به روغن بسيار وابسته به دما است به طوري كه با افزايش دما رطوبت از كاغذ به روغن وارد مي‌شود و باعث كاهش استحكام عايقي روغن مي‌شود. در حال حاضر روغن ترانسفورماتور به صورت دوره‌اي نمونه‌برداري مي‌شود و به روش off-line رطوبت آن اندازه‌گيري و در صورت لزوم تصفيه مي‌شود. از آنجايي كه نمونه‌برداري به صورت دوره‌اي است ممكن است در زمان مناسب صورت نگيرد و علاوه بر آن اندازه‌گيري به روش off-line دقت مناسبي ندارد. امروزه با توجه به اهميت شناسايي به موقع رطوبت از روش‌هاي on-line جهت اندازه‌گيري آن استفاده مي‌شود كه به صورت مداوم مقدار رطوبت روغن را اندازه‌گيري مي‌كند. در اين سيستم در صورت افزايش رطوبت با توليد آلارم، بهره‌بردار جهت انجام تست دوره‌اي مطلع شود. اندازه‌گيري رطوبت به روش on-line به عنوان يكي از قابليت‌هاي سيستم مانيتورينگ on-line توسط نويسندگان مقاله در حال اجرا است. علل توليد رطوبت در ترانسفورماتور بطور كلي مي‌توان علل توليد رطوبت در ترانس را مطابق زير دسته‌بندي كرد: ورود مستقيم رطوبت از هوا ورود مستقيم رطوبت از هوا منبع اصلي رطوبت در عايق ترانسفورماتور است كه ممكن است طي نصب و يا تعمير،‌ هنگامي كه عايقي در تماس مستقيم با هوا قرار دارد رخ دهد. دو راه عمده ديگر براي ورود رطوبت از هوا به عايق ترانسفوماتور وجود دارد. اولي ورود رطوبت به خاطر آب‌بندي ضعيف و انتقال رطوبت از طريق هواگيرها بوده (حدود %2/0-1/0 در سال) و ديگري ورود رطوبت در شكل مولكولي ناشي از اختلاف تجمع رطوبت در هوا و روغن موجود در تانك ترانسفورماتور است. رطوبت باقيمانده در ترانسفورماتور نو رطوبت باقيمانده در اجزاي ساختماني ضخيم مانند چوب و مواد پلاستيكي آغشته به رزين نيز از منابع توليد رطوبت بيش از حد در ترانس است زيرا رطوبت در اين مواد به خاطر نياز به زمان خشك‌سازي طولاني‌تر در مقايسه با پرسبورد، مي‌تواند باقي بماند. تجزيه كاغذ و روغن ديگر منبع اصلي توليد رطوبت زياد در عايق ترانسفورماتور،‌تجزيه كاغذ است. به خاطر فشارهاي حرارتي وارد بر عايق كاغذ،‌زنجيره‌هاي سلولزي با وزن مولكولي بالا در كاغذ دچار واكنش شكست مي‌شود كه تركيبات آب و فوران به عنوان محصولات جانبي اين واكنش تشكيل مي‌شوند. مقدار آب توليدي از تجزيه كاغذ با توجه به شرايط واقعي عايق تغيير مي‌كند. اين فرآيند سبب كاهش درجه پليمريزاسيون از 1500-1000 به 400-200 در پايان مدت زمان عمر سلولز مي‌شود. تاثيرات نامطلوب رطوبت در ترانسفورماتور رطوبت موجود در عايق كاغذ- روغن ترانسفورماتور مي‌تواند به چند شكل عملكرد ترانسفورماتور را تحت تاثير قرار دهد كه در ادامه معرفي مي‌شود. پيري زودرس سيستم عايقي كاغذ- روغن رطوبت توليد شده در عايق ترانسفورماتور باقي مي‌ماند كه بخش عمده آن (%99)‌ در كاغذ قرار دارد. هنگامي كه مقدار آب كاغذ افزايش مي‌يابد، نرخ پيري افزايش يافته و قدرت عايقي كاهش مي‌يابد. نهايتاً‌كاغذ شكننده شده و دچار شكست مي‌شود. اگرچه دماي بهره‌برداري بدون شك يك عامل مهم پيري به شمار مي‌آيد، اما توليد رطوبت و باقي ماندن آن در كاغذ‌هاي سيم‌پيچ به صورت يك كاتاليزور عمل مي‌كند و نرخ پيري را افزايش مي‌دهد. براي پيري كاغذ در اثر