✅افزایش فرکانس و کاهش حجم ادوات ذخیره ساز انرژی
امروزه استفاده از سیستم های الکترونیک قدرت بسیار رواج پیدا کرده است. یکی از اهداف این سیستم ها افزایش فرکانس شکل موج ها است. حال سوالی که پیش می آید هدف از افزایش فرکانس چیست؟ پاسخ به این سوال ساده است و آن هم کوچک کردن حجم ادوات ذخیره ساز انرژی در مدارهای الکترونیکی است. افزایش فرکانس به طور کلی موجب کوچکتر شدن محسوس ابعاد سیستم های ذخیره کننده و انتقال انرژی مانند سلف و ترانس و خازن میشود. برای این منظور 3 رابطه ی مربوط به طراحی سلف، ترانس و خازن و ارتباط آن با ابعاد و فرکانس در شکل اسلاید نشان داده شده است.
ترانسفورماتور: ترانسفورماتور وسیلهای است که عملیات انتقال توان را به صورت مغناطیسی انجام میدهد. در حقیقت اگر ترانسفورماتور در فرکانسهای پایین بهره برداری شود، میتوان گفت که انرژی زیادی را در زمان طولانی جا به جا میکند؛ حال اگر فرکانس را افزایش دهیم سرعت انتقال انرژی افزایش مییابد، لذا میتوان ابعاد ترانسفورماتور را کاهش داد و به جای انتقال انرژی زیاد با سرعت کم، انرژیهای کمتری را با سرعت بسیار بالاتر منتقل کرد. پس با افزایش فرکانس ترانسفورماتور ابعاد آن به شدت کاهش مییابد. در شکل پست ابعاد ترانسفورماتور 50 هرتز را با ابعاد یک ترانسفورماتور 20 کیلوهرتز و با توانهای یکسان مقایسه کرده است. از آنجایی که ابعاد ترانسفورماتور با افزایش فرکانس بسیار کاهش مییابد لذا برای خنک سازی آن دیگر نیاز به روغنهای معدنی و خطرناک و قابل اشتعال نیست.
سلف: رابطه سلف نیز با ابعاد نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود با افزایش فرکانس ابعاد ذخیره ساز انرژی مغناطیسی ما کاهش میابد زیرا مطابق رابطه ابعادی ترانسفورماتور با افزایش فرکانس میتوان ابعاد را کاهش داد و همچنان توان ثابتی را داشت.
خازن: برای خازن نیز همین استدلال برقرار است و میتوان ابعاد خازن موردنیاز خود را کاهش دهیم.
پس همانطور که مشخص شد افزایش فرکانس انگیزه مطلوبی است زیرا قیمت عمده یک سیستم الکترونیکی را ادوات ذخیره ساز انرژی آن تشکیل میدهند و با افزایش فرکانس و کاهش آنها میتوان هم قیمت و هم ابعاد مدار را کاهش داد.
@electroscience
امروزه استفاده از سیستم های الکترونیک قدرت بسیار رواج پیدا کرده است. یکی از اهداف این سیستم ها افزایش فرکانس شکل موج ها است. حال سوالی که پیش می آید هدف از افزایش فرکانس چیست؟ پاسخ به این سوال ساده است و آن هم کوچک کردن حجم ادوات ذخیره ساز انرژی در مدارهای الکترونیکی است. افزایش فرکانس به طور کلی موجب کوچکتر شدن محسوس ابعاد سیستم های ذخیره کننده و انتقال انرژی مانند سلف و ترانس و خازن میشود. برای این منظور 3 رابطه ی مربوط به طراحی سلف، ترانس و خازن و ارتباط آن با ابعاد و فرکانس در شکل اسلاید نشان داده شده است.
ترانسفورماتور: ترانسفورماتور وسیلهای است که عملیات انتقال توان را به صورت مغناطیسی انجام میدهد. در حقیقت اگر ترانسفورماتور در فرکانسهای پایین بهره برداری شود، میتوان گفت که انرژی زیادی را در زمان طولانی جا به جا میکند؛ حال اگر فرکانس را افزایش دهیم سرعت انتقال انرژی افزایش مییابد، لذا میتوان ابعاد ترانسفورماتور را کاهش داد و به جای انتقال انرژی زیاد با سرعت کم، انرژیهای کمتری را با سرعت بسیار بالاتر منتقل کرد. پس با افزایش فرکانس ترانسفورماتور ابعاد آن به شدت کاهش مییابد. در شکل پست ابعاد ترانسفورماتور 50 هرتز را با ابعاد یک ترانسفورماتور 20 کیلوهرتز و با توانهای یکسان مقایسه کرده است. از آنجایی که ابعاد ترانسفورماتور با افزایش فرکانس بسیار کاهش مییابد لذا برای خنک سازی آن دیگر نیاز به روغنهای معدنی و خطرناک و قابل اشتعال نیست.
سلف: رابطه سلف نیز با ابعاد نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود با افزایش فرکانس ابعاد ذخیره ساز انرژی مغناطیسی ما کاهش میابد زیرا مطابق رابطه ابعادی ترانسفورماتور با افزایش فرکانس میتوان ابعاد را کاهش داد و همچنان توان ثابتی را داشت.
خازن: برای خازن نیز همین استدلال برقرار است و میتوان ابعاد خازن موردنیاز خود را کاهش دهیم.
پس همانطور که مشخص شد افزایش فرکانس انگیزه مطلوبی است زیرا قیمت عمده یک سیستم الکترونیکی را ادوات ذخیره ساز انرژی آن تشکیل میدهند و با افزایش فرکانس و کاهش آنها میتوان هم قیمت و هم ابعاد مدار را کاهش داد.
@electroscience
Forwarded from Deleted Account
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
استاد الهی قمشه ای
تعریف مومن از دیدگاه پیامبر
بسیار زیبا
تعریف مومن از دیدگاه پیامبر
بسیار زیبا
✅ابرخازن
ابر خازن که به آن خازن دولایه نیز میگویند در مقدار ظرفیت (ظرفیت خازن) با خازنهای معمولی متفاوت است. ابرخازن نوعی خازن است که ظرفیت بسیار زیادی نسبت به خازنهای معمولی دارد. ظرفیت آنها معمولاً بیش از ۱۰ میلی فاراد است؛ و کاربردهای بسیاری دارد. قیمت ابرخازن در مقایسه با دیگر انواع خازن بیشتر است.
