✅انواع موتورهای DC:
موتور DC یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که به دلیل نوع تغذیه آن که برق DC میباشد به موتور DC شهرت یافته است. در این پست قصد داریم انواع موتورهای DC را معرفی کنیم. موتورهای DC را بر اساس نوعی تقسیم بندی میتوان به دو گروه موتورهای براشلس یا بدون جاروبک (brushless motor) و موتورهای براش دار یا با جاروبک(brush motor) تقسیم بندی نمود.
✳️موتورهای با جاروبک:
این نوع موتورها در ساختمان خود دارای جاروبک هستند و از طریق این جاروبک ها برق DC به صورت مکانیکی AC میشود و موجب میشود و موجب میشود که از تعامل میدانهای AC در موتور DC گشتاور ایجاد شود. در موتورهای براش دارای یک سیم پیچی آرمیچر است که به صورت متحرک میباشد و بر روی آرمیچر موتور قرار دارد و یک سیم پیچی ساکن نیز دارد که به آن سیم پیچی میدان میگویند و نقش یک آهنربا را دارد بر اساس نحوه ی تغذیه ی همین سیم پیچی میدان ، موتورهای با جاروبک به 4 دسته تقسیم میشوند:
1- آهنربای دائم (Permanent Magnet) : در این نوع از موتورهای جای سیم پیچ تحریک و تولید میدان با استفاده از سیم پیچ از یک آهنربای دائم استفاده میشود که میدان الکتریکی را تولید میکند.
2- موتور شانت: در یک موتور شنت، میدان بطور موازی (شنت) به سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. موتور اتصال شنت، تنظیم خوبی از سرعت را ارائه می دهد. سیم پیچ میدان می تواند به طور جداگانه تحریک شده و یا مانند آرمیچر به همان منبع متصل شود.
3- موتور سری: در سری موتورهای DC میدان بصورت سری به آرمیچر متصل می شود. میدان با چند دور سیم بزرگ پیچیده می شود تا بتواند کل جریان آرمیچر را تحمل کند. یکی از مشخصات موتورهای سری، این است که موتور، با مقدار گشتاور شروع زیادی، به پیش می رود. با این حال، سرعت به طور گسترده ای بین حالت بدون بار و بار کامل دائما تغییر می کند. زمانی که به یک سرعت ثابت تحت بارهای متفاوت نیاز باشد، نمی توان از موتور سری استفاده کرد.
4- موتورهای کمپوند : موتور ترکیبی دارای یک میدان اتصال سری با آرمیچر و یک میدان تحریک شنت جداگانه است. میدان سری، گشتاور بهتر شروع و میدان شنت تنظیم بهتر سرعت را فراهم می کند.
معایب موتورهای براش دار:
معایب این موتورها عبارتند از:
براشها و محل تماس آنها به مرور زمان سائیده میشوند.
براشها و محل تماس آنها باید هر از چند گاهی تمیز شوند.
اصطکاک براشها باعث کند کردن چرخش موتور میشود.
اصطکاک براشها باعث اتلاف انرژی و کمتر شدن زمان پرواز میشوند.
اصطکاک براشها باعث کمتر شدن نسبت توان به وزن میشود.
✳️موتورهای بدون جاروبک:
با توجه به معایبی که جاروبکها (براشها) در موتورهای DC ایجاد میکردند ، محققان به فکر حذف آن و جایگزینی برای آن بر آمدند.محققان برای رفع این مشکل مدارات الکترونیکی و سنسورها را جایگزین جاروبک کردند و نحوه کار این موتورها به این صورت است که جای سیم پیچ متحرک روی آرمیچر و سیستم تحریک ثابت روی استاتور با یکدیگر عوض شده اند به این ترتیب که یک آهنربا که نقش سیستم تحریک را دارد بر روی آرمیچر قرار میگیرد و سیم پیچی که روی استاتور قرار دارد با استفاده از پالسهایی که به آن داده میشود یک میدان AC را تولید میکند و درست مشابه اصول عملکرد موتور DC با براش میباشد. از آنجائی که سیم پیچ در این موتورها ساکن است، نیازی به براشها وجود ندارد. کار تقسیم ولتاژ بین سیم پیچها را کنترل کننده سرعت موتور یا ESC انجام میدهد.معمولا موتورهای براشلس دارای 3 سیم میباشند و یکی از نشانه های تشخیص دادن اینکه موتور براشلس یا براش است همین است و اگر دارای دو سیم بود یعنی موتور براش میباشد. ساختمان یک موتور بدون براش در تصویر نشان داده شده است.
@electroscience
موتور DC یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که به دلیل نوع تغذیه آن که برق DC میباشد به موتور DC شهرت یافته است. در این پست قصد داریم انواع موتورهای DC را معرفی کنیم. موتورهای DC را بر اساس نوعی تقسیم بندی میتوان به دو گروه موتورهای براشلس یا بدون جاروبک (brushless motor) و موتورهای براش دار یا با جاروبک(brush motor) تقسیم بندی نمود.
✳️موتورهای با جاروبک:
این نوع موتورها در ساختمان خود دارای جاروبک هستند و از طریق این جاروبک ها برق DC به صورت مکانیکی AC میشود و موجب میشود و موجب میشود که از تعامل میدانهای AC در موتور DC گشتاور ایجاد شود. در موتورهای براش دارای یک سیم پیچی آرمیچر است که به صورت متحرک میباشد و بر روی آرمیچر موتور قرار دارد و یک سیم پیچی ساکن نیز دارد که به آن سیم پیچی میدان میگویند و نقش یک آهنربا را دارد بر اساس نحوه ی تغذیه ی همین سیم پیچی میدان ، موتورهای با جاروبک به 4 دسته تقسیم میشوند:
1- آهنربای دائم (Permanent Magnet) : در این نوع از موتورهای جای سیم پیچ تحریک و تولید میدان با استفاده از سیم پیچ از یک آهنربای دائم استفاده میشود که میدان الکتریکی را تولید میکند.
2- موتور شانت: در یک موتور شنت، میدان بطور موازی (شنت) به سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. موتور اتصال شنت، تنظیم خوبی از سرعت را ارائه می دهد. سیم پیچ میدان می تواند به طور جداگانه تحریک شده و یا مانند آرمیچر به همان منبع متصل شود.
3- موتور سری: در سری موتورهای DC میدان بصورت سری به آرمیچر متصل می شود. میدان با چند دور سیم بزرگ پیچیده می شود تا بتواند کل جریان آرمیچر را تحمل کند. یکی از مشخصات موتورهای سری، این است که موتور، با مقدار گشتاور شروع زیادی، به پیش می رود. با این حال، سرعت به طور گسترده ای بین حالت بدون بار و بار کامل دائما تغییر می کند. زمانی که به یک سرعت ثابت تحت بارهای متفاوت نیاز باشد، نمی توان از موتور سری استفاده کرد.
