المدير
Admin
عدد الرسائل : 200
العمر : 49
تاريخ التسجيل : 20/04/2008
 |  موضوع: الدراسة العلمة للطاقة المتجددة  الثلاثاء 01 يونيو 2010, 3:35 am | |
| اخواني واخواتي الكرم ...
شكر خاص / اتفضل بالشكر الجزيل للأدارة على فتح هذه المملكة العلميةالتي وان كتب الله لها النجاح وبهمتكم ستجعل من منتديات رحال صرح علمي واسع يحتوي على الكثير من البحوث والدراسات الغنية ..ولله الحمد يشرفني ان افتتح هذه المملكة بمجموعة من البحوث والدراسات العلمية الحديثة والاختراعات المبتكرة ..اتمنى لكم الاستفادة والتوفيق / اخوكم صهيب ×××× الطــــرح الأول ××××( الدراسة العلمة للطاقة المتجددة )الطاقة المتجددة:
هي الطاقة المستمدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أو التي لا يمكن أن تنفد.
ومصادر الطاقة المتجددة، تختلف جوهريا عن الوقود الحفري من بترول وفحم والغاز الطبيعي..... ،
وحيث أن مخلفاتها لا تحتوي على غازات وملوثات أخرى كما في احتراق الوقود الحفري .
وهي تنتج عن الرياح والمياه والشمس, وتستخدم على نطاق واسع في البلدان المتقدمة وبعض
البلدان النامية ؛ لكن وسائل إنتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطاقة المتجددة أصبح مألوفا في الآونة الأخيرة ،
وذلك لتجنب التهديدات الرئيسية لتغير المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الحفري ،
بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسياسية للوقود الحفري والطاقة النووية.
مصادر استخدام الطاقة المتجددة
و مصادر تدفقات الطاقة المتجددة تشمل الظواهر الطبيعية مثل الشمس والرياح وحرارة باطن الأرض
وحركة المد والجزر.
ولكل من هذه المصادر خصائصها الفريدة التي تؤثر على كيفية ووقت استخدامها.
وفي السطور القليلة التالية سنتعرف على أهم أشكال الطاقة المتجددة وكيفية الاستفادة منها:
أ- طاقة المياه:
تأتي الطاقة المائية من طاقة تدفق المياه أو سقوطها في حالة الشلالات (مساقط المياه)،
أو من تلاطم الأمواج في البحار،
حيث تنشأ الأمواج نتيجة لحركة الرياح وفعلها على مياه البحار والمحيطات والبحيرات،
ومن حركة الأمواج هذه تنشأ طاقة يمكن استغلالها، وتحويلها إلى طاقة كهربائية،
حيث تنتج الأمواج في الأحوال العادية طاقة تقدر ما بين 10 إلى 100 كيلو وات لكل متر من
الشاطئ في المناطق متوسطة البعد عن خط الاستواء.
كذلك يمكن الاستفادة من الطاقة المتولدة من حركات المد والجزر في المياه،
وأخيراً يمكن أيضاً الاستفادة من الفارق في درجات الحرارة بين الطبقتين
العليا والسفلى من المياه التي يمكن أن يصل إلى فرق 10 درجات مئوية. الطاقة المائية تهدف الى توليد الطاقة من المياه. تحتوي المياه المتحرّكة على مخزون ضخم من الطاقة الطبيعيّة، سواء أكانت المياه جزءاً من نهرٍ جارٍ أو أمواجاً في المحيط. فكّروا في القوّة المدمّرة لنهرٍ يتجاوز ضفّتيه ويتسبب بفياضانات أو في الأمواج الضخمة التي تتكسّر على شواطئ ضحلة، فيمكنكم عندئذ أن تتخيلوا كمّية الطاقة الموجودة.