ابر خازنها یک خازن دولایه هستند که نسبت به خازنهای معمولی ظرفیت بسیار بالاتری دارند اما ولتاژ قابل تحمل آنها که به ولتاژ شکست یا break down voltage معروف است پایین است. ظرفیت ابر خازنها معمولاً بیش از 10 میلی فاراد و در رنج فاراد است که باعث بوجود آمدن کاربردهای جدیدی برای آنها میشود ولی قیمت آنها در مقایسه با خازنهای معمولی بالاتر است.
ابر خازنها از دو صفحه فلزی که با مواد مختلف (با نام Activated Carbon ) پوشانده شده اند تشکیل شده که این مواد متخلخل باعث پدیدآوردن مساحت بیشتری برای ذخیره انرژی میشود. این دو صفحه در یک ژل یا مایع الکترولیت که دارای یونهای مثبت و منفی میباشد غوطه ور هستند که در صورت اعمال یک ولتاژ به دو الکترود خازن این یونها از هم جدا میشوند. به ابر خازنها خازن الکتریکی دولایه (ELDC:Electric Double Layer Capacitor) هم گفته میشود. مزایای ابرخازنها عبارتند از:
• ابرخازنها قابلیت شارژ و دشارژ برای صدها هزار بار با کمترین افت در عملکرد و کیفیت را دارند.
• طول عمر آنها بالا و بین 10 تا 20 سال است.
• بعد از 10 سال کارکرد، ظرفیت آنها از 100 به 80 درصد می رسد.
• به دلیل مقاومت سری یا ESR پایین تر، زمان شارژ و دشارژ آنها پایینتر است.
• توان و جریان بالاتری نسبت به خازنهای معمولی دارند.
• تحمل حرارت بالا یا دمای پایین تا منفی چهل درجه سانتی گراد را دارا هستند.
و معایب آنها نیز عبارتند از:
• ولتاژ قابل تحمل آنها پایین و در حال حاضر در رنج 2-3 ولت است.
• در صورت نیاز به ولتاژهای بالاتر باید آنها را سری کرد که منجر به کاهش ظرفیت خازن میشود. در حالت سری به دلیل اینکه همه خازنهای سری شده ظرفیت یکسانی ندارند باید از یک مدار کنترل برای شارژ آنها استفاده کرد تا ولتاژ یک یا چند تا از خازنهای سری شده از بیشترین ولتاژ قابل تحمل الکترولیت آنها بیشتر نشود.
ابرخازنها در دستگاههای پزشکی یا نظامی، لیزر و مایکروویو، منابع تغذیه، سیستمهای امنیتی و اطلاعاتی به عنوان ذخیره پشتیبان، مدارهای راه انداز ال ای دیهای توان بالا، توربینهای بادی و شبکههای برق رسانی جهت پایداری شبکه، UPS کامپیوترهای حساس، درهای برقی در هنگام قطع شدن برق، سیستمهای مولد برق از ترمز در ماشینهای برقی جدید، تثبیتکننده ولتاژ و مدارهایی که نیاز به خازنهایی با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند مورد استفاده قرار میگیرند.
@electroscience
ابر خازن که به آن خازن دولایه نیز میگویند در مقدار ظرفیت (ظرفیت خازن) با خازنهای معمولی متفاوت است. ابرخازن نوعی خازن است که ظرفیت بسیار زیادی نسبت به خازنهای معمولی دارد. ظرفیت آنها معمولاً بیش از ۱۰ میلی فاراد است؛ و کاربردهای بسیاری دارد. قیمت ابرخازن در مقایسه با دیگر انواع خازن بیشتر است.
ابر خازنها یک خازن دولایه هستند که نسبت به خازنهای معمولی ظرفیت بسیار بالاتری دارند اما ولتاژ قابل تحمل آنها که به ولتاژ شکست یا break down voltage معروف است پایین است. ظرفیت ابر خازنها معمولاً بیش از 10 میلی فاراد و در رنج فاراد است که باعث بوجود آمدن کاربردهای جدیدی برای آنها میشود ولی قیمت آنها در مقایسه با خازنهای معمولی بالاتر است.
ابر خازنها از دو صفحه فلزی که با مواد مختلف (با نام Activated Carbon ) پوشانده شده اند تشکیل شده که این مواد متخلخل باعث پدیدآوردن مساحت بیشتری برای ذخیره انرژی میشود. این دو صفحه در یک ژل یا مایع الکترولیت که دارای یونهای مثبت و منفی میباشد غوطه ور هستند که در صورت اعمال یک ولتاژ به دو الکترود خازن این یونها از هم جدا میشوند. به ابر خازنها خازن الکتریکی دولایه (ELDC:Electric Double Layer Capacitor) هم گفته میشود. مزایای ابرخازنها عبارتند از:
• ابرخازنها قابلیت شارژ و دشارژ برای صدها هزار بار با کمترین افت در عملکرد و کیفیت را دارند.
• طول عمر آنها بالا و بین 10 تا 20 سال است.
• بعد از 10 سال کارکرد، ظرفیت آنها از 100 به 80 درصد می رسد.
• به دلیل مقاومت سری یا ESR پایین تر، زمان شارژ و دشارژ آنها پایینتر است.
• توان و جریان بالاتری نسبت به خازنهای معمولی دارند.
• تحمل حرارت بالا یا دمای پایین تا منفی چهل درجه سانتی گراد را دارا هستند.
و معایب آنها نیز عبارتند از:
• ولتاژ قابل تحمل آنها پایین و در حال حاضر در رنج 2-3 ولت است.
• در صورت نیاز به ولتاژهای بالاتر باید آنها را سری کرد که منجر به کاهش ظرفیت خازن میشود. در حالت سری به دلیل اینکه همه خازنهای سری شده ظرفیت یکسانی ندارند باید از یک مدار کنترل برای شارژ آنها استفاده کرد تا ولتاژ یک یا چند تا از خازنهای سری شده از بیشترین ولتاژ قابل تحمل الکترولیت آنها بیشتر نشود.