رطوبت، يك ضريب شتاب پيري (AAF) برحسب مقدار رطوبت درون كاغذ (WCP) مطابق رابطه (3-1) تعريف مي‌شود، با اين فرض كه مقدار رطوبت كاغذ در هنگام پيري عادي برابر با %0/1 است. به منظور بدست آوردن ضريب اصلي پيري، اين ضريب در ضريب شتاب پيري ناشي از حرارت ضرب مي‌شود. پيري زودرس كاغذ در اثر رطوبت همچنين موجب توليد اسيد و لجن مي‌شود. لجن بر روي سيم‌پيچ‌ها و استراكچرها رسوب مي‌كند و كارآيي سيستم خنك‌كننده ترانسفورماتور را كاهش مي‌دهد و به آرامي و در طول زمان موجب افزايش دماي سيم‌پيچ مي‌شود. اسيدها نيز موجب افزايش نرخ فساد كاغذ شده كه اين امر موجب تشكيل اسيد، لجن و رطوبت با نرخ سريعتر مي‌شود. تشكيل آب در روغن آب محلول در روغن ممكن است در شرايط معين بر روي مشخصات الكتريكي روغن تاثير بگذارد. در صورتي كه مقدار رطوبت روغن از يك مقدار معين (مقدار رطوبت اشباع) فراتر رود،‌ديگر تمام مقدار آب نمي‌تواند به صورت محلول باقي بماند و آب خالص به شكل قطرات كوچك تشكيل مي‌شود. اين آب همواره باعث كاهش استقامت الكتريكي، مقاومت ويژه و افزايش ضريب تلفات دي‌الكتريك مي‌شود. هنگامي كه يك ترانسفورماتور در اثر بارگذاري گرم مي‌شود، مقداري از آب موجود در كاغذ به روغن منتقل مي‌شود. هر چند با توجه به اينكه قابليت حل آب در روغن ترانسفورماتور با افزايش دما از 20 درجه سانتي‌گراد به 80 درجه سانتيگراد، حدود %800 افزايش مي‌يابد، لذا رطوبت نسبي (RH) همچنان پايين باقي مي‌ماند و ولتاژ شكست دي‌الكتريك سيستم عايقي نيز در سطح بالا حفظ مي‌شود. در اين شكل W مقدار رطوبت مطلق و ? رطوبت نسبي است. همان‌طور كه مشاهده مي‌شود با افزايش دما و زياد شدن قابليت حل آب در روغن ابتدا R.H.% كاهش يافته و سپس با انتقال رطوبت از كاغذ به روغن در اثر افزايش دما، مقدار R.H.% اندكي افزايش مي‌يابد. روغن‌هاي پير ظرفيت اشباع بزرگتري را نسبت به روغن‌هاي نو از خود نشان مي‌دهند. مشكلات در روغن هنگامي آغاز مي‌شود كه ترانسفورماتور سرد مي‌شود. اين امكان وجود دارد كه رطوبت بيش از حد در روغن باقي بماند زيرا رطوبت بسيار كندتر به كاغذ منتقل مي‌شود. اين امر مي‌تواند منجر به فوق اشباع‌شدن روغن و تشكيل آب خالص در ترانسفورماتور شود. اين آب ممكن است در محلي ته‌نشين شود كه منجر به شكست سطحي شود و يا بتواند در ته مخزن سيستم خنك‌كننده جمع شود. عملكرد ناگهاني پمپ‌هاي روغن مي‌تواند اين آب را به سيم‌پيچ‌ها هدايت كند و موجب از دست رفتن عايقي و نتيجتاً‌شكست الكتريكي عمده يا اتصال كوتاه سيم‌پيچ شود. توليد حباب در دماهاي بالا، رطوبت پسماند در عايق كاغذ مي‌تواند منجر به توليد حباب‌هاي گاز شود. اين حالت يك تهديد جدي براي سلامت عايقي سيستم به شمار مي‌آيد. حباب‌هاي گاز واقع شده در نواحي با استرس بالا مي‌توانند منجر به شكست الكتريكي عايق اصلي شوند. شكل‌گيري حباب در حالت‌هاي اضافه بار ترانسفورماتور به خاطر امكان ايجاد خرابي عايقي، يك نگراني عمده به شمار مي‌آيد. تشديد تخليه جزيي تشكيل حباب‌هاي بخار گاز به علت دارا بودن ضريب نفوذ‌پذيري كمتر نسبت به روغن يا كاغذ،‌موجب مي‌شود كه ميدان الكتريكي در اين حباب‌ها نسبت به كاغذ شديد‌تر بوده و موجب ايجاد تخليه الكتريكي در درون اين حباب‌ها شود. مولكول‌هاي روغن انرژي آزاد شده از اين تخليه‌هاي الكتريكي را جذب كرده و به هيدروكربن‌ها و هيدروژن تجزيه مي‌شوند. اگر روغن از گاز اشباع شده باشد، ممكن است حباب‌هاي هيدروژن بيشتري توليد كند كه مسيرهاي تخليه بيشتري در طول عايق ايجاد مي‌كند. بنابراين ولتاژ شكست عايق به مرور زمان كاهش مي‌يابد. همچنين تخليه‌هاي ايجاد شده در حفره‌هاي عايق كاغذ، ذرات كربني‌ هادي توليد مي‌كنند. فشار مكانيكي سيم‌پيچ سيم‌پيچ‌هاي يك ترانسفورماتور جهت تحمل نيروهاي الكترومكانيكي بايد محكم شوند. در غير اين صورت تغيير شكل خواهند داد و به بدترين شكل ممكن دچار آسيب مي‌شوند. بدين منظور پس از خشك‌سازي در هنگام توليد سيم‌پيچ‌ها فشرده مي‌شوند. متاسفانه كاغذ در اثر جذب رطوبت منبسط مي‌‌شود و برعكس، هنگامي كه خشك مي‌شود منقبض مي‌شود. مقدار رطوبت در عايق كاغذ ترانسفورماتور با افزايش عمر ترانسفورماتور افزايش مي‌يابد و افزايش حجم به نقاط نگهدارنده فشار وارد مي‌آورد. با اين كار آنها متورم مي‌شوند ولي سيم‌پيچ همچنان بر روي هسته محكم باقي مي‌ماند. اگر كاغذ عايقي مرطوب، خشك شود، منقبض مي‌شود و در صورتي كه نگهدارنده‌ها خود را با اين تغييرات تطبيق ندهند، سيم‌پيچ ممكن است شل شود. اين امر بسيار مهم است و از اين رو انقباض كاغذ در فرايند خشك‌سازي ترانسفورماتور بايد مدنظر قرار گيرد. ديگر مشكلات ناشي از رطوبت در ترانسفورماتور غير از مسائل ياد شده افزايش رطوبت در ترانسفورماتور موجب بروز مشكلات زير مي‌شود: - عدم اطمينان از سلامت ترانسفورماتور - افزايش هزينه تعمير و نگهداري به منظور كاهش مقدار رطوبت ترانسفورماتور - ايجاد اشكال در برنامه‌ريزي به منظور سرمايه‌گذاري‌هاي بلند‌مدت به دليل خرابي‌هاي غير منتظره - عدم قطعيت در بهره‌برداري از شبكه به دليل عدم قابليت اطمينان تجهيزات - ايجاد محدوديت در استفاده از ظرفيت اضطراري ترانسفورماتور به دليل افزايش دماي نقطه داغ و توليد بخار كه موجب عملكرد رله بوخهلتس مي‌شود. روش‌هاي اندازه‌گير ي رطوبت موجود در روغن از آنجايي كه رطوبت يكي از مهمترين عوامل مخرب بر سيستم عايقي است لذا شناسايي و برطرف كردن به موقع آن از اهميت بالايي برخوردار است. در حال حاضر در كشور جهت شناسايي رطوبت سيستم عايقي، از روغن به صورت دوره‌اي نمونه‌برداري مي‌شود و به روش‌هاي off-line كه مهمترين آنها تتراسيون كارل فيشر است رطوبت را اندازه‌گيري مي‌كنند. علاوه بر عدم دقت اين روش‌هاي off-line كه در ادامه بررسي مي‌شود، اصولاً‌ ارزيابي وضعيت رطوبت ترانسفورماتور به صورت دوره‌اي و طبق يك برنامه ثابت تاثير مناسب را ندارد چرا كه ممكن است در زمان مناسب صورت نگيرد. به همين دليل امروزه استفاده از روش‌هاي on-line جهت شناسايي به موقع رطوبت بسيار متداول شده است در اين روش‌ها مقدار رطوبت به طور دائمي اندازه‌گيري مي‌شود و در صورت افزايش رطوبت از حدود مجاز با توليد آلارم، بهره‌بردار مطلع مي‌شود. در ادامه به معرفي يك نمونه از روش‌هاي متداول off-line با عنوان تيتراسيون كارل فيشر و نيز معرفي سنسور خازني جهت اندازه‌گيري on-line پرداخته مي‌شود. روش تيتراسيون كارل- فيشر روش تست استاندارد براي اندازه‌گيري آب در روغن ترانسفورماتور، تست استاندارد ASTM D 1533 است كه به عنوان تست واكنش كارل فيشر شناخته مي‌شود. اين تست بر مبناي واكنش هالوژن‌ها با آب در حضور دي‌اكسيد گوگرد بر آب است. اين روش به خاطر حساسيت بالا بسيار مورد استفاده قرار مي‌گيرد. تجهيزات تجاري موجود هستند كه تيتراسيون كارل فيشر را به صورت اتوماتيك انجام مي‌دهند. با استفاده از اين تجهيزات، مي‌توان نمونه روغن را مستقيماً به محل واكنش تزريق كرد و مقدار رطوبت را پس از اتمام واكنش دريافت كرد. اگر چه تيتراسيون كارل فيشر به عنوان يك روش اندازه‌گيري قابل اطمينان به شمار مي‌آيد، اما توسط چند عامل تحت تاثير قرار مي‌گيرد: 1- هميشه مقداري رطوبت از هوا در هنگام نمونه‌گيري به روغن وارد مي‌شود. 2- سلولز توسط پيوندهاي شيميايي با قدرت‌هاي متفاوت به آب متصل مي‌شود. معلوم نيست كه انرژي حرارتي اعمالي به واكنش تمامي آب را آزاد كند. 3- دما و زمان گرم كردن واكنش به شدت مقدار آب آزاد شده را تغيير مي‌دهد. طبق استاندارد IEC 60819 اين دما بايد بين 140-130 درجه سانتي‌گراد باشد. استفاده از سنسور خازني سنسورهاي خازني از دو الكترود با يك دي‌الكتريك از جنس پليمرهاي حساس به رطوبت مطابق شكل (4-1) ساخته شده‌اند. اين پليمر كه در تماس با روغن ترانس قرار دارد، به علت نازك بودن ضخامت آن در مدت كمي با روغن به تعادل رطوبتي مي‌رسد و لذا به ميزان رطوبت نسبي روغن، در خود رطوبت ذخيره مي‌كند تا رطوبت نسبي آن با رطوبت نسبي روغن برابر شود. نفوذ آب c ظرفيت خازني C را به خاطر ضريب نفوذ‌پذيري بالاي آب (?r=80) مطابق رابطه (4-1) تغيير مي‌دهد: يك نوسان‌ساز RC تغييرات ظرفيت خازني را به وسيله تغييرات فركانس اندازه مي‌گيرد. غير از آب، مولكول‌هاي ديگر نيز ممكن است به پليمر نفوذ كنند و ظرفيت خازني را تغيير دهند كه منجر به خطاي اندازه‌گيري خواهد شد. اين اثر قابل اغماض است زيرا مثلاً‌محصولات جانبي حاصل از پيري، نفوذپذيري كمي در مقايسه با آب دارند. علاوه بر اين كاليبره كردن سنسورهاي خازني با محلول‌هاي نمك اشباع به آساني انجام مي‌شود. استفاده از سنسور خازني براي اندازه‌گيري اشباع نسبي روغن نخستين بار توسط اومن صورت گرفت و هم‌اكنون مراكز زيادي اين سنسورها را توليد مي‌كنند. RH% خوانده شده را مي‌توان به مقدار رطوبت مطلق بر حسب ppm تبديل كرد. نحوه اندازه‌گيري رطوبت در عايق (كاغذ) ترانسفورماتور روش مستقيم در اين روش،‌نمونه‌هايي از كاغذ ترانسفورماتور برداشته و رطوبت آن اندازه‌گيري مي‌شود. اين امر تنها زماني امكان‌پذير است كه ترانسفورماتور در حال تعمير باشد و يا اينكه خراب شده باشد و بدين جهت استفاده از اين گونه تست‌ها محدود مي‌شود. همچنين نمونه‌برداري از كاغذ ترانس ممكن است اثرات مخربي براي ترانس داشته باشد. روش غيرمستقيم در اين روش، اطلاعات مورد نياز به منظور قضاوت در مورد (كاغذ)، توسط اندازه‌گيري مشخصه‌هايي از سيستم كه به نحوي با مقدار رطوبت موجود در عايق متناسبند، صورت مي‌پذيرد. تعادل بين مقدار آب كاغذ و روغن به طور گسترده توسط محققان زيادي مورد مطالعه قرار گرفته كه نتيجه آن ارايه منحني‌هاي تعادلي است كه مقدار آب كاغذ را برحسب مقدار آب روغن براي دماهاي مختلف نشان مي‌دهند. بنابراين مي‌توان با داشتن يكي از اين مقادير، ديگري را تعيين كرد. ايجاد تعادل بين رطوبت كاغذ و روغن نياز به زمان زيادي دارد. اين زمان بين چند ساعت تا چند روز، با توجه به دما متفاوت است. علاوه بر آن، زمان رسيدن به تعادل به جهت شارش آب نيز بستگي دارد (فرآيند دفع آب از كاغذ به روغن سريعتر از جذب مجدد آب توسط كاغذ است). همچنين در يك ترانسفورماتور به خاطر تغييرات پيوسته بار و دماي محيط، دماي ترانس براي يك مدت طولاني ثابت نمي‌ماند. هنگامي كه ترانسفورماتور در حال تعادل است، منحني‌هاي تعادلي يك راه‌ سريع براي ارزيابي مقدار رطوبت كاغذ توسط اندازه‌گيري رطوبت روغن، به منظور پيش‌بيني خرابي‌هاي آينده است. در طول سال‌ها دانشمندان چندين دسته از اين منحني‌ها را ارايه داده‌اند كه مهمترين آنها عبارتند از: - منحني‌هاي فيبر- پيچون - منحني‌هاي اومن - منحني‌هاي گريفين مزاياي استفاده از روش‌هاي on-line از آنجايي كه تاثيرات منفي ناشي از وجود آب در ترانسفورماتور، ناشي از آن دسته ملكول‌هايي است كه امكان برقراري واكنش با مواد موجود در ترانسفورماتور را دارند. در نتيجه ملكول‌هايي از آب كه داراي پيوندهاي قوي با ديگر مواد هستند، مانند پيوند هيدروژني ملكول‌هاي آب با گروه‌هاي OH زنجيره‌هاي سلولزي، داراي اثر مخرب بر عايق ترانس نيستند. متاسفانه اندازه‌گيري رطوبت بر مبناي وزن، با استفاده از روش تيراسيون كارل فيشر، آبهايي كه داراي پيوند هستند و آب غير فعال به شمار مي‌آيند را نيز اندازه‌گيري مي‌كند. همان‌طور كه ذكر شد، تيتراسيون كارل فيشر كه مهمترين روش اندازه‌گيري off-line است، داراي خطاهاي ديگري نيز هست، از جمله اينكه عليرغم اندازه‌گيري دماي نمونه روغن، با اندازه‌گيري رطوبت آن نمي‌توان معياري از وضعيت رطوبت عايقي ترانسفورماتور بدست آورد زيرا اين نمونه‌گيري مربوط به يك لحظه خاص از طول دوره بهره‌برداري ترانس است كه ممكن است با توجه به شرايط ترانسفورماتور در آن لحظه از نظر بارگيري و شرايط محيطي، داراي مقدار رطوبت زياد و يا كم باشد. همچنين با توجه به تغييرات بار ترانسفورماتور و تغييرات دماي محيط، در لحظه نمونه‌گيري تعادل رطوبتي بين كاغذ و روغن ايجاد نشده است و اين امر استفاده از منحني‌هاي تعادلي، به منظور تخمين رطوبت كاغذ را دچار خطاهاي زياد مي‌كند. با توجه به اين توضيحات واضح است كه اندازه‌گيري off-line رطوبت ترانس ارزش چنداني در ارزيابي دقيق رطوبت ترانسفورماتور ندارد. در مقابل اندازه‌گيري‌هاي on-line دقت عملكرد بسيار بهتري دارند و اطلاعات بسيار بيشتري در مورد وضعيت رطوبت ترانس فراهم مي‌آورند. از آنجايي كه در اندازه‌گيري on-line رطوبت روغن ترانسفورماتور به طور دائم در حال اندازه‌گيري است، لذا در طول اندازه‌گيري تمامي شرايط رطوبتي ترانسفورماتور مونيتور مي‌شود. با توجه به اينكه رطوبت بين كاغذ و روغن در هنگام بهره‌برداري به تعادل نمي‌رسد، لذا نمي‌توان با اندازه‌گيري رطوبت روغن، رطوبت كاغذ را تعيين كرد. بنابراين بهترين راه ارزيابي رطوبت ترانس، ارزيابي رطوبت روغن آن است كه همواره در تماس مستقيم با كاغذ قرار دارد. با اندازه‌گيري on-line رطوبت، مي‌توان بهترين و بدترين شرايط رطوبتي روغن را مونيتور كرد كه معمولاً اين شرايط در طول دوره يك شبانه‌روز تكرار مي‌شوند، چرا كه بار روزانه ترانسفورماتور قدرت، سير تقريباً‌ مشابهي طي مي‌كند و از اين رو تغييرات دمايي ترانس نسبت به چند روز قبل تفاوت آشكاري نخواهد داشت. با در نظر گرفتن اين نكته كه حالت‌هاي پررطوبت و كم رطوبت روغن ترانس تنها براي مدت كوتاهي برقرار هستند با ميانگين‌گيري از رطوبت اندازه‌گيري شده در دوره‌هاي زماني معين (مانند شبانه‌روز) مي‌توان برآورد خوبي از رطوبت روغن ترانس بدست آورد. علاوه بر مزاياي ذكر شده از آنجايي كه در روش‌هاي on-line ميزان رطوبت بر مبناي درصد اشباع و نه بر مبناي وزن اندازه‌گيري مي‌شود لذا دقت مناسب‌تري نسبت به روش‌هاي off-line دارد و تنها مقدار آب مخرب تعيين مي‌شود. اندازه‌گيري رطوبت نسبي روغن داراي مزاياي ديگري مطابق زير است: - امكان اندازه‌گيري دقيق و مداوم با استفاده از سنسورهاي خازني - سهولت اجرا در سيستم‌هاي مانيتورينگ - عدم تاثيرگذاري پيري روغن يا كاغذ بر اعتبار روش اندازه‌گيري - عدم نياز به تبديل از طريق منحني‌هاي تعادلي - رابطه مستقيم با ميزان اثرات مخرب آب اندازه‌گيري مستقيم اشباع نسبي رطوبت (RH%) ضرورت توجه به نوع و شرايط روغن را از بين مي‌برد. در شرايط تعادل، اشباع نسبي هر دو جز سيستم عايقي (روغن و كاغذ) با هم برابر است. سنسورهاي تجاري مانيتورينگ on-line رطوبت، معمولاً اشباع نسبي رطوبت در روغن را به همراه دماي روغن در محل سنسور رطوبت اندازه‌گيري مي‌كنند. با استفاده از اين دو اندازه‌گيري (و با دانستن منحني اشباع روغن براي نوع روغن مربوطه و همچنين داشتن سن‌ روغن) مي‌توان اشباع نسبي را به مقدار آب مطلق در روغن بر حسب pmm تبديل كرد. با توجه به اينكه در حالت تعادل، رطوبت نسبي روغن با رطوبت نسبي كاغذ در تماس با روغن، برابر است، منحني تعادل رطوبت بين روغن و كاغذ مي‌تواند براي تعيين مقدار آب موجود در كاغذ بكار رود. چگونگي استفاده از سنسورهاي رطوبت نصب سنسور اندازه‌گيري رطوبت به راحتي در يكي از شيرهاي ترانسفورماتور انجام مي‌شود. از آنجايي كه بيشترين مقدار رطوبت در پايين ترانس وجود دارد. بنابراين مناسب است كه اين سنسور روي شير پاييني نصب شود. براي نصب و يا تعمير اين تجهيز نيازي به بي‌برقي ترانسفورماتور نيست و خللي در عملكرد ترانس ايجاد نمي‌كند اين سنسور را مي‌توان به تنهايي و يا جزيي از يك سيستم مانيتورينگ on-line اجرا كرد. نتيجه‌گيري با توجه به نقش مخرب رطوبت در ترانسفورماتور كه مهمترين آنها كاهش عمر عايقي است شناسايي به موقع و برطرف كردن آن از اهميت بالايي برخوردار است. از آنجايي كه تشخيص رطوبت بر پايه نمونه‌برداري دوره‌اي غير كاربردي و هزينه‌بر است با قرار دادن دستگاه‌هاي اندازه‌گيري on-line كه به طور پيوسته ميزان رطوبت را اندازه‌گيري مي‌كند مي‌توان از وارد شدن خسارات جديد به سيستم عايقي و تحويل هزينه‌هاي جانبي تعميرات و نگهداري جلوگيري بعمل آورد. اين دستگاه هم به صورت جداگانه و هم به صورت جزيي از يك سيستم مانيتورينگ on-line قابل پياده‌سازي است.