يمكن تسخير هذه الطاقة وتحويلها الى كهرباء علماً أن توليد الطاقة من المياه لا يؤدّي الى انبعاث غازات الدفيئة. كذلك هي مصدر طاقة قابل للتجديد لأنّ المياه تتجدد باستمرار بفضل دورة الأرض الهيدرولوجيّة. كلّ ما يحتاجه نظام توليد الكهرباء من المياه هو مصدر دائم للمياه الجارية كالجدول أو النهر. وخلافاً للطاقة الشمسيّة أو طاقة الريح، يمكن للمياه أن تولّد الطاقة بشكل مستمر ومتواصل، بمعدّل ٢٤ ساعة في اليوم .
طاقة الأمواج
يقدّر المجلس العالمي للطاقة قدرة الموج على انتاج الطاقة باثنين تيراواط في العام، أي ضعف انتاج العالم الحالي من الكهرباء، وما يعادل الطاقة التي تنتجها ألفي محطة نفط، غاز، فحم, وطاقة نوويّة. يمكن أن تزيد الطاقة الاجماليّة القابلة للتجديد في محيطات العالم على ما يفوق حاجة العالم الحاليّة للطاقة بخمسة آلاف مرّة، اذا ما تمّ تسخيرها. في الواقع، لا تزال هذه التقنيّة قيد التطوير، ومن المبكر أن نقدّر متى ستساهم بشكل فعّال في مخطط الطاقة الشامل.
طاقة النهر
في العام ٢٠٠٣، كانت المصانع الكهرمائيّة تنتج ١٦% من الكهرباء في العالم . تستغل هذه المصانع طاقة المياه التي تتحرّك من مستوى عالٍ الى مستوى أدنى (مياه تجري مع التيّار نزولاً مثلاً). وكلّما اشتدّ الانحدار، تجري المياه بسرعة أكبر و تزيد القدرة على انتاج الكهرباء .
لسوء الحظ، إنّ السدود التي تتناسب مع محطات الطاقة الكهرمائيّة الكبيرة يمكن أن تغرق الأنظمة البيئيّة. كما ينبغي أيضاً أخذ حاجات المجتمعات والمزارع والأنظمة البيئيّة القائمة على مجرى النهر بعين الاعتبار. ولا يمكن الاعتماد على المشاريع المائيّة في فصول الجفاف وفي فترات الجدب الطويلة عندما تجفّ الأنهر أو تنخفض كميّة المياه فيها .
لكن محطات توليد الكهرباء الصغيرة يمكن أن تنتج الكثير من الكهرباء من دون الحاجة الى سدود كبيرة. وتصنّف هذه المحطّات بـ" صغيرة " أو " صغيرة جداً " بحسب كميّة الكهرباء التي تنتجها، وتستفيد الأنظمة الكهرمائيّة الصغيرة من طاقة النهر من دون أن تحوّل كميّة كبيرة من المياه عن مجراها الطبيعي .
إنّ المحطّات الكهرمائيّة الصغيرة هي مصدر طاقة لا يُلحق الأذى بالبيئة ويتمتّع بامكانيّة نمو كبيرة، لكنّه لن يبلغ مداه ما لم نعطه الفرصة لذلك
ب- طاقة الكتلة الحيوية (Biomass fuels):
وهي الطاقة التي تستمد من المواد العضوية كإحراق النباتات وعظام ومخلفات الحيوانات والنفايات والمخلفات الزراعية.
والنباتات المستخدمة في إنتاج طاقة الكتلة الحيوية يمكن أن تكون أشجاراً سريعة النمو، أو حبوباً،
أو زيوتاً نباتية، أو مخلفات زراعية، وهناك أساليب مختلفة لمعالجة أنواع الوقود الحيوي، منها:
الحرق المباشر :
ويستعمل للطهي والتدفئة وإنتاج البخار غير أن هذه العملية لها مردود حراري ضئيل .
الحرق غير المباشر:
لإنتاج الفحم (بدون أوكسجين).
طرق التخمير:
لإنتاج غاز الميثان الذي يستخدم في الأعمال المنزلية كالتدفئة والطهي والإنارة.
الحل الحراري.
التقطير.
ويعطي كل أسلوب من الأساليب السابقة منتجاته الخاصة به مثل غاز الميثان والكحول والبخار
والأسمدة الكيماوية، ويعد غاز الإيثانول واحداً من أفضل أنواع الوقود المستخلصة من الكتلة الحيوية
وهو يستخرج بشكل رئيسي من محاصيل الذرة وقصب السكر.