ابرخازنها در دستگاههای پزشکی یا نظامی، لیزر و مایکروویو، منابع تغذیه، سیستمهای امنیتی و اطلاعاتی به عنوان ذخیره پشتیبان، مدارهای راه انداز ال ای دیهای توان بالا، توربینهای بادی و شبکههای برق رسانی جهت پایداری شبکه، UPS کامپیوترهای حساس، درهای برقی در هنگام قطع شدن برق، سیستمهای مولد برق از ترمز در ماشینهای برقی جدید، تثبیتکننده ولتاژ و مدارهایی که نیاز به خازنهایی با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند مورد استفاده قرار میگیرند.
@electroscience
✅برق هواپیما
سیستم الکتریکی هواپیما یک شبکه مستقل از اجزای مختلف شامل سیستم انتقال، توزیع، بهره برداری و ذخیره انرژی الکتریکی است. طراحی یک سیستم الکتریکی یک جزء جامع و ضروری در طراحی هواپیما است. ظرفیت و پیچیدگی سیستم های الکتریکی بسیار زیاد است و برای هر هواپیما طراحی سیستم الکتریکی متفاوت است.
به طور کلی سیستمهای الکتریکی از نظر سرویسدهی به دو گروه اصلی و اضطراری و از نظر ولتاژ الکتریکی به دو گروه AC و DC دستهبندی میشوند و نقش تأمین انرژی و توان مورد نیاز هواپیما را بر عهده دارند. همچنین منابع تأمین انرژی به دسته اصلی و اضطراری تقسیم میشوند.
تمام سیستم های الکتریکی هواپیما دارای توانایی تولید برق می باشند. بسته به هواپیما، ژنراتورها یا آلترناتورها برای تولید برق استفاده می شوند. این سیستم ها معمولا یک موتور محرک هستند و تامین برق را بر عهده دارند که به عنوان دسته اصلی تامین انرژی استفاده میشوند. برای افزایش قابلیت اطمینان اگر این سیستم ها از کار افتاد از سیستم تامین انرژی اضطراری استفاده میشود که شامل ژنراتور کمکی APU (Auxiliary power unit) (یک موتور جت کوچک است) و بعد از توربین بادی رم (Ram Air Turbine) است که مدت زمان تامین انرژی کمتری نسبت به APU دارد.
خروجی ژنراتورها به طور معمول 115-120 ولت AC با فرکانس 400 هرتز، 28 ولت DC یا 14 ولت DC است. توان دریافتی از ژنراتور ممکن است بدون تغییر و مستقیم استفاده شود و یا ممکن است از طریق ترانسفورماتور، مبدل یا یکسوساز به ولتاژ و جریان موردنیاز تبدیل شود.
کوچک وسبک تر شدن منابع تغذیه مزیت استفاده از سیستم برق 400 هرتز به جای 60 هرتز یا 50 هرتز می باشد. داخل هواپیما که محدودیت جا وجود دارد این یک مزیت بسیارمهم بشمار می آید و کاهش وزن به منظور حصول حداکثر کارایی الزامی است. با این حال برای کاهش وزن بهایی باید پرداخت وآن بهره وری کمتر سیستم های الکتریکی فزکانس بالاست. این است که با افزایش فرکانس ابعاد موتورها و ژنراتورهای مورد استفاده کاهش میابد.
خروجی ژنراتور به طور معمول به یک یا چند باس توزیع متصل می شود. سیستم های مختلف الکتریکی به این باس های الکتریکی متصل میشوند و توان خود را دریافت میکنند و هر کدام از این سیستم های الکتریکی از طریق فیوز یا برکر به باس متصل میشوند تا بحث حفاظت باس توزیع توان نیز تامین شود.
از خروجی ژنراتور همچنین برای شارژ باتری هواپیما استفاده می شود. باتری هواپیما معمولاً یک نوع سرب اسید یا NICAD است، اما امروزه استفاده از باتری های لیتیوم در حال افزایش است. از باتری ها بعنوان برق پشتیبان در هواپیما استفاده میشود. به طور کلی در صورت قطع توان ژنراتورهای اصلی، ژنراتورهای اضطراری که شامل واحد توان کمکی و باتریها هستند، وظیفه تأمین انرژی هواپیما را برعهده دارند. برق جریان متناوب هواپیما در مواقع اضطراری از طریق ژنراتور APU تأمین میگردد.
@electroscience
سیستم الکتریکی هواپیما یک شبکه مستقل از اجزای مختلف شامل سیستم انتقال، توزیع، بهره برداری و ذخیره انرژی الکتریکی است. طراحی یک سیستم الکتریکی یک جزء جامع و ضروری در طراحی هواپیما است. ظرفیت و پیچیدگی سیستم های الکتریکی بسیار زیاد است و برای هر هواپیما طراحی سیستم الکتریکی متفاوت است.
به طور کلی سیستمهای الکتریکی از نظر سرویسدهی به دو گروه اصلی و اضطراری و از نظر ولتاژ الکتریکی به دو گروه AC و DC دستهبندی میشوند و نقش تأمین انرژی و توان مورد نیاز هواپیما را بر عهده دارند. همچنین منابع تأمین انرژی به دسته اصلی و اضطراری تقسیم میشوند.
تمام سیستم های الکتریکی هواپیما دارای توانایی تولید برق می باشند. بسته به هواپیما، ژنراتورها یا آلترناتورها برای تولید برق استفاده می شوند. این سیستم ها معمولا یک موتور محرک هستند و تامین برق را بر عهده دارند که به عنوان دسته اصلی تامین انرژی استفاده میشوند. برای افزایش قابلیت اطمینان اگر این سیستم ها از کار افتاد از سیستم تامین انرژی اضطراری استفاده میشود که شامل ژنراتور کمکی APU (Auxiliary power unit) (یک موتور جت کوچک است) و بعد از توربین بادی رم (Ram Air Turbine) است که مدت زمان تامین انرژی کمتری نسبت به APU دارد.
خروجی ژنراتورها به طور معمول 115-120 ولت AC با فرکانس 400 هرتز، 28 ولت DC یا 14 ولت DC است. توان دریافتی از ژنراتور ممکن است بدون تغییر و مستقیم استفاده شود و یا ممکن است از طریق ترانسفورماتور، مبدل یا یکسوساز به ولتاژ و جریان موردنیاز تبدیل شود.
کوچک وسبک تر شدن منابع تغذیه مزیت استفاده از سیستم برق 400 هرتز به جای 60 هرتز یا 50 هرتز می باشد. داخل هواپیما که محدودیت جا وجود دارد این یک مزیت بسیارمهم بشمار می آید و کاهش وزن به منظور حصول حداکثر کارایی الزامی است. با این حال برای کاهش وزن بهایی باید پرداخت وآن بهره وری کمتر سیستم های الکتریکی فزکانس بالاست. این است که با افزایش فرکانس ابعاد موتورها و ژنراتورهای مورد استفاده کاهش میابد.
خروجی ژنراتور به طور معمول به یک یا چند باس توزیع متصل می شود. سیستم های مختلف الکتریکی به این باس های الکتریکی متصل میشوند و توان خود را دریافت میکنند و هر کدام از این سیستم های الکتریکی از طریق فیوز یا برکر به باس متصل میشوند تا بحث حفاظت باس توزیع توان نیز تامین شود.
از خروجی ژنراتور همچنین برای شارژ باتری هواپیما استفاده می شود. باتری هواپیما معمولاً یک نوع سرب اسید یا NICAD است، اما امروزه استفاده از باتری های لیتیوم در حال افزایش است. از باتری ها بعنوان برق پشتیبان در هواپیما استفاده میشود. به طور کلی در صورت قطع توان ژنراتورهای اصلی، ژنراتورهای اضطراری که شامل واحد توان کمکی و باتریها هستند، وظیفه تأمین انرژی هواپیما را برعهده دارند. برق جریان متناوب هواپیما در مواقع اضطراری از طریق ژنراتور APU تأمین میگردد.
@electroscience
باتری های قابل شارژ ...
باتری نیکل ـ کادمیم (Ni-cd)
باتریهای نیکل ـ کادمیم سرعت شارژ شدن بالایی را فراهم میسازند و میتوانند طول عمر خوبی داشته باشند با بیش از هزار چرخه شارژ-دشارژ. اگر پیش از آنکه باتریهای نیکل ـ کادمیم کاملاً دشارژ (خالی) نشوند آنها را شارژ کنیم کارآیی آنها پایین میآید. بعضی از شارژرهای باتریهای نیکل ـ کادمیم دارای مداری برای دشارژ کردن باتری، پیش از شارژ کردن آنها هستند. باتریهای نیکل ـ کادمیم به یک دوره break-in نیاز دارند. بسیاری از سازندگان این نوع باتریها سه بار چرخه شارژ- دشارژ را پیش از آنکه باتری به حالت بهینه خود برسد توصیه میکنند.
باتریهای هیدرید نیکل ـ فلز(NiMH یا Nickel-Metal hydride)
باتریهای NIMH سی تا چهل درصد ظرفیت ذخیره بیشتری را نسبت به معادلهای نیکل-کادمیم دارند، اما تعداد چرخه شارژ- دشارژ مجدد کمتری را پشتیبانی میکنند بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه معمول است. باتریهای NIMH پیش از شارژ به دشارژ کامل نیاز ندارند، در نتیجه میتوان پیش از یک استفاده طولانی برنامهریزی شده، آن را کاملاً شارژ کرد. اگر باتری NIMH تعداد دفعات زیادی بطور کامل دشارژ (خالی) شود طول عمر آن کم میشود. هر چند اگر گاهی اجازه داد که کاملا تخلیه شوند به گونهای بهینه کار خواهند کرد. زمان شارژ کردن باتریهای NIMH نسبت به معادل باتریهای نیکل ـ کادمیم طولانیتر است و اگر بیش از حد شارژ شوند یا در زمانی که باتری داغ است شارژ ادامه یابد احتمال دارد که خراب شوند. شارژرهای NIMH میتوانند جلوی شارژ بیش از حد باتری را بگیرند یا اگر دمای داخلی باتری زیاد باشد عمل شارژ را متوقف کنند.
باتریهای لیتیوم ـ یون (Lithium-Ion)
باتریهای لیتیوم ـ یون (یا یون لیتیوم) بالاترین چگالی انرژی را فراهم میسازند. تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم. آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند، به دورهbreak-in نیاز ندارند. میتوان در هر زمانی یک باتری لیتیوم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کرد، اما چون باتریهای لیتیوم ـ یون معمولاً دارای طول عمر شارژ- دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باتری شارژ شود طول عمر آن پایین میآید. با آنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیوم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر میکنند، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده اند.
لیتیوم پلیمری (Li- polymer)
باتریهای پلیمر لیتیوم که گاهی به Li-Poly یا Lipo نیز مشهورند، اساساً شبیه به باتریهای لیتیوم ـ یون هستند. اختلاف اصلی در آن است که پلیمرهای لیتیوم ـ یون بسیار نازکتر هستند، با اندازههایی به کوچکی یک میلیمتر. باتریهای لیتیوم پلیمری بسیار سبک نیز هستند و در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی نیز مقاوم ترند. اما تولید آنها گرانتر از باتریهای لیتیوم ـ یون تمام میشود و چگالی انرژی پایین تری دارند. باتریهای لیتیوم پلیمری بیشتر در وسایل الکترونیکی سبک وزن و گران قیمت مانند گوشیهای موبایل و رباتهای پرنده به کار میروند.
.