4- موتورهای کمپوند : موتور ترکیبی دارای یک میدان اتصال سری با آرمیچر و یک میدان تحریک شنت جداگانه است. میدان سری، گشتاور بهتر شروع و میدان شنت تنظیم بهتر سرعت را فراهم می کند.
معایب موتورهای براش دار:
معایب این موتورها عبارتند از:
براشها و محل تماس آنها به مرور زمان سائیده میشوند.
براشها و محل تماس آنها باید هر از چند گاهی تمیز شوند.
اصطکاک براشها باعث کند کردن چرخش موتور میشود.
اصطکاک براشها باعث اتلاف انرژی و کمتر شدن زمان پرواز میشوند.
اصطکاک براشها باعث کمتر شدن نسبت توان به وزن میشود.
✳️موتورهای بدون جاروبک:
با توجه به معایبی که جاروبکها (براشها) در موتورهای DC ایجاد میکردند ، محققان به فکر حذف آن و جایگزینی برای آن بر آمدند.محققان برای رفع این مشکل مدارات الکترونیکی و سنسورها را جایگزین جاروبک کردند و نحوه کار این موتورها به این صورت است که جای سیم پیچ متحرک روی آرمیچر و سیستم تحریک ثابت روی استاتور با یکدیگر عوض شده اند به این ترتیب که یک آهنربا که نقش سیستم تحریک را دارد بر روی آرمیچر قرار میگیرد و سیم پیچی که روی استاتور قرار دارد با استفاده از پالسهایی که به آن داده میشود یک میدان AC را تولید میکند و درست مشابه اصول عملکرد موتور DC با براش میباشد. از آنجائی که سیم پیچ در این موتورها ساکن است، نیازی به براشها وجود ندارد. کار تقسیم ولتاژ بین سیم پیچها را کنترل کننده سرعت موتور یا ESC انجام میدهد.معمولا موتورهای براشلس دارای 3 سیم میباشند و یکی از نشانه های تشخیص دادن اینکه موتور براشلس یا براش است همین است و اگر دارای دو سیم بود یعنی موتور براش میباشد. ساختمان یک موتور بدون براش در تصویر نشان داده شده است.
@electroscience
✅جوش انفجاری هادی های خط انتقال:
در این پست قصد داریم یکی از روش های امروزی و متداول نحوه اتصال هادیهای خطوط انتقال به یکدیگر بر روی دکلهای برق را توضیح دهیم. امروزه از روشی با عنوان جوش انفجاری در خطوط انتقال استفاده می شود که روشی ساده و قابل اطمینان است. جوشکاری انفجاری (Explosion welding) فرایندی است که در آن ماده منفجره روی یک یا دو قطعه کار گذاشته شده و نیروی فشاری لازم جهت جوشکاری را تأمین میکند. موج ضربهای که در اثر انفجار به وجود میآید، کلیه اکسیدها و آلودگیهای سطحی را از بین میبرد.
در خطوط انتقال برای اتصال دو سیم، از یک چاشنی انفجاری که دور یک پوشش فلزی خاص پیچیده شده است استفاده می شود. جوش های انفجاری، اتصالاتی محکم تر، منعطف تر و از نظر الکتریکی موثرتری ایجاد می کنند که نیازی به نگه داری و سرویس ندارند. اتصالات با این روش به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش زمان و هزینه ی انجام پروژه می شوند. این روش جوشکاری وابستگی به شرایط محیطی ندارد و میتواند به راحتی با دستورالعمل های مشخصی در هر شرایط آب و هوایی مشخصی صورت گیرد و نیاز به حمل و نقل تجهیزات سنگین در مناطق صعب العبور جهت جوشکاری نیست و به همین دلیل زمان و هزینه ی انجام پروژه را به شدت کاهش میدهد. تنها مسئله مهمی که باید به آن توجه شود این است که نکات ایمنی در هنگام انفجار بایستی رعایت شود.
@electroscience
در این پست قصد داریم یکی از روش های امروزی و متداول نحوه اتصال هادیهای خطوط انتقال به یکدیگر بر روی دکلهای برق را توضیح دهیم. امروزه از روشی با عنوان جوش انفجاری در خطوط انتقال استفاده می شود که روشی ساده و قابل اطمینان است. جوشکاری انفجاری (Explosion welding) فرایندی است که در آن ماده منفجره روی یک یا دو قطعه کار گذاشته شده و نیروی فشاری لازم جهت جوشکاری را تأمین میکند. موج ضربهای که در اثر انفجار به وجود میآید، کلیه اکسیدها و آلودگیهای سطحی را از بین میبرد.
در خطوط انتقال برای اتصال دو سیم، از یک چاشنی انفجاری که دور یک پوشش فلزی خاص پیچیده شده است استفاده می شود. جوش های انفجاری، اتصالاتی محکم تر، منعطف تر و از نظر الکتریکی موثرتری ایجاد می کنند که نیازی به نگه داری و سرویس ندارند. اتصالات با این روش به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش زمان و هزینه ی انجام پروژه می شوند. این روش جوشکاری وابستگی به شرایط محیطی ندارد و میتواند به راحتی با دستورالعمل های مشخصی در هر شرایط آب و هوایی مشخصی صورت گیرد و نیاز به حمل و نقل تجهیزات سنگین در مناطق صعب العبور جهت جوشکاری نیست و به همین دلیل زمان و هزینه ی انجام پروژه را به شدت کاهش میدهد. تنها مسئله مهمی که باید به آن توجه شود این است که نکات ایمنی در هنگام انفجار بایستی رعایت شود.
@electroscience
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
جوش انفجاری هادی های خط انتقال @electroscience
✅شمارشگر گایگر:
شمارشگر گایگر یا شمارشگر گایگر مولر یک نوع شمارشگر ذرات بنیادی میباشد که توانایی شناسایی ذرات باردار را دارد. شمارشگر گایگر یک نوع شمارشگر گازی است.از این نوع شمارشگرها معمولاً برای سنجش آلودگیهای رادیواکتیو نیز استفاده میکنند.
ذرات رادیو اکتیو به وفور در طبیعت یافت می شود. معمولا این مواد از فضا و در اثر تشعشعات کیهانی می آیند و یا بر روی زمین (زباله های رادیو اکتیو، پزشکی اشعه ایکس، و غیره) تولید میشوند. این مواد ذرات پر انرژی ناشی از واپاشی رادیو اکتیو هستند. سه نوع اصلی از ذرات رادیواکتیو از سه حرف اول الفبای یونانی گرفته شده اند و به نامهای: α (هسته هلیم هستند)، β (الکترونهای با سرعت بالا هستند)، و γ (فوتون های پر انرژی هستند) میباشند.هر فردی اگر در معرض هر یک از این اشعه ها برای یک مدت طولانی قرار گیرد میتواند خطرناک باشد و می توانند DNA ها انسان را بکشد و منجر به سرطان شود. حضور ذرات بتا و اشعه گاما در اطراف خود را می توانیم با استفاده از یک تیوب گایگر-مولر (GM) شناسایی کنیم که در این پست قصد داریم مدار آن را معرفی کنیم.
تیوب گایگر-مولر (GM) در اصل یک لوله ی پر از گازهای بی اثر (در فشار پایین) میباشد و دو الکترود در دو انتهای آن است. یک ولتاژ بالا (~ 400-700V) بین دو الکترود اعمال میشود اما در شرایط نرمال هیچ جریانی بین دو الکترود برقرار نمیشود. هنگامی که ذرات رادیو اکتیو از طریق لوله عبور می کنند، برخی از مولکولهای گاز یونیزه میشوند، که منجر به یک پالس شدید و کوتاه مدت جریان بین دو الکترود میشود.
مدار نشان داده شده در شکل نشان میدهد که چگونه یک تیوب GM می تواند با استفاده از برخی عناصر الکترونیکی پایه استفاده شود و یک آشکارساز اشعه، که اغلب به عنوان شمارشگر گایگر شناخته میشود را بسازد. در مدار از دو IC تایمر 555 استفاده شده است. اولین آی سی تایمر 555 در مد یک نوسان ساز ناپایا (astable) تنظیم شده و ترانسفورماتور افزاینده (6 ولت به 250 ولت) را از طریق یک ترانزیستور برای تولید برق متناوب 250 ولت درایو میکند. خروجی ولتاژ بالای ترانسفورماتور که بیشتر با استفاده از یک مدار چندبرابرکننده ولتاژ متشکل از دیود و خازن، میباشد برای تولید یک منبع ~ 700 ولتی مورد نیاز برای تیوب GM میباشد. هنگامی که یک پرتو شناسایی شد، جریان عبوری از تیوب باعث تریگر شدن مدار آی سی تایمر 555 دوم میشود که این مدار باعث تولید یک صدای تیک تیک در یک بلندگو میشود. خروجی آی سی تایمر 555 دوم می تواند بیشتر به عنوان یکتغذیه برای مدار شمارنده برای شمارش پالسهای شناسایی شده استفاده شود.
@electroscience
شمارشگر گایگر یا شمارشگر گایگر مولر یک نوع شمارشگر ذرات بنیادی میباشد که توانایی شناسایی ذرات باردار را دارد. شمارشگر گایگر یک نوع شمارشگر گازی است.از این نوع شمارشگرها معمولاً برای سنجش آلودگیهای رادیواکتیو نیز استفاده میکنند.
ذرات رادیو اکتیو به وفور در طبیعت یافت می شود. معمولا این مواد از فضا و در اثر تشعشعات کیهانی می آیند و یا بر روی زمین (زباله های رادیو اکتیو، پزشکی اشعه ایکس، و غیره) تولید میشوند. این مواد ذرات پر انرژی ناشی از واپاشی رادیو اکتیو هستند. سه نوع اصلی از ذرات رادیواکتیو از سه حرف اول الفبای یونانی گرفته شده اند و به نامهای: α (هسته هلیم هستند)، β (الکترونهای با سرعت بالا هستند)، و γ (فوتون های پر انرژی هستند) میباشند.هر فردی اگر در معرض هر یک از این اشعه ها برای یک مدت طولانی قرار گیرد میتواند خطرناک باشد و می توانند DNA ها انسان را بکشد و منجر به سرطان شود. حضور ذرات بتا و اشعه گاما در اطراف خود را می توانیم با استفاده از یک تیوب گایگر-مولر (GM) شناسایی کنیم که در این پست قصد داریم مدار آن را معرفی کنیم.
تیوب گایگر-مولر (GM) در اصل یک لوله ی پر از گازهای بی اثر (در فشار پایین) میباشد و دو الکترود در دو انتهای آن است. یک ولتاژ بالا (~ 400-700V) بین دو الکترود اعمال میشود اما در شرایط نرمال هیچ جریانی بین دو الکترود برقرار نمیشود. هنگامی که ذرات رادیو اکتیو از طریق لوله عبور می کنند، برخی از مولکولهای گاز یونیزه میشوند، که منجر به یک پالس شدید و کوتاه مدت جریان بین دو الکترود میشود.
مدار نشان داده شده در شکل نشان میدهد که چگونه یک تیوب GM می تواند با استفاده از برخی عناصر الکترونیکی پایه استفاده شود و یک آشکارساز اشعه، که اغلب به عنوان شمارشگر گایگر شناخته میشود را بسازد. در مدار از دو IC تایمر 555 استفاده شده است. اولین آی سی تایمر 555 در مد یک نوسان ساز ناپایا (astable) تنظیم شده و ترانسفورماتور افزاینده (6 ولت به 250 ولت) را از طریق یک ترانزیستور برای تولید برق متناوب 250 ولت درایو میکند. خروجی ولتاژ بالای ترانسفورماتور که بیشتر با استفاده از یک مدار چندبرابرکننده ولتاژ متشکل از دیود و خازن، میباشد برای تولید یک منبع ~ 700 ولتی مورد نیاز برای تیوب GM میباشد. هنگامی که یک پرتو شناسایی شد، جریان عبوری از تیوب باعث تریگر شدن مدار آی سی تایمر 555 دوم میشود که این مدار باعث تولید یک صدای تیک تیک در یک بلندگو میشود. خروجی آی سی تایمر 555 دوم می تواند بیشتر به عنوان یکتغذیه برای مدار شمارنده برای شمارش پالسهای شناسایی شده استفاده شود.
@electroscience
✅کریستال ها:
در این پست میخواهیم کمی در مورد کریستال ها و کاربرد آنها صحبت کنیم.
یکی از مواردی که در کاربردهای مخابراتی به آن احتیاج داریم، داشتن مدارهای رزونانسی با فرکانس رزونانس دقیق و با خطای بسیار کم می باشد. اما به دلیل محدودیت Q سلف ها و خازن های معمولی و همچنین ایده آل نبودن خازن ها و سلف و تغیر مقدار آن ها با تغیر دما، دستیابی به ثبات فرکانسی و داشتن یک فرکانس تشدید مشخص با دقت بسیار بالا به خصوص در فرکانس های رادیویی کار بسیار سختی می باشد.
در مواردی مانند کاربردهای مخابراتی که نیاز به ثبات فرکانسی خوبی داریم، از کریستال های پیزو الکتریک استفاده میکنیم. اساس کار کریستال تبدیل نوسانات الکتریکی به نوسانات مکانیکی (و بالعکس) می باشد
نماد مداری کریستال در شکل 1 و مدار معادل یک کریستال در شکل 2 نشان داده شده است. شاخه RLC مربوط به مد اصلی و خازن cM خازن الکترواستاتیکی بین صفحات بلور می باشد و مقدار آن به نوع برش کریستال بستگی دارد.
مقدار ظرفیت cM معمولا چند پیکوفاراد است.
برای یک کریستال خوب، خازن Cc حدود 0.5fF و Q حدود چند ده هزار تا چند صد هزار است. و cM»cC
مدار معادل کریستال دو فرکانس تشدید دارد. یکی فرکانس تشدید سری که از سلف و خازن سری به دست می آید و دیگری فرکانس تشدید موازی، که از خازن و سلف موازی به دست می آید. مقادیر این دو در شکل بالا مشخص شده است.
امپدانس کریستال در فرکانس Ws(تشدید سری) بسیار اندک است و در فرکانس WP بسیار بزرگ است. از طرفی با توجه به ساختار کریستال از آنجایی که cM»cC ، دو فرکانس تشدید سری و موازی بسیار به هم نزدیک هستند. نمودار امپدانس بر حسب فرکانس برای کریستال و فرکانس های تشدید در شکل 3 مشخص شده است.
میزان کیفیت یک کریستال به تغیرات Ws با دما بستگی دارد که بر حسب ppm/c بیان میشود. برای نمونه برای یک کریستال با کیفیت خوب، dWs/dT برابر 0.5ppm/c می باشد و برای یک کریستال با کیفیت پایین، 50ppm/c می باشد.
نویسنده پست: مهندس ایمان آقابالی
@electroscience
در این پست میخواهیم کمی در مورد کریستال ها و کاربرد آنها صحبت کنیم.
یکی از مواردی که در کاربردهای مخابراتی به آن احتیاج داریم، داشتن مدارهای رزونانسی با فرکانس رزونانس دقیق و با خطای بسیار کم می باشد. اما به دلیل محدودیت Q سلف ها و خازن های معمولی و همچنین ایده آل نبودن خازن ها و سلف و تغیر مقدار آن ها با تغیر دما، دستیابی به ثبات فرکانسی و داشتن یک فرکانس تشدید مشخص با دقت بسیار بالا به خصوص در فرکانس های رادیویی کار بسیار سختی می باشد.
در مواردی مانند کاربردهای مخابراتی که نیاز به ثبات فرکانسی خوبی داریم، از کریستال های پیزو الکتریک استفاده میکنیم. اساس کار کریستال تبدیل نوسانات الکتریکی به نوسانات مکانیکی (و بالعکس) می باشد
نماد مداری کریستال در شکل 1 و مدار معادل یک کریستال در شکل 2 نشان داده شده است. شاخه RLC مربوط به مد اصلی و خازن cM خازن الکترواستاتیکی بین صفحات بلور می باشد و مقدار آن به نوع برش کریستال بستگی دارد.
مقدار ظرفیت cM معمولا چند پیکوفاراد است.
برای یک کریستال خوب، خازن Cc حدود 0.5fF و Q حدود چند ده هزار تا چند صد هزار است. و cM»cC
مدار معادل کریستال دو فرکانس تشدید دارد. یکی فرکانس تشدید سری که از سلف و خازن سری به دست می آید و دیگری فرکانس تشدید موازی، که از خازن و سلف موازی به دست می آید. مقادیر این دو در شکل بالا مشخص شده است.
امپدانس کریستال در فرکانس Ws(تشدید سری) بسیار اندک است و در فرکانس WP بسیار بزرگ است. از طرفی با توجه به ساختار کریستال از آنجایی که cM»cC ، دو فرکانس تشدید سری و موازی بسیار به هم نزدیک هستند. نمودار امپدانس بر حسب فرکانس برای کریستال و فرکانس های تشدید در شکل 3 مشخص شده است.
میزان کیفیت یک کریستال به تغیرات Ws با دما بستگی دارد که بر حسب ppm/c بیان میشود. برای نمونه برای یک کریستال با کیفیت خوب، dWs/dT برابر 0.5ppm/c می باشد و برای یک کریستال با کیفیت پایین، 50ppm/c می باشد.
نویسنده پست: مهندس ایمان آقابالی
@electroscience
✅ تلفن گراهام بل
در این بخش قصد داریم دربارهی نحوه کارکرد تلفن گراهام بل صحبت کنیم. در دهم مارس سال 1876 تلفن برای اولین بار توسط آقای گراهام بل کار خود را آغاز کرد و اولین جملات آن، این بود که گراهام بل دستیار خود آقای واستون را صدا کرد و گفت " آقای واستون بیا اینجا با تو کار دارم". آن تلفن به گفته آقای واستون دارای 2 ساختار قیفی چوبی بعنوان دهنی و گوشی بود و یک باتری اسیدی، مقداری سیم مسی هم در ساختار آن موجود بود. تلفن، پس از اختراع کامل توسط بل به سرعت اشاعه یافت و سیمهای آن از شهری به شهر دیگر کشیده شد. چهارده سال بعد از اختراع تلفن یعنی در سال ۱۸۹۰ میلادی آلمون براون استروجر سیستم تلفن خودکار را بنا نهاد. در سال ۱۸۹۱ ارتباط تلفنی بین شهرهای لیون و تهران برقرار گردید. دو قاره اروپا و آمریکا تحت محاصره شبکهای درآمدند که روز به روز گسترش مییافت. روزی که بل درگذشت (سال ۱۹۲۲)، به احترام او ارتباط تلفنی بر روی شبکه وسیعی که دارای هفده میلیون تلفن بود به مدت یک دقیقه قطع شد. تلگراف و تلفن ارتباط سریع و فوری از راه دور را میان نقاطی که میتوانند سیمکشی بشوند، ممکن ساخت.
تلفن گراهام بل بر خلاف تلفنهای قبل از آن که دارای ساختاری مکانیکی بودند (مانند تلفنهای بلوری، سیمی، حرارتی) از ساختار الکتریکی برای ارسال صدا استفاده میکرد. گوشی و دهنی این تلفن ذغالی بود و دارای کیفیت نسبتاً پایینی بود اما بازدهی بالایی داشت.
ساختار تلفن گراهام بل در تصویر نشان داده شده است. این تلفن تک خطی بود یعنی همزمان نمیشد هم صحبت کرد و هم شنید. در ساختار تلفن گراهام بل از گوشی و دهنی ذغالی استفاده میشد. در این مدار در بخش دهنی با صحبت کردن فرد موجب تغییرات در فشار صوت میشد و این تغییرات از طریق دیافراگم به مجموعهای از دانههای ذغال وارد شده و در نتیجه تغییر مقاومت حاصل میشود و این تغییرات مقاومت باعث تغییرات جریان در مدار میگردد و به این ترتیب تغییرات فشار صوت به جریان الکتریکی تبدیل میگردد. در بخش گوشی نیز این تغییر جریان موجب تغییر میدان در یک سیم پیچ میشد و این تغییر میدان موجب جابجایی لولهی داخل این کویل میشد و تولید صوت میکرد.
@electroscience
در این بخش قصد داریم دربارهی نحوه کارکرد تلفن گراهام بل صحبت کنیم. در دهم مارس سال 1876 تلفن برای اولین بار توسط آقای گراهام بل کار خود را آغاز کرد و اولین جملات آن، این بود که گراهام بل دستیار خود آقای واستون را صدا کرد و گفت " آقای واستون بیا اینجا با تو کار دارم". آن تلفن به گفته آقای واستون دارای 2 ساختار قیفی چوبی بعنوان دهنی و گوشی بود و یک باتری اسیدی، مقداری سیم مسی هم در ساختار آن موجود بود. تلفن، پس از اختراع کامل توسط بل به سرعت اشاعه یافت و سیمهای آن از شهری به شهر دیگر کشیده شد. چهارده سال بعد از اختراع تلفن یعنی در سال ۱۸۹۰ میلادی آلمون براون استروجر سیستم تلفن خودکار را بنا نهاد. در سال ۱۸۹۱ ارتباط تلفنی بین شهرهای لیون و تهران برقرار گردید. دو قاره اروپا و آمریکا تحت محاصره شبکهای درآمدند که روز به روز گسترش مییافت. روزی که بل درگذشت (سال ۱۹۲۲)، به احترام او ارتباط تلفنی بر روی شبکه وسیعی که دارای هفده میلیون تلفن بود به مدت یک دقیقه قطع شد. تلگراف و تلفن ارتباط سریع و فوری از راه دور را میان نقاطی که میتوانند سیمکشی بشوند، ممکن ساخت.
تلفن گراهام بل بر خلاف تلفنهای قبل از آن که دارای ساختاری مکانیکی بودند (مانند تلفنهای بلوری، سیمی، حرارتی) از ساختار الکتریکی برای ارسال صدا استفاده میکرد. گوشی و دهنی این تلفن ذغالی بود و دارای کیفیت نسبتاً پایینی بود اما بازدهی بالایی داشت.
ساختار تلفن گراهام بل در تصویر نشان داده شده است. این تلفن تک خطی بود یعنی همزمان نمیشد هم صحبت کرد و هم شنید. در ساختار تلفن گراهام بل از گوشی و دهنی ذغالی استفاده میشد. در این مدار در بخش دهنی با صحبت کردن فرد موجب تغییرات در فشار صوت میشد و این تغییرات از طریق دیافراگم به مجموعهای از دانههای ذغال وارد شده و در نتیجه تغییر مقاومت حاصل میشود و این تغییرات مقاومت باعث تغییرات جریان در مدار میگردد و به این ترتیب تغییرات فشار صوت به جریان الکتریکی تبدیل میگردد. در بخش گوشی نیز این تغییر جریان موجب تغییر میدان در یک سیم پیچ میشد و این تغییر میدان موجب جابجایی لولهی داخل این کویل میشد و تولید صوت میکرد.
@electroscience
Hear-my-voice-DCFIR
صدای گراهام بل در آزمایشگا ولتا در دهه 1880 میلادی @electroscience
✅مدار تستر سروو موتور DC:
در این پست قصد داریم یک مدار ساده جهت تست سروو موتور را معرفی کنیم. گاهی اوقات ممکن است که یک سروو موتور را خریداری کنید و هنگام استفاده از آن ببینید که سروو موتور کار نکند و دچار شک شوید که ایراد از موتور است یا برنامهی کنترلی آن. با استفاده از این مدار که شامل یک آی سی تایمر 555 است شما میتوانید درستی سروو موتور خود را تست کنید. قبل از معرفی مدار لازم است یک توضیح کوتاهی در مورد سروو موتورها بدهیم.
✳️سروو موتورها چطور کار میکنند؟
سروو موتورها در کاربرد الکترونیک و سیستمهایembedded فوقالعاده پرکاربرد هستند و در جاهایی که به کنترل دقیق زاویهی نیاز داریم از این موتورها استفاده میکنیم و معمولا دارای 3 پایهی Vcc،GND و Control میباشند. اگر به وسایل اطراف خود نگاهی بیاندازیم، میبینیم این موتورها چه جایگاهی در زندگی روزانه ما دارند بعنوان مثال در اسباببازیها، روباتها، درایور سی دی کامپیوتر، هواپیما, خودروها و ... کاربرد فراوانی دارند. علت این جایگاه، دقت و قابلیت اطمینان این موتورهاست. سروو موتورها در رنج وسیعی از توانها و از موتورهای با گشتاورهای فوق العاده بالا تا موتورهای با گشتاورهای بسیار کم موجود هستند.
سروو موتورها بر اساس، اصل مدولاسیون پهنای پالس (PWM) کار میکنند و با تنظیم پهنای پالس اعمالی به پایهی کنترلی موتور میتوان زاویه چرخش موتور را تنظیم نمود. اساسا سروو موتورها از موتور DC ساخته شدهاند که توسط یک مقاومت متغیر (پتانسیومتر) و مقداری چرخ دنده کنترل میشود.بر خلاف موتورهای DC نیروی موردنیاز سرعت بالا با استفاده از چرخدندهها به گشتاور تبدیل میشوند. میدانیم که کار برابر حاصلضرب نیرو در جابجایی است، در موتورهای DC مقدار نیرو کم و جابجایی (سرعت) زیاد است در حالیکه در سروو موتورها این قضیه برعکس است. پتانسیومتر در سروو موتورها به شفت خروجی متصل میشود تا زاویه را محاسبه کند و در زاویهی موردنظر موتور را متوقف کند.
برای اینکه نحوه کار این موتور را بهتر متوجه شوید، سروو موتوری را در نظر بگیرید که کنترل زاویهی بین 0 تا 180 درجه را میتوان با آن انجام داد. مقدار چرخش را همانطور که گفته شده با تنظیم عرض پالس اعمالی میتوان کنترل کرد. سروو موتور هر 20 میلی ثانیه یک بار پالس اعمالی را چک میکند و موقعیت موتور تعیین میشود و اگر پالس اعمالی دارای پهنای 1 میلی ثانیه باشد، موتور چرخشی را انجام نمیدهد، اگر پالس اعمالی دارای پهنای 1.5 میلی ثانیه باشد، موتور میتواند تا به اندازه 90 درجه بچرخد و اگر پالس اعمالی دارای پهنای 2 میلی ثانیه باشد، موتور میتواند تا به اندازه 180 درجه بچرخد.
✳️مدار تستر:
میدانیم که آی سی تایمر 555 میتواند هر مقدار فرکانس و عرض پالس مورد نظر ما را تولید کند با استفاده از این خاصیت یک پالس مناسب را جهت تست موتور بایستی تولید کنیم. در این مدار نشان داده شده ما از آی سی تایمر 555 در مد آستابل استفاده کردیم. با فشار دادن کلیدهای 1 و 2 با توجه به پالس اعمالی، موتور به ترتیب در جهت جلو و عقب میچرخد. زمانیکه کلید 1 وصل گردد مقاومت R2=10k متصل میشود و زمانیکه کلید 2 وصل گردد مقاومت R3=68k متصل میشود. توجه داشته باشید که مقادیر مقاومت و خازنها با توجه به کنترل مورد نظر در موتور نام برده در مثال انتخاب شدهاند و شما میتوانید متناسب با نیاز خود مقادیر آن را تغییر دهید.
@electroscience
در این پست قصد داریم یک مدار ساده جهت تست سروو موتور را معرفی کنیم. گاهی اوقات ممکن است که یک سروو موتور را خریداری کنید و هنگام استفاده از آن ببینید که سروو موتور کار نکند و دچار شک شوید که ایراد از موتور است یا برنامهی کنترلی آن. با استفاده از این مدار که شامل یک آی سی تایمر 555 است شما میتوانید درستی سروو موتور خود را تست کنید. قبل از معرفی مدار لازم است یک توضیح کوتاهی در مورد سروو موتورها بدهیم.
✳️سروو موتورها چطور کار میکنند؟
سروو موتورها در کاربرد الکترونیک و سیستمهایembedded فوقالعاده پرکاربرد هستند و در جاهایی که به کنترل دقیق زاویهی نیاز داریم از این موتورها استفاده میکنیم و معمولا دارای 3 پایهی Vcc،GND و Control میباشند. اگر به وسایل اطراف خود نگاهی بیاندازیم، میبینیم این موتورها چه جایگاهی در زندگی روزانه ما دارند بعنوان مثال در اسباببازیها، روباتها، درایور سی دی کامپیوتر، هواپیما, خودروها و ... کاربرد فراوانی دارند. علت این جایگاه، دقت و قابلیت اطمینان این موتورهاست. سروو موتورها در رنج وسیعی از توانها و از موتورهای با گشتاورهای فوق العاده بالا تا موتورهای با گشتاورهای بسیار کم موجود هستند.
سروو موتورها بر اساس، اصل مدولاسیون پهنای پالس (PWM) کار میکنند و با تنظیم پهنای پالس اعمالی به پایهی کنترلی موتور میتوان زاویه چرخش موتور را تنظیم نمود. اساسا سروو موتورها از موتور DC ساخته شدهاند که توسط یک مقاومت متغیر (پتانسیومتر) و مقداری چرخ دنده کنترل میشود.بر خلاف موتورهای DC نیروی موردنیاز سرعت بالا با استفاده از چرخدندهها به گشتاور تبدیل میشوند. میدانیم که کار برابر حاصلضرب نیرو در جابجایی است، در موتورهای DC مقدار نیرو کم و جابجایی (سرعت) زیاد است در حالیکه در سروو موتورها این قضیه برعکس است. پتانسیومتر در سروو موتورها به شفت خروجی متصل میشود تا زاویه را محاسبه کند و در زاویهی موردنظر موتور را متوقف کند.
برای اینکه نحوه کار این موتور را بهتر متوجه شوید، سروو موتوری را در نظر بگیرید که کنترل زاویهی بین 0 تا 180 درجه را میتوان با آن انجام داد. مقدار چرخش را همانطور که گفته شده با تنظیم عرض پالس اعمالی میتوان کنترل کرد. سروو موتور هر 20 میلی ثانیه یک بار پالس اعمالی را چک میکند و موقعیت موتور تعیین میشود و اگر پالس اعمالی دارای پهنای 1 میلی ثانیه باشد، موتور چرخشی را انجام نمیدهد، اگر پالس اعمالی دارای پهنای 1.5 میلی ثانیه باشد، موتور میتواند تا به اندازه 90 درجه بچرخد و اگر پالس اعمالی دارای پهنای 2 میلی ثانیه باشد، موتور میتواند تا به اندازه 180 درجه بچرخد.
✳️مدار تستر:
میدانیم که آی سی تایمر 555 میتواند هر مقدار فرکانس و عرض پالس مورد نظر ما را تولید کند با استفاده از این خاصیت یک پالس مناسب را جهت تست موتور بایستی تولید کنیم. در این مدار نشان داده شده ما از آی سی تایمر 555 در مد آستابل استفاده کردیم. با فشار دادن کلیدهای 1 و 2 با توجه به پالس اعمالی، موتور به ترتیب در جهت جلو و عقب میچرخد. زمانیکه کلید 1 وصل گردد مقاومت R2=10k متصل میشود و زمانیکه کلید 2 وصل گردد مقاومت R3=68k متصل میشود. توجه داشته باشید که مقادیر مقاومت و خازنها با توجه به کنترل مورد نظر در موتور نام برده در مثال انتخاب شدهاند و شما میتوانید متناسب با نیاز خود مقادیر آن را تغییر دهید.
@electroscience
✅شماره اول گاهنامه مجله برق و الکترونیک:
به منظور تسهیل در مطالعه گزیده مطالب گذشته کانال، پست های مجله برق و الکترونیک در قالب یک گاهنامه اینترنتی در انتشارات الکترونیکی کتابراه منتشر میشود. شماره اول این مجله را میتوانید از لینک زیر و پس از نصب اپلیکیشن کتابراه استفاده نمایید.
@electroscience
به منظور تسهیل در مطالعه گزیده مطالب گذشته کانال، پست های مجله برق و الکترونیک در قالب یک گاهنامه اینترنتی در انتشارات الکترونیکی کتابراه منتشر میشود. شماره اول این مجله را میتوانید از لینک زیر و پس از نصب اپلیکیشن کتابراه استفاده نمایید.