ج- الطاقة الجوفية:
وهي طاقة الحرارة الأرضية،
حيث يُستفاد من ارتفاع درجة الحرارة في جوف الأرض باستخراج هذه الطاقة وتحويلها إلى أشكال أخرى،
وفي بعض مناطق الصدوع والتشققات الأرضية تتسرب المياه الجوفية عبر الصدوع والشقوق إلى
أعماق كبيرة بحيث تلامس مناطق شديدة السخونة فتسخن وتصعد إلى أعلى فوارة ساخنة،
وبعض هذه الينابيع يثور ويهمد عدة مرات في الساعة وبعضها يتدفق باستمرار وبشكل انسيابي
حاملاً معه المعادن المذابة من طبقات الصخور العميقة، ويظهر بذلك ما يطلق عليه الينابيع الحارة،
ويقصد الناس هذا النوع من الينابيع للاستشفاء، بالإضافة إلى أن هناك مشاريع تقوم على استغلال
حرارة المياه المنطلقة من الأرض في توليد الكهرباء.
د- الطاقة الشمسية:
 
تعد الشمس من أكبر مصادر الضوء والحرارة الموجودة على وجه الأرض،
وتتوزع هذه الطاقة المتولدة من تفاعلات الاندماج النووي داخل الشمس على أجزاء الأرض حسب
قربها من خط الاستواء، وهذا الخط هو المنطقة التي تحظى بأكبر نصيب من تلك الطاقة،
والطاقة الحرارية المتولدة عن أشعة الشمس يُستفاد منها عبر يتم تحويلها إلى (طاقة كهربائية) بواسطة
(الخلايا الشمسية).
وهناك طريقتان لتجميع الطاقة الشمسية،
الأولى: بأن يتم تركيز أشعة الشمس على مجمع بواسطة مرايا محدبة الشكل،
ويتكون المجمع عادة من عدد من الأنابيب بها ماء أو هواء، تسخن حرارة الشمس الهواء
أو تحول الماء إلى بخار.
أما الطريقة الثانية، ففيها يمتص المجمع ذو اللوح المستوى حرارة الشمس،
وتستخدم الحرارة لتنتج هواء ساخن أو بخار .
هـ - طاقة الرياح:
وهي الطاقة المتولدة من تحريك ألواح كبيرة مثبتة بأماكن مرتفعة بفعل الهواء،
ويتم إنتاج الطاقة الكهربائية من الرياح بواسطة مولدات (أو وتربينات) ذات ثلاثة أذرع دوًّارة
تحمل على عمود تعمل على تحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربية،
فعندما تمر الرياح على الأذرع تخلق دفعة هواء ديناميكية تتسبب في دورانها،
وهذا الدوران يشغل التربينات فتنتج طاقة كهربية.
وتعتمد كمية الطاقة المنتجة من توربين الرياح على سرعة الرياح وقطر الذراع؛
لذلك توضع التربينات التي تستخدم لتشغيل المصانع أو للإنارة فوق أبراج؛
لأن سرعة الرياح تزداد مع الارتفاع عن سطح الأرض،
ويتم وضع تلك التربينات بأعداد كبيرة على مساحات واسعة من الأرض
لإنتاج أكبر كمية من الكهرباء.
وهذا النوع هو الذي سوف نتحدث عنه بالتفصيل بأذن الله
عندما يتحرّك الهواء بسرعة على شكل ريح يكون احدي انواع الطاقه والتي تسمي الطاقة الحركيّة
يمكن أن يتم تحويلها مثلما نستطيع تحويل الطاقة الناتجة عن الماء بالتوربينات في سدّ كهرومائي
فإن تولّيد الكهرباء من الرياح عبارة عن تحويّل الطاقة من وسيلة إلى أخرى
(وذلك تبعاً لقانون بقاء الطاقه "الطاقه لا تفني ولكنها تتجدد " )
وبتحرك الرياح تبدأ طواحين الهواء بالتحرّك فتقوم بتدوير عمود دوران متصل بمولد
ويقوم المولّد بتحويل تلك الطاقة الدورانيه (الحركيه) إلى الكهرباء .