@electroscience
باتری نیکل ـ کادمیم (Ni-cd)
باتریهای نیکل ـ کادمیم سرعت شارژ شدن بالایی را فراهم میسازند و میتوانند طول عمر خوبی داشته باشند با بیش از هزار چرخه شارژ-دشارژ. اگر پیش از آنکه باتریهای نیکل ـ کادمیم کاملاً دشارژ (خالی) نشوند آنها را شارژ کنیم کارآیی آنها پایین میآید. بعضی از شارژرهای باتریهای نیکل ـ کادمیم دارای مداری برای دشارژ کردن باتری، پیش از شارژ کردن آنها هستند. باتریهای نیکل ـ کادمیم به یک دوره break-in نیاز دارند. بسیاری از سازندگان این نوع باتریها سه بار چرخه شارژ- دشارژ را پیش از آنکه باتری به حالت بهینه خود برسد توصیه میکنند.
باتریهای هیدرید نیکل ـ فلز(NiMH یا Nickel-Metal hydride)
باتریهای NIMH سی تا چهل درصد ظرفیت ذخیره بیشتری را نسبت به معادلهای نیکل-کادمیم دارند، اما تعداد چرخه شارژ- دشارژ مجدد کمتری را پشتیبانی میکنند بین ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه معمول است. باتریهای NIMH پیش از شارژ به دشارژ کامل نیاز ندارند، در نتیجه میتوان پیش از یک استفاده طولانی برنامهریزی شده، آن را کاملاً شارژ کرد. اگر باتری NIMH تعداد دفعات زیادی بطور کامل دشارژ (خالی) شود طول عمر آن کم میشود. هر چند اگر گاهی اجازه داد که کاملا تخلیه شوند به گونهای بهینه کار خواهند کرد. زمان شارژ کردن باتریهای NIMH نسبت به معادل باتریهای نیکل ـ کادمیم طولانیتر است و اگر بیش از حد شارژ شوند یا در زمانی که باتری داغ است شارژ ادامه یابد احتمال دارد که خراب شوند. شارژرهای NIMH میتوانند جلوی شارژ بیش از حد باتری را بگیرند یا اگر دمای داخلی باتری زیاد باشد عمل شارژ را متوقف کنند.
باتریهای لیتیوم ـ یون (Lithium-Ion)
باتریهای لیتیوم ـ یون (یا یون لیتیوم) بالاترین چگالی انرژی را فراهم میسازند. تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم. آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند، به دورهbreak-in نیاز ندارند. میتوان در هر زمانی یک باتری لیتیوم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کرد، اما چون باتریهای لیتیوم ـ یون معمولاً دارای طول عمر شارژ- دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باتری شارژ شود طول عمر آن پایین میآید. با آنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیوم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر میکنند، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده اند.
لیتیوم پلیمری (Li- polymer)
باتریهای پلیمر لیتیوم که گاهی به Li-Poly یا Lipo نیز مشهورند، اساساً شبیه به باتریهای لیتیوم ـ یون هستند. اختلاف اصلی در آن است که پلیمرهای لیتیوم ـ یون بسیار نازکتر هستند، با اندازههایی به کوچکی یک میلیمتر. باتریهای لیتیوم پلیمری بسیار سبک نیز هستند و در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی نیز مقاوم ترند. اما تولید آنها گرانتر از باتریهای لیتیوم ـ یون تمام میشود و چگالی انرژی پایین تری دارند. باتریهای لیتیوم پلیمری بیشتر در وسایل الکترونیکی سبک وزن و گران قیمت مانند گوشیهای موبایل و رباتهای پرنده به کار میروند.
.
@electroscience
به طور کلی خودروهای برقی به سه دسته تقسیم میشوند:
• خودروهای الکتریکی (EVs)
• خودروهای هیبرید الکتریکی (HEV)
• خودروهای هیبرید الکتریکی پلاگین (PHEV)
خودروهای الکتریکی (EVs)
این خودروها دارای موتور الکتریکی به همراه باتریهایی برای تامین انرژی الکتریکی بوده و از انرژی باتریها، هم به عنوان نیروی محرکه خودرو و هم برای تامین انرژی لازم برای سایر تجهیزات استفاده میشود. باتریها میتوانند هم از طریق اتصال به شبکه برق و هم از انرژی ترمز خودرو و حتی از منابع الکتریکی غیر شبکه نظیر پیلهای خورشیدی شارژ شوند.
مزایای اصلی این خودروها عبارتند از:
• کاملا عاری از آلایندگی گازهای گلخانه ای
• سر و صدای بسیار کم
• راندمان بسیار بالاتر از خودروهای احتراق داخلی
• قیمت موتورهای الکتریکی کمتر
عیب اصلی این خودروها، وابستگی کامل به باتری میباشد (که تکنولوژی آن هنوز به ظرفیت و چگالی انرژی قابل مقایسه با سوختهای فسیلی نرسیده است.)
خودروهای هیبرید الکتریکی (HEV):
خودروهایی كه از موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی با باتری کافی استفاده ميكنند را خودروهای هيبريد الكتريكی HEVمیگویند. خودروهای هیبرید الکتریکی، نوع تعمیم یافتۀ خودروهای الکتریکی(EV ) هستند که معایب خودروهای بنزینی و الکتریکی تا حدود زیادی در آنها برطرف گردیده است و دارای مزايای زيادی نسبت به هردو خودرو هستند. از مزایای مهم این خودروها نسبت به خودروهای بنزینی، کارکرد مناسب در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطۀ بهینۀ خود کار میکنند که این امر باعث بالا رفتن بازده موتور و کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت میگردد و دیگر اینکه به هنگام ترمز گیری و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الکتریکی در باتری ها ذخیره میشود و همین امر باعث کارکرد کمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتیجه منجر به کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت میگردد . به عنوان مثال تویوتا پریوس( Toyota Prius ) با موتور 4 سیلندر 1500 سیسی مصرف سوختی معادل 4/2 لیتر در 100 کیلومتر دارد. مزیت دیگر این خودروها نسبت به EV، قابلیت پیمودن مسیرهای طولانی در هر بار شارژ کردن باتری میباشد.