|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در پنجشنبه سوم تیر 1389  |
 

ابررسانایی

•رسانایی خاصیتی از مواد است که باعث انتقال انرژی الکتریکی در آنها می شود. این خاصیت در مواد مختلف، یکسان نیست. طلا و نقره رسانا های خیلی خوبی هستند در حالی که شیشه یا پلاستیک اصلاً رسانا نیستند. مانعی در برابر رسانش الکتریکی است که مقاومت نامیده می شود. تغییرات جزیی  ترمودینامیکی و الکترو مغناطیسی، روی آن تاثیر می گذارد.
•بشر همواره می خواسته که راه های تولید انرژی را ارزان تر کند و یکی از بهترین گزینه ها برای کم کردن هزینه کشف موادی است که مقاومت کمتری دارند. اما در بعضی از مواد وقتی که به یک دمای خاص برسیم، تغییری در حالت ماده به وجود می آید که به آن ابررسانایی می گویند. در این حالت مقاومت الکتریکی از بین می رود به طوری که جریانی که در یک حلقه ابررسانا تولید می شود تا صد هزار سال بدون تغییر باقی می ماند!

 

کشف ابررساناها

 

•نرنست فیزیکدان آلمانی نشان داده بود که با کم شدن دما، مقاومت فلز باید به تدریج کاهش یابد تا سرانجام در صفر مطلق به کلی ناپدید شود. یکی از خالص ترین فلزات در آن زمان جیوه بود. به همین دلیل کامرلینگ اونس فیزیکدان هلندی به سراغ اندازه گیری مقاومت جیوه رفت.
•نتایجی که وی به دست آورد تا دمای ۴ کلوین طبیعی بود اما پایین تر از این دما ناگهان مقاومت الکتریکی به حدی می رسید که با دستگاه هایی که تا آن روز وجود داشت، قابل اندازه گیری نبود. در سلسله مقالاتی که اونس تا سال ۱۹۱۳ در مورد این پدیده منتشر کرد، نام ابررسانایی را بر روی آن گذاشت. این خاصیت توسط خود اونس در سرب و قلع نیز مشاهده شد.
•البته به نظر می رسد که اونس این کلمه را برای صرفه جویی در مقاله هایش به کار برد و در ابتدا درک عمیقی از آنچه که کشف کرده بود، نداشت. «کارهه کامرلینگ اونس» اصیل زاده هلندی در سال ۱۹۱۳ به خاطر کشف خاصیت ابررسانایی به دریافت بزرگترین جایزه علمی دنیا، نوبل فیزیک مفتخر شد.

 

اندازه گیری مقاومت ابررسانا

 

•اونس برای اندازه گیری مقاومت ابررسانا آزمایشی را به این صورت طرح

کرد که ابتدا جریانی را در دو سر یک پیچه برقرار کرد و سپس آن را داخل

یک ظرف هلیم مایع فرو برد تا به حالت ابررسانایی درآید. سپس دو سر پیچه

را به هم وصل کرد تا اتصال کوتاه شود. سپس با قرار دادن یک قطب نما، هرگونه

افت در میدان مغناطیسی تولید شده توسط   جریان در پیچه را اندازه گرفت.

چنین آزمایشی، چندین سال بعد در MIT (موسسه فناوری  ماساچوست) در

ابعاد بسیار بزرگ انجام شد و پس از مدت دو سال هیچ گونه افت جریانی

مشاهده نشد.  اما سرانجام اعتصاب صنفی کارگران بخش حمل و نقل در ایالت

ماساچوست باعث شد که هلیم مایع به موقع به آزمایشگاه نرسد و آزمایش

متوقف شود.

 

اثر میدان مغناطیسی

 

•کشف خاصیت ابررسانایی در نخستین مراحل، دانشمندان را مصمم به ساخت

 منبع لایزالی برای تولید انرژی کرد؛ یعنی ساخت سیم پیچ هایی عظیم از

ابررسانا برای صرفه جویی در مصرف برق. اما این بار هم اونس بود که نشان داد

زیاد شدن میدان مغناطیسی باعث از بین رفتن خاصیت ابررسانایی می شود.

در واقع هم دما و هم میدان مغناطیسی و هم شدت جریان الکتریکی عبوری در

ایجاد خاصیت ابررسانایی در فلزات موثر است. اگر میدان مغناطیسی در محیط

ایجاد شود، دمای ابررسانی پایین تر می رود.