كيف تبداء طاقة الرياح؟
تبدأ الطاقة الناتجة عن الريح أولاً من الشمس فعندما تقوم الشمس بتسخين منطقة معينة
من الأرض يقوم الهواء حول تلك المنطقة بامتصاص البعض من تلك الحرارة وفي درجة حرارة
معينة يبدأ ذلك الهواء الحار بالارتفاع بسرعة كبيرة لأن حجم الهواء الحار أخف من حجم الهواء
الأبرد وإن جزيئات هذا الهواء الحار ذو الحركة الأسرع تبذل ضغط أكثر من الجزيئات ذات الحركة
الأبطأ، ولذلك تأخذ وقت أقل لإبقاء ضغط الهواء الطبيعي في الارتفاع المسموح وعندما يرتفع
الهواء الحار الأخف فجأة تتدفق تيارات هوائية أبرد بسرعة لسدّ الفراغ الذي تركه الهواء الحار وراءه.
إذا قمت بوضع جسم ما مثل طاحونة الهواء في طريق تلك الريح فستقوم الريح بدفعها، محولة
البعض من طاقتها الحركية الخاصة إلي طاحونة الهواء وبهذه الطريقة يستمد توربين
الرياح الطاقة من الريح ويحدث نفس هذا الأمر مع المركب الشراعي عندما يدفع الهواء
المتحرّك الشراع ويتسبّب بتحرك المركب
أبسط توربين لطاقة الرياح
يشمل ثلاثة أجزاء رئيسية:
1 ـ تربنات دوّارة ـ
إن هذه التربنات مثل الأشرعة لهذا النظام تشكل حواجز ضد الرياح في شكلها البسيط
(إن تصاميم الطواحين الحديثه تتجاوز طريقة الحواجز هذه)
عندما تجبر الريح الطواحين على التحرّك تكون قد حوّلت البعض من طاقتها إلى الدوّارن.
2 ـ عمود الدوران ـ
وهو الذي يوصل الطاحونه الهوائيه (التربينه)الي المولد .
3 ـ المولّد -
هو القطعة الأساسية وهو أداة بسيطة جداً،
تستعمل خواص التأثير الكهرومغناطيسي لإنتاج جهد كهربائي
ووظيفته الاساسيه هي تحويل الطاقه الحركيه الي طاقه كهربيه.
ويتركب من مغناطيس وموصّل و هذا الموصّل عبارة عن سلك ملفوف،
يتم وضع هذه الملفات علي العمود الدوار .
ويُحاط العمود الدوار والموصلات بالمغنطيسات الثابتة مما يسبب تولد
جهد متردد (قوي دافعه كهربيه في الموصلات والتي تمرر تيار)
تاريخ طاقة الرياح
استخدم الناس طاقة الرياح للمرة الأولى في عام 3000 قبل الميلاد تقريباً
على شكل مراكب شراعية في مصر إذ قامت الأشرعة بتسخير طاقة الريح
لسحب المركب عبر الماء، واستخدمت الطواحين الأولى لطحن الحبوب إمّا
في عام 2000 قبل الميلاد في بابل القديمة أو في عام 200 قبل الميلاد
في بلاد فارس القديمة، احتوت هذه الأدوات الأولى عارضة خشبية عمودية
واحدة أو أكثر والأسفل المسن ربط بعمود تدوير يدار بالريح وإن المفهوم
من استخدام طاقة الرياح لطحن الحبوب انتشرت بسرعة في الشرق الأوسط
وكانت في استخدام واسع قبل فترة طويلة من استخدام الطاحونة الأولى التي
ظهرت في أوروبا .
التطوير الحديث لتقنية وتطبيقات طاقة الرياح كانت جارية بشكل جيد جدا بالثلاثينات،
عندما قامت 600,000 طاحونة بسد حاجة المناطق الريفية البعيدة بالكهرباء والماء
وