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

مقایسه باتری های قابل شارژ @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

‍ 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

جدال دو دانشمند @electroscience

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

چرا 50؟ @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

اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس-بخش اول @electroscience

اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس-بخش دوم @electroscience

✅ اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس-بخش دوم

✳️سال 1675 میلادی:
استفان گری، دانشمند انگلیسی، تمایز بین نحوه بارداری الکتریکی بر روی اجسام رسانا و نارسانا را نشان داد.
✳️سال 1742 میلادی:
هماس لسوئر و فرانسیس جاکویر نسخه ای از قانون نیوتن که نشان دهنده قانون مکعب معکوس در نیروی بین دو جسم مغناطیسی بود را منتشر کرد.
✳️سال 1750 میلادی:
جان میشل، زمین شناس انگلیسی، رساله ای مربوط به نحوه ساخت مواد مغناطیسی مصنوعی را منتشر کرد و نحوه ساخت فولاد مغناطیسی را منتشر کرد و تشریح کرد. همچنین بر روی نیروی جاذبه و دافعه در مواد مغناطیسی قانونی را بیان کرد.
✳️سال 1752 میلادی:
ارتباط بین نور و الکتریسیه توسط بنجامین فرانکلین اثبات شد زمانیکه او سعی کرد بار الکتریکی بزرگ ابر طوفانی را در یک شیشه متصل به گوی رسانا که از طریق یک بادبادک به نزدیک ابرها رفته بود، جمع آوری کند.
✳️سال 1800 میلادی:
فیزیک دان ایتالیایی، الساندرو ولتا، اولین باتری الکتریکی را اختراع کرد.
@electroscience

اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس- بخش سوم @electroscience

✅سال 1809 میلادی:
سر همفری دیوی، شیمی دان و مخترع انگلیسی، اولین لامپ الکتریکی را ساخت. این لامپ از یک رشته کربن بود که هنگام متصل شدن به باتری روشن میشد ولی مدت زمان کارکرد بسیار کوتاهی داشت.
✳️سال 1820 میلادی:
آزمایش های جداگانه توسط کریستین اورستد (دانمارک)، آندره ماریه آمپر (فرانسه) و فرانسیس آرگو (فرانسه)، وجود ارتباط بین الکتریسیته و مغناطیس را تایید کرد.
اورستد به صورت اتفاقی پی برد که جریان الکتریکی موجب حرکت سوزن آهنربا شد و این یافته موجب انفجاری در دنیای علم شد و به زودی پس از آن موجب شد تا اولین موتور الکترومغناطیسی ساخته شود.
✳️سال 1821 میلادی:
مایکل فارادی، یکی از موثرترین دانشمندان انگلیسی، نتایج خود مربوط به قوانین دوران الکترومغناطیسی را منتشر کرد که بعدها پایه گذار توسعه موتورهای الکتریکی شد.
✳️سال 1826 میلادی:
فیزیک دان و ریاضی دان آلمانی، گئورگ اهم، روابط بین توان، ولتاژ، جریان و مقاومت الکتریکی را در قالب قانون اهم بیان کرد.
@electroscience

اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس- بخش چهارم. @electroscience

✅ اینفوگرافی تاریخ علم الکترومغناطیس-بخش چهارم
✳️سال 1831 میلادی:
مایکل فارادای با استفاده از اختراع حلقه القایی خود، اثبات کرد که هرگاه میزان شار مغناطیسی‌ای از یک مدار بسته می‌گذرد تغییر کند، نیروی محرکه‌ای در آن القا می‌شود که بزرگی آن با آهنگ تغییر شار مغناطیسی متناسب است. البته مایکل فارادی تنها کسی نبود که در این حوزه تحقیق کرد بلکه دانشمند آمریکایی جوزف هنری نیز به صورت جداگانه به القای الکترومغناطیسی پی برد اما فارادی اولین نفری بود که نتایجش را منتشر کرد. فارادی همچنین اصول کار موتور الکتریکی را تشریح کرد.
✳️سال 1832 میلادی:
اولین ژنراتور الکتریکی که از آهنربای الکتریکی استفاده می‏کرد و جریان پالسی متناوب تولید می‏کرد، توسط صنعتگر فرانسوی، هیپولیت پیکسی دقیقا یکسال پس از قانون القای فارادی ساخته شد.
✳️سال 1834 میلادی:
توماس داونپورت، آهنگر و مخترع الکتریکی، موتور الکتریکی را اختراع کرد، اختراع امروزه نیز بیشترین کاربرد در موتورهای الکتریکی را دارد.

@electroscience

کاربرد کلیدهای الکترونیک قدرت در صنعت @electroscience

✅کاربرد کلیدهای الکترونیک قدرت در صنعت
در الکترونیک قدرت کلید نقش اصلی رو ایفا می کنه . این کلید ها باید بتونن با فرکانس بالا قطع و وصل بشن، و ولتاژ و جریان مناسبی رو تحمل کنن. کلیدهایی که توسط میکروکنترلر، fpga یا dsp یا … و توسط یه مدار واسط (یا درایور) فرمان قطع و وصل می گیرن. مبدل های افزاینده یا کاهنده ولتاژ DC ، مبدل های تغییر فرکانس و سطح ولتاژ AC ، مبدل های AC به DC و DC به AC ، راه انداز های موتور های مختلف، منابع تغذیه مختلف، خودرو های برقی و … همه جزء کاربرد های الکترونیک قدرت هستن که همگی برای عملکر مدارشون به کلید نیاز دارن . حالا این کلید می تونه یه دیود باشه، ترانزیستور باشه، ماسفت ، یا IGBT یا … . تو این تصویر کلید مناسب برای هر کاربرد رو با توجه به توان و فرکانس کاری نشون داده …. اگه بخوایم به طور کلی یه تقسیم بندی کنیم باید گفت که ما دو دسته کلید داریم در حالت کلی :
🔵 ۱- کلیدهای تریستوری که شامل : تریستور – GTO – IGCT-GCT و ترایاک هستن که معمولا در توانهای بالا و فرکانسهای کم کاربرد دارن.

🔵 ۲- دسته ی دوم کلیدهای ترانزیستوری هستن که شامل : ترانزیستور (bipolar) – ماسفت و IGBT میشن که این دسته توانشون نسبت به کلیدهای تریستوری کمتره ولی فرکانس کاریشون بالاتره

چوک مد مشترک (CMC) در کاربرد درایو @electroscience

✅چوک مد مشترک (CMC) در کاربرد درایو
در الکترونیک قدرت به دلیل عملیات کلیدزنی در حضور عناصر پارازیتی مثل سلف یا خازن پارازیت ,dv/dt و di/dt بوجود می آید که باعث میگردد تا تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد شود و این تداخل الکترومغناطیسی موجب انتشار نویز هدایتی به 2 صورت نویز مد مشترک و نویز مد تفاضلی در مدارات میشود. منظور از نویز هدایتی مولفه های فرکانسی 10 کیلوهرتز تا 30 مگاهرتز میباشد (پایین تر از 10 کیلوهرتز مربوط به THD است) که در محدوده فرکانس رادیویی (RF) میباشد. برای اینکه این نویز به مابقی قسمتهای مدار انتشار نیابد از فیلترهای RF استفاده میشود که شامل سلف و خازن است. بعنوان مثال در سیستم های بسیار حساس مثل هواپیما که دارای منابع تغذیه سوییچینگ است، بخاطر اینکه این نویزهای هدایتی که در کابل های ارتباطی جاری میشود، کار مدارات کنترلی را مختل نکند بایستی حتما از فیلترهایی مناسب جهت جلوگیری از نویز مدمشترک استفاده شود یا در کاربردهای درایو نیز بایستی از انتشار این نویز به منظور جلوگیری از ایجاد تلفات و کاهش کیفیت جریان، ممانعت شود.
یک روش خوب برای حذف نویز مد مشترک در مدارات الکترونیک قدرتی مانند درایوهای موتورهای الکتریکی؛ استفاده از چوک مد مشترک است. با استفاده از سیستم اندازه گیری نویز ابتدا بایستی تشخیص دهیم که کدام مولفه نویز (مد مشترک و مد تفاضلی) قوی تر است و بر اساس آن بایستی فیلتر مناسب را انتخاب کرد.
اگر با اندازه گیری تشخیص داده شد که نویز مد مشترک قوی تر است، یک گزینه مناسب برای حذف آن استفاده از چوک CM یا چوک مد مشترک است. ساختار این چوک در شکل پست ساختار آن نشان داده شده است.
در این چوک، به نحوی سیم‏پیچی را میپیچیم که دو خط + و - ، جریانشان همدیگر را تقویت کنند و این موجب می‏شود یک سلف بزرگ در مقابل نویز CM ایجاد شود و مقدار سلفی که خواهیم داشت برابر L1+L2+2M است. بنابراین وقتی نویز مد مشترک می‏آید در مسیر خود یک سلف با امپدانس بالا و یک مسیر خازنی با امپدانس پایین تا زمین میبیند، بنابراین مسیر خازنی را انتخاب کرده و به زمین میریزد و به این ترتیب جلوی انتشار آن به بقیه مدار گرفته میشود. چوک CM را در مدارات با علامت Z نشان میدهند. بعنوان نمونه در شکل پست یکی از کاربردهای چوک CM در سیستم درایو نشان داده شده است.
@electroscience