خودروهای هیبرید پلاگین:
عدم قابلیت شارژ باتری ها توسط شبکه برق و وابستگی زیاد به موتور احتراق داخلی از معایب خودروهای هیبرید الکتریکی می باشد. خودروهای هیبرید الکتریکی پلاگین (PHEV) که برای از بین بردن معایب HEV طراحی شده اند، قابل شارژ از شبکه بوده و همچنین نسبت توان الکتریکی به توان کل خودرو بیشتری را نسبت به HEV دارا می باشند. بنابراین در یک توان ثابت PHEV نسبت به HEV به باتری بیشتری نیاز دارند(حدود 5 برابر).این خودروها رانندگی برای مسافت های طولانی، مصرف سوخت نسبتاً کم و انتشار کم گاز دی اکسید کربن را فراهم می کند. در این خودروها همانگونه که باتري خودرو يا سيستم های ذخيرهساز انرژي از شبکه شارژ مي شوند، مي توانند در مواقعي که نیاز است، اين انرژي را به شبکه بفروشند و براي مصرف کننده درآمدزایی کنند.
.
@electroscience
• خودروهای الکتریکی (EVs)
• خودروهای هیبرید الکتریکی (HEV)
• خودروهای هیبرید الکتریکی پلاگین (PHEV)
خودروهای الکتریکی (EVs)
این خودروها دارای موتور الکتریکی به همراه باتریهایی برای تامین انرژی الکتریکی بوده و از انرژی باتریها، هم به عنوان نیروی محرکه خودرو و هم برای تامین انرژی لازم برای سایر تجهیزات استفاده میشود. باتریها میتوانند هم از طریق اتصال به شبکه برق و هم از انرژی ترمز خودرو و حتی از منابع الکتریکی غیر شبکه نظیر پیلهای خورشیدی شارژ شوند.
مزایای اصلی این خودروها عبارتند از:
• کاملا عاری از آلایندگی گازهای گلخانه ای
• سر و صدای بسیار کم
• راندمان بسیار بالاتر از خودروهای احتراق داخلی
• قیمت موتورهای الکتریکی کمتر
عیب اصلی این خودروها، وابستگی کامل به باتری میباشد (که تکنولوژی آن هنوز به ظرفیت و چگالی انرژی قابل مقایسه با سوختهای فسیلی نرسیده است.)
خودروهای هیبرید الکتریکی (HEV):
خودروهایی كه از موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی با باتری کافی استفاده ميكنند را خودروهای هيبريد الكتريكی HEVمیگویند. خودروهای هیبرید الکتریکی، نوع تعمیم یافتۀ خودروهای الکتریکی(EV ) هستند که معایب خودروهای بنزینی و الکتریکی تا حدود زیادی در آنها برطرف گردیده است و دارای مزايای زيادی نسبت به هردو خودرو هستند. از مزایای مهم این خودروها نسبت به خودروهای بنزینی، کارکرد مناسب در دور و بار ثابت بوده و به اصطلاح در نقطۀ بهینۀ خود کار میکنند که این امر باعث بالا رفتن بازده موتور و کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت میگردد و دیگر اینکه به هنگام ترمز گیری و یا شتاب منفی، انرژی به صورت الکتریکی در باتری ها ذخیره میشود و همین امر باعث کارکرد کمتر موتور احتراقی خواهد شد و در نتیجه منجر به کاهش آلودگی و پایین آمدن مصرف سوخت میگردد . به عنوان مثال تویوتا پریوس( Toyota Prius ) با موتور 4 سیلندر 1500 سیسی مصرف سوختی معادل 4/2 لیتر در 100 کیلومتر دارد. مزیت دیگر این خودروها نسبت به EV، قابلیت پیمودن مسیرهای طولانی در هر بار شارژ کردن باتری میباشد.
خودروهای هیبرید پلاگین:
عدم قابلیت شارژ باتری ها توسط شبکه برق و وابستگی زیاد به موتور احتراق داخلی از معایب خودروهای هیبرید الکتریکی می باشد. خودروهای هیبرید الکتریکی پلاگین (PHEV) که برای از بین بردن معایب HEV طراحی شده اند، قابل شارژ از شبکه بوده و همچنین نسبت توان الکتریکی به توان کل خودرو بیشتری را نسبت به HEV دارا می باشند. بنابراین در یک توان ثابت PHEV نسبت به HEV به باتری بیشتری نیاز دارند(حدود 5 برابر).این خودروها رانندگی برای مسافت های طولانی، مصرف سوخت نسبتاً کم و انتشار کم گاز دی اکسید کربن را فراهم می کند. در این خودروها همانگونه که باتري خودرو يا سيستم های ذخيرهساز انرژي از شبکه شارژ مي شوند، مي توانند در مواقعي که نیاز است، اين انرژي را به شبکه بفروشند و براي مصرف کننده درآمدزایی کنند.
.
@electroscience
Forwarded from اتچ بات
راه های ارتباطی با مجله برق و الکترونیک:
کانال اینستاگرام:
https://www.instagram.com/electronic_robotic_/
کانال تلگرام:
https://news.1rj.ru/str/electroscience
کانال آپارات:
https://www.aparat.com/www.electroscience.ir
پیام رسان ایتا:
https://eitaa.com/electroscience
پیام رسان سروش:
http://sapp.ir/electroscience1
پیان رسان آی گپ:
https://profile.igap.net/join/oIei1VGH9eE8jK37LdnLywfdd
سایت مجله برق و الکترونیک:
www.electroscience.ir
کانال اینستاگرام:
https://www.instagram.com/electronic_robotic_/
کانال تلگرام:
https://news.1rj.ru/str/electroscience
کانال آپارات:
https://www.aparat.com/www.electroscience.ir
پیام رسان ایتا:
https://eitaa.com/electroscience
پیام رسان سروش:
http://sapp.ir/electroscience1
پیان رسان آی گپ:
https://profile.igap.net/join/oIei1VGH9eE8jK37LdnLywfdd
سایت مجله برق و الکترونیک:
www.electroscience.ir
Telegram
attach 📎
همونطور که میدونین ادیسون مخترع لامپ و مدافع سر سخت برق دی سی بود!
و اولین سیستمی که برق رو تولید می کرد و انتقال می داد رو ادیسون طراحی کرد!
.
و کمی بعد تسلا جریان متناوب رو کشف ! .
و اون موقع بود که نبرد بین دو دانشمند و جنگ جریان های متناوب و دي سي آغاز شد . . . .
اولین سیستم برق که سیستم ادیسون بود دی سی بود زمانی که ادیسون در رویای تبدیل این سیستم به یک
سیستم بزرگ جهانی بود درست در آزمایشگاه خودش نیکلا تسلا بهترین کارمند او به چیز دیگری فکر می کرد!
او ابتدا توسط ادیسون مامور شده بود تا راه های توسعه جریان دي سي را
بررسی کند اما چون پس از پایان کار با ادیسون مشکلات مالی پیدا کرد
تسلا تصمیم به ترک شرکت گرفت , با پذیرش استعفای تسلا ,
ادیسون اشتباه بزرگی مرتکب شد . .
بزرگترین اشکال جریان دي سي انتقال و توزیع آن بود
چون به دلیل جریان زیاد در فواصل طولانی مقاومت سیم ها زیاد بود و
همونطور که میدونید تلفات این جریان خیلی بالا بود!
و توجیه ادیسون این بود که تولید و مصرف برق را در نزدیکی هم قرار میدهیم
که ایده ای کاملاً غیر عملی بود
چندی بعد تسلا با کشف جریان متناوب که هیچ مشکلی با انتقال
از راه های دور نداشت در مقابل امپراطوری ادیسون قد علم کرد (چون در جريان متناوب میشه با استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ را چند برابر کرد و جریان را به همان اندازه پايين آورد , که در نتيجه تلفات به شدت كم مي شود)
تسلا با حمایت جورج وستینگهاوس کارخانه دار معروف ,
سامانه های چند فازی برق را تکامل بخشید که بسیار کارامد تر
از سیستم دي سي ادیسون بود
اینجا بود که جنگ بین جریان ها شکل گرفت و با وجود تبلیغات منفی
جنرال الکتریک (شرکت ادیسون) جریان متناوب روز به روز توسعه ی بیشتری یافت!
البته جریان متناوب هم بی عیب نبود! مشکل بزرگ جریان متناوب خطرناک بودنش بود , که خطر برق گرفتگیش
چندین برابر دي سي بود !
صندلی اعدام برقی هم توسط چند کارمند ادیسون در راستای تبلیغ
علیه جریان متناوب اختراع شد!
که البته این تبلیغات بی اثر هم نبود و عده ی کثیری که برق کشی
خانه هایشان متناوب بود , تمام سیم های برق را از جا در آوردند!
در ادامه ی نبرد بین دو جریان , گرفتن برق از آبشار نیاگارا بود که به تسلا رسید
هم اکنون نیز تندیس تسلا در کنار آبشار نیاگارا به خاطر قدردانی از این دانشمند قرار دارد!
و نیویورک نیز به احترام ادیسون هنوز از برق دي سي استفاده میکند
#ادیسون
#تسلا
#برق
#نبرد
#نبرد_دو_دانشمند
@electroscience
و اولین سیستمی که برق رو تولید می کرد و انتقال می داد رو ادیسون طراحی کرد!
.
و کمی بعد تسلا جریان متناوب رو کشف ! .
و اون موقع بود که نبرد بین دو دانشمند و جنگ جریان های متناوب و دي سي آغاز شد . . . .
اولین سیستم برق که سیستم ادیسون بود دی سی بود زمانی که ادیسون در رویای تبدیل این سیستم به یک
سیستم بزرگ جهانی بود درست در آزمایشگاه خودش نیکلا تسلا بهترین کارمند او به چیز دیگری فکر می کرد!
او ابتدا توسط ادیسون مامور شده بود تا راه های توسعه جریان دي سي را
بررسی کند اما چون پس از پایان کار با ادیسون مشکلات مالی پیدا کرد
تسلا تصمیم به ترک شرکت گرفت , با پذیرش استعفای تسلا ,
ادیسون اشتباه بزرگی مرتکب شد . .
بزرگترین اشکال جریان دي سي انتقال و توزیع آن بود
چون به دلیل جریان زیاد در فواصل طولانی مقاومت سیم ها زیاد بود و
همونطور که میدونید تلفات این جریان خیلی بالا بود!
و توجیه ادیسون این بود که تولید و مصرف برق را در نزدیکی هم قرار میدهیم
که ایده ای کاملاً غیر عملی بود
چندی بعد تسلا با کشف جریان متناوب که هیچ مشکلی با انتقال
از راه های دور نداشت در مقابل امپراطوری ادیسون قد علم کرد (چون در جريان متناوب میشه با استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ را چند برابر کرد و جریان را به همان اندازه پايين آورد , که در نتيجه تلفات به شدت كم مي شود)
تسلا با حمایت جورج وستینگهاوس کارخانه دار معروف ,
سامانه های چند فازی برق را تکامل بخشید که بسیار کارامد تر
از سیستم دي سي ادیسون بود
اینجا بود که جنگ بین جریان ها شکل گرفت و با وجود تبلیغات منفی
جنرال الکتریک (شرکت ادیسون) جریان متناوب روز به روز توسعه ی بیشتری یافت!
البته جریان متناوب هم بی عیب نبود! مشکل بزرگ جریان متناوب خطرناک بودنش بود , که خطر برق گرفتگیش
چندین برابر دي سي بود !
صندلی اعدام برقی هم توسط چند کارمند ادیسون در راستای تبلیغ
علیه جریان متناوب اختراع شد!
که البته این تبلیغات بی اثر هم نبود و عده ی کثیری که برق کشی
خانه هایشان متناوب بود , تمام سیم های برق را از جا در آوردند!
در ادامه ی نبرد بین دو جریان , گرفتن برق از آبشار نیاگارا بود که به تسلا رسید
هم اکنون نیز تندیس تسلا در کنار آبشار نیاگارا به خاطر قدردانی از این دانشمند قرار دارد!
و نیویورک نیز به احترام ادیسون هنوز از برق دي سي استفاده میکند
#ادیسون
#تسلا
#برق
#نبرد
#نبرد_دو_دانشمند
@electroscience
چرا 50 !؟؟؟؟؟
.
.
#فرکانس
یکی از دغدغه های من از بدو طفولیت این بود
که واقعاً چرا فرکانس برق شهر 50هرتزه !؟؟
.
.
چرا 34 نیست؟؟ یا چرا 93 نیست!؟؟؟ .
.
اولین ژنراتور هایی که ساخته بودن به علت محدودیت
های مکانیکی و نبودن انرژی لازم نمیتونستن برق با
فرکانس بیشتر از 25 هرتز تولید کنن!
از این 25 هرتز هم برای راه اندازی لوکوموتیو برقی
استفاده میکردن!
بعد که وسایل پیشترفته تر شد توانایی تولید فرکانس
های بالا هم بدست اومد
که سازندگان ژنراتور تو اروپا با بررسی همه جوانب
فرکانس 50 هرتز را انتخاب کردن
البته بعضی از کشور ها مثل ایالات متحده , فیلیپین ,
پلینسیای فرانسه و . . . از فرکانس 60 هترز استفاده میکنن!
همونطور که میدونین فرکانس 50 هرتز یعنی در هر ثانیه
100 بار جهت مثبت منفی عوض میشه
حالا شما یه لامپ رو در نظر بگیر , اگه فرکانس کمتر از
این باشه خاموش و روشن شدنش
محسوس میشه و شما فکر میکنید داره هی چشمک
میزنه و باعث چشم درد میشه!
اگه هم این فرکانس بیشتر باشه هم انرژی زیادی
مصرف میشه و هم در خطوط تلفن باعث ایجاد نویز میشه!
بخاطر همین هر کشوری متناسب با خطوط برقش
تلویزیون متفاوتی داره
مثلاً اگه شما تلویزیونی که برای آمریکا (و فرکانس 60
هرتز) طراحی شده رو بیاری ایران استفاده کنی
چشم درد مضمن میگیری!
اگه تلویزیونی که برای 50 درست شده رو هم بهش فرکانس بیشتری بدی انگار داری صحنه آهسته نگاه میکنی!! حالا چرا لامپ توی فرکانس 50 هرتز خوب کار میکنه!؟ - میدونید که لامپ با گرما روشن میشه و این فرکانس
یعنی تو یک ثانیه 100 بار گرم و سرد بشه ( خاموش و
روشن) و چون گرما زود از بین نمیره , تا لامپ بخواد
گرماش رو از دست بده دوباره روشن میشه و گرم
میشه و اینه که ما لامپ رو پیوسته روشن میبینیم!
اگه دقت کرده باشید وقتی برق داره میره , یا تازه میخواد بیاد چشمک زدن لامپ رو میبینیم
چون موقع رفتن و اومدن برق فرکانس 50 نیست و نوسان داره!
بخاطره همین هم هست که میگن وقتی برق میره
یخچال و تلویزیون رو از برق بکش که وقتی برق اومد
اون نوسان هاش از بین بره و بعد از چند دقیقه که به 50
هرتز بدون نوسان رسید دوباره بزنش تو برق!
#فرکانس
#برق
#برق_شهر
@electroscience
.
.
#فرکانس
یکی از دغدغه های من از بدو طفولیت این بود
که واقعاً چرا فرکانس برق شهر 50هرتزه !؟؟
.
.
چرا 34 نیست؟؟ یا چرا 93 نیست!؟؟؟ .
.
اولین ژنراتور هایی که ساخته بودن به علت محدودیت
های مکانیکی و نبودن انرژی لازم نمیتونستن برق با
فرکانس بیشتر از 25 هرتز تولید کنن!
از این 25 هرتز هم برای راه اندازی لوکوموتیو برقی
استفاده میکردن!
بعد که وسایل پیشترفته تر شد توانایی تولید فرکانس
های بالا هم بدست اومد
که سازندگان ژنراتور تو اروپا با بررسی همه جوانب
فرکانس 50 هرتز را انتخاب کردن
البته بعضی از کشور ها مثل ایالات متحده , فیلیپین ,
پلینسیای فرانسه و . . . از فرکانس 60 هترز استفاده میکنن!
همونطور که میدونین فرکانس 50 هرتز یعنی در هر ثانیه
100 بار جهت مثبت منفی عوض میشه
حالا شما یه لامپ رو در نظر بگیر , اگه فرکانس کمتر از
این باشه خاموش و روشن شدنش
محسوس میشه و شما فکر میکنید داره هی چشمک
میزنه و باعث چشم درد میشه!
اگه هم این فرکانس بیشتر باشه هم انرژی زیادی
مصرف میشه و هم در خطوط تلفن باعث ایجاد نویز میشه!
بخاطر همین هر کشوری متناسب با خطوط برقش
تلویزیون متفاوتی داره
مثلاً اگه شما تلویزیونی که برای آمریکا (و فرکانس 60
هرتز) طراحی شده رو بیاری ایران استفاده کنی
چشم درد مضمن میگیری!
اگه تلویزیونی که برای 50 درست شده رو هم بهش فرکانس بیشتری بدی انگار داری صحنه آهسته نگاه میکنی!! حالا چرا لامپ توی فرکانس 50 هرتز خوب کار میکنه!؟ - میدونید که لامپ با گرما روشن میشه و این فرکانس
یعنی تو یک ثانیه 100 بار گرم و سرد بشه ( خاموش و
روشن) و چون گرما زود از بین نمیره , تا لامپ بخواد
گرماش رو از دست بده دوباره روشن میشه و گرم
میشه و اینه که ما لامپ رو پیوسته روشن میبینیم!
اگه دقت کرده باشید وقتی برق داره میره , یا تازه میخواد بیاد چشمک زدن لامپ رو میبینیم
چون موقع رفتن و اومدن برق فرکانس 50 نیست و نوسان داره!
بخاطره همین هم هست که میگن وقتی برق میره
یخچال و تلویزیون رو از برق بکش که وقتی برق اومد
اون نوسان هاش از بین بره و بعد از چند دقیقه که به 50
هرتز بدون نوسان رسید دوباره بزنش تو برق!
#فرکانس
#برق
#برق_شهر
@electroscience