@electroscience
✅مقدمهای بر نظریه Chaos (آشوب):
در حدود سال 1900 پادشاه سوئد برای حل مسالهای به نام سیستم نجومی سه جسم مسابقهای برگزار کرد. این مساله که به نوعی بیانگر رفتار حرکت بین سیارات و خورشید بود چگونگی کنش متقابل بین سه جسم را نشان میدهد. ریاضیدانان بزرگی همچون هیلبرت سعی نمودند که با استفاده از دنیای ریاضیات دیفرانسیلی و قوانین جبری نیوتونی این مساله را حل نمایند .در این بین یک ریاضیدان فرانسوی به نام هانری پوانکاره علاقهمند به معادلات حاکم بر حرکت سیارات اطراف خورشید بود مشخص کرد که در سیستمهای نجومی، کاهش عدم قطعیت در شرایط اولیه همیشه کاهش خطای پیشبینی نهایی را به دنبال نخواهد داشت. او با مطالعه معادلات ریاضی دریافت که اگرچه سیستمهای نجومی ساده در واقع معین و قطعیاند، اما مانند سیستمهای دیگر از قاعده کاهش – کاهش برای شرایط اولیه و پیشبینی نهایی پیروی نمیکنند. پوانکاره نشان داد که برای این گونه سیستمها یک انحراف بسیار کوچک در شرایط اولیه در طول زمان با نرخی عظیم رشد خواهد کرد و بنابراین دو مجموعه شرایط اولیه تقریباً غیرقابل تفکیک و بسیار نزدیک به هم برای یک سیستم مشابه میتواند دو پیشبینی نهایی کاملا متفاوتی را به دنبال داشته باشد. پوانکاره اثبات کرد که حتی اگر اندازهگیریهای شرط اولیه را میلیونها بار دقیقتر انجام دهیم باز عدم قطعیت و پیشبینی ناپذیری رفتار سیستم نه تنها برای زمانهای بعد کاهش نخواهد یافت بلکه در طی زمان بزرگ و بزرگتر خواهد شد. این حساسیت بسیار شدید نسبت به شرایط اولیه را که در سیستمهای مورد مطالعه پوانکاره بروز و ظهور پیدا کرد آشوب مینامند.
پوانکاره با ابداع یک روش ریاضی هوشمندانه به نام قطع پوانکاره توانست دینامیک سیستمهای چند متغیره را که توصیف آنها در بعد زمان کار دشوار و استخراج اطلاعات از آنها تقریباً غیر ممکن بود را به میدان فاز (سیستم مختصاتی که متغیرها را بر حسب یکدیگر بیان میکند) دینامیک سیستم را به طور گویا و با اطلاعات دقیق بیان نماید.
به دنبال نظرات پوانکاره، اصل عدم قطعیت توسط ورنر هایزنبرگ فیزیکدان و فیلسوف آلمانی مطرح شد که بعدها پایهگذران مکانیک کوانتومی تحت تاثیر آن مفهوم قلمرو زیر اتمی تحت سلطه بی قاعدگی یا رندومنس را بیان کردند. آلبرت انیشتین نیز پس از تبیین تئوری نسبیت طی مقاله به تقدیر از خدمات خلاقانه پوانکاره و ریاضیات ابداعی او پرداخت و نسبیت را وامدار پوانکاره دانست.
کارهای پوانکاره زیربنای علم جدیدی از دانشهای نوین را به وجود آورد که در نهایت با پژوهشهای ریاضیدان و هواشناس مشهور دانشگاه ادوارد لورنتس در سال 1961 به صورت سیستماتیک تبیین گردید. این دانش که
امروز آن را با نام آشوب (Chaos) میشناسیم در کنار نظریه نسبیت و مکانیک کوانتوم، یکی از سه اکتشاف بزرگ قرن بیستم است. اثر پروانهای که یکی از جنبههای معادلات دیفرانسیلی لورنتس در باب پیشبینی وضعیت هواست به وضعیتی اشاره میکند که تغییری بسیار کوچک در شرایط اولیه سیستم، سبب تغییرات بزرگ و غیرقابل پیشبینی در وضعیت آینده سیستم خواهد شد. اثر پروانهای بیان میکند که بال زدن پروانهای در یک نقطه از زمین مثل ماداگاسکار میتواند چنان تغییر عظیمی در سیستم آب و هوای زمین ایجاد کند که در ایالت کالیفورنیا آمریکا طوفان ایجاد شود. اثر پروانهای نمونهای از وجود پتانسیل سیستمها برای ایجاد رفتارهای بسیار پیچیده و غیرقابل کنترل در آینده سیستم را بیان میکند که میتواند از تغییراتی هرچند کوچک و بینهایت جزئی در شرایط اولیه سیستم ایجاد گردد. یکی از مباحث جالب این علم هندسه فراکتال که ابعاد مختلف یک سیستم را در بعدهای غیر صحیح با توجه به میزان همبستگی (Correlation) متغیرهای سیستم مورد بررسی قرار میدهد. به طور مثال اگر شما دو گلوله فلزی را با یک میله فلزی به یکدیگر متصل کنید و یکی از گلولهها را به میزان یک متر جابجا نمایید با قطعیت و پیشبینی صد در صدی قادرید در رابطه با دینامیک گلوله دیگر صحبت کنید و بگویید که مکان دقیق قرارگیری گلوله دیگر در چه زمان مشخصی در چه مکان معینی قرار دارد. در این حالت میگوییم دینامیک سیستم از بعد دو است و در واقع در سیستم دو متغیر کاملاً مستقل (از جهت تاثیریگذاری متقابل) داریم. بنابراین میتوانیم دینامیک سیستم را توسط یک دستگاه معادلات دیفرانسیل دو بعدی توصیف نماییم.
در حدود سال 1900 پادشاه سوئد برای حل مسالهای به نام سیستم نجومی سه جسم مسابقهای برگزار کرد. این مساله که به نوعی بیانگر رفتار حرکت بین سیارات و خورشید بود چگونگی کنش متقابل بین سه جسم را نشان میدهد. ریاضیدانان بزرگی همچون هیلبرت سعی نمودند که با استفاده از دنیای ریاضیات دیفرانسیلی و قوانین جبری نیوتونی این مساله را حل نمایند .در این بین یک ریاضیدان فرانسوی به نام هانری پوانکاره علاقهمند به معادلات حاکم بر حرکت سیارات اطراف خورشید بود مشخص کرد که در سیستمهای نجومی، کاهش عدم قطعیت در شرایط اولیه همیشه کاهش خطای پیشبینی نهایی را به دنبال نخواهد داشت. او با مطالعه معادلات ریاضی دریافت که اگرچه سیستمهای نجومی ساده در واقع معین و قطعیاند، اما مانند سیستمهای دیگر از قاعده کاهش – کاهش برای شرایط اولیه و پیشبینی نهایی پیروی نمیکنند. پوانکاره نشان داد که برای این گونه سیستمها یک انحراف بسیار کوچک در شرایط اولیه در طول زمان با نرخی عظیم رشد خواهد کرد و بنابراین دو مجموعه شرایط اولیه تقریباً غیرقابل تفکیک و بسیار نزدیک به هم برای یک سیستم مشابه میتواند دو پیشبینی نهایی کاملا متفاوتی را به دنبال داشته باشد. پوانکاره اثبات کرد که حتی اگر اندازهگیریهای شرط اولیه را میلیونها بار دقیقتر انجام دهیم باز عدم قطعیت و پیشبینی ناپذیری رفتار سیستم نه تنها برای زمانهای بعد کاهش نخواهد یافت بلکه در طی زمان بزرگ و بزرگتر خواهد شد. این حساسیت بسیار شدید نسبت به شرایط اولیه را که در سیستمهای مورد مطالعه پوانکاره بروز و ظهور پیدا کرد آشوب مینامند.
پوانکاره با ابداع یک روش ریاضی هوشمندانه به نام قطع پوانکاره توانست دینامیک سیستمهای چند متغیره را که توصیف آنها در بعد زمان کار دشوار و استخراج اطلاعات از آنها تقریباً غیر ممکن بود را به میدان فاز (سیستم مختصاتی که متغیرها را بر حسب یکدیگر بیان میکند) دینامیک سیستم را به طور گویا و با اطلاعات دقیق بیان نماید.
به دنبال نظرات پوانکاره، اصل عدم قطعیت توسط ورنر هایزنبرگ فیزیکدان و فیلسوف آلمانی مطرح شد که بعدها پایهگذران مکانیک کوانتومی تحت تاثیر آن مفهوم قلمرو زیر اتمی تحت سلطه بی قاعدگی یا رندومنس را بیان کردند. آلبرت انیشتین نیز پس از تبیین تئوری نسبیت طی مقاله به تقدیر از خدمات خلاقانه پوانکاره و ریاضیات ابداعی او پرداخت و نسبیت را وامدار پوانکاره دانست.
کارهای پوانکاره زیربنای علم جدیدی از دانشهای نوین را به وجود آورد که در نهایت با پژوهشهای ریاضیدان و هواشناس مشهور دانشگاه ادوارد لورنتس در سال 1961 به صورت سیستماتیک تبیین گردید. این دانش که
امروز آن را با نام آشوب (Chaos) میشناسیم در کنار نظریه نسبیت و مکانیک کوانتوم، یکی از سه اکتشاف بزرگ قرن بیستم است. اثر پروانهای که یکی از جنبههای معادلات دیفرانسیلی لورنتس در باب پیشبینی وضعیت هواست به وضعیتی اشاره میکند که تغییری بسیار کوچک در شرایط اولیه سیستم، سبب تغییرات بزرگ و غیرقابل پیشبینی در وضعیت آینده سیستم خواهد شد. اثر پروانهای بیان میکند که بال زدن پروانهای در یک نقطه از زمین مثل ماداگاسکار میتواند چنان تغییر عظیمی در سیستم آب و هوای زمین ایجاد کند که در ایالت کالیفورنیا آمریکا طوفان ایجاد شود. اثر پروانهای نمونهای از وجود پتانسیل سیستمها برای ایجاد رفتارهای بسیار پیچیده و غیرقابل کنترل در آینده سیستم را بیان میکند که میتواند از تغییراتی هرچند کوچک و بینهایت جزئی در شرایط اولیه سیستم ایجاد گردد. یکی از مباحث جالب این علم هندسه فراکتال که ابعاد مختلف یک سیستم را در بعدهای غیر صحیح با توجه به میزان همبستگی (Correlation) متغیرهای سیستم مورد بررسی قرار میدهد. به طور مثال اگر شما دو گلوله فلزی را با یک میله فلزی به یکدیگر متصل کنید و یکی از گلولهها را به میزان یک متر جابجا نمایید با قطعیت و پیشبینی صد در صدی قادرید در رابطه با دینامیک گلوله دیگر صحبت کنید و بگویید که مکان دقیق قرارگیری گلوله دیگر در چه زمان مشخصی در چه مکان معینی قرار دارد. در این حالت میگوییم دینامیک سیستم از بعد دو است و در واقع در سیستم دو متغیر کاملاً مستقل (از جهت تاثیریگذاری متقابل) داریم. بنابراین میتوانیم دینامیک سیستم را توسط یک دستگاه معادلات دیفرانسیل دو بعدی توصیف نماییم.
حال اگر دو گلوله را با یک کش به یکدیگر متصل کنیم آنگاه اگر یکی از گلولهها را به میزان یک متر جابجا نماییم آنگاه دیگر نمیتوانیم با قطعیت بگوییم در یک زمان مشخص مکان گلوله دوم کجاست. در واقع در این حالت در پیشبینی مکان گلولهها در سیستم (دینامیک سیستم) عدم قطعیت به وجود آمده است. در این سیستم علیرغم داشتن دو جسم مجزا، ما با دو متغیر (حالت) مواجه نیستیم. چون این دو متغیر با یکدیگر در تعاملاند و در هر لحظه بر عملکرد یکدیگر تاثیر میگذارند. در اینجا میگوییم که میتوان سیستم را با کمتر از دو بعد و البته با بیشتر از یک بعد (بسته به میزان تاثیر دو گلوله بر یکدیگر) توصیف نمود. در اینجا میتوان دینامیک و رفتارهای سیستم را با معادلات دیفرانسیل فراکتالی (کسری) توصیف کرد. باید به این نکته اشاره کرد که توصیف سیستم کنونی با دو متغیر و معادلات دیفرانسیلی دو بعدی به معنی نادیده گرفتن بسیاری از رفتارهای سیستم است و پاسخی نادرست از آنچه از ابتدا تا حالت پایدار سیستم بر آن میگذرد را ارائه میکند.
یکی از ویژگیهای جالب هندسه فراکتال اشکال خود همانی است. این اشکال به مانند اشکال شبیه به دانه برف (البته با خصوصیات توصیف ریاضی آن) از این خصوصیت برخوردارند که با تجزیه سیستم دوباره به رفتاری مشابه حالت کل میرسیم. به طور مثال در این تعریف دانه برف (یا هر جز کوچکی از دانه تجزیه شده برف) دارای مساحت محدود اما محیط نامحدود است!!!
نمونهای از تصاویری که بر اساس هندسه فراکتالی ایجاد شدهاند را مشاهده میکنید.
@electroscience
یکی از ویژگیهای جالب هندسه فراکتال اشکال خود همانی است. این اشکال به مانند اشکال شبیه به دانه برف (البته با خصوصیات توصیف ریاضی آن) از این خصوصیت برخوردارند که با تجزیه سیستم دوباره به رفتاری مشابه حالت کل میرسیم. به طور مثال در این تعریف دانه برف (یا هر جز کوچکی از دانه تجزیه شده برف) دارای مساحت محدود اما محیط نامحدود است!!!
نمونهای از تصاویری که بر اساس هندسه فراکتالی ایجاد شدهاند را مشاهده میکنید.
@electroscience