 

 

ماهیت ابررسانایی

 

•از زمان کشف خاصیت ابررسانایی تا بیش از نیم قرن پس از آن هر دهه

به طور متوسط ۷ یا ۸ نظریه برای توضیح ابررسانایی ارایه می شد. اما همه

این نظرات در یک نکته با هم مشترک بودند و آن عدم انطباق با واقعیت بود.

کار به جایی رسید که فلیکس بلوخ فیزیکدان حالت جامد فرضیه جدیدی را به

طنز منتشر کرد که تا مدت مدیدی تنها نظر صحیح در مورد ابررسانایی بود:

«می توان ثابت کرد هر نظریه ای که برای توضیح ابررسانایی داده شود ،

غلط است!»

•در تمام این مدت افرادی نظیر مایسنر، برادران لاندن، گورتر، کازیمیر،

ابریکوسوف، لاندایو و گینزبرگ کشفیات نظری و تجربی مهمی در مورد

ابررسانایی انجام داده بودند که بعضی از آنها هم به خاطر کشفیات شان موفق

به اخذ جایزه نوبل فیزیک شدند.

•اما سرانجام در ۱۹۵۷ سه فیزیکدان آمریکایی باردین، کوپر و شریفر در

مقاله ای که ۱۵ سال بعد (۱۹۷۲) جایزه نوبل فیزیک را برایشان به ارمغان

آورد ، موفق به توضیح ابررسانایی شدند.

این تیوری که به اختصار BCS (ابتدای نام سه نویسنده) نامیده می شود، در

مجله فیزیکال ریویو لترز به چاپ رسید. ایده این نظریه را سال قبل کوپر در

مقاله‌ای که در آن تشکیل یک زوج از الکترون ها را داده بود، فراهم کرده بود .

در حقیقت تشکیل یک زوج از الکترون باعث می شود که این زوج در هنگام

حرکت در طول یک رسانا اثرات اصطکاکی ناشی از مقاومت را حس نکنند. البته

این تنها یک توصیف بسیار ساده شده از آنچه که واقعاً رخ می دهد است. 

پدیده های مهمی در این بین رخ می دهند که باردین، کوپر و شریفر در مقاله

شان توضیح دادند. لازم به ذکر است که جان باردین تنها فیزیکدانی است که دو

بار موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شده است: در ۱۹۵۶ به خاطر کشف 

ابر رسانا های دمای بالا

 

•اما ماجرا با توضیح ابررسانایی خاتمه نیافت. در دهه ۱۹۸۰ در آزمایشگاه

IBM در زوریخ فیزیکدان سویسی، الکس مولر به همراه دستیار جوانش جورج

بدنورز در حال ساخت نوعی سرامیک بودند که اشتباه این جوان در گرم نکردن

یک اجاق باعث کشفی شد که هم پای کشف آتش از بزرگترین دستاورد های بشر

در تهیه انرژی است.

•این سرامیک در دمای بسیار بالاتری از صفر مطلق در حدود ۷۰ تا ۸۰ کلوین

خاصیت ابررسانایی از خود بروز می دهد. البته امروزه ابررساناهای سرامیکی

ساخته شده اند که تا بیش از ۲۰۰ کلوین (منفی ۶۰ درجه سانتیگراد) از خود

خاصیت ابررسانایی نشان می دهند. امروزه گروه های مختلفی از سرتاسر جهان

به دنبال این هستند که بالاخره ماده ای را کشف کنند که بتواند در دمای 

 (۳۰۰ کلوین) هم از خود خاصیت ابررسانایی نشان دهد.

 

•همان طور که از ظاهر امر برمی آید، خاصیت ابررسانایی در سرامیک ها و

فلزات، سرشتی متفاوت دارند. سرامیک ها، نارسانا هستند و سپس به ابررسانا

تبدیل می شوند.

•در حالی که فلزات رسانا هستند و ناگهان مقاومت در آنها صفر می شود.

دمای گذار به ابررسانایی هم در فلزات بسیار پایین تر از سرامیک ها است. به این

ترتیب نظریه BCS دیگر قادر به توضیح ماهیت ابررسانایی در سرامیک ها یا

ابررسانا های دمای بالا (High TC) نیستند. دانشمندان تاکنون نظریه ای

رضایت بخش برای توضیح این پدیده نیافته اند و این مسئله یکی از مهم ترین

مسایل حل نشده تاریخ فیزیک است!


ادامه مطلب
|+| نوشته شده توسط جمال صادقی در سه شنبه یکم تیر 1389  |
 
 
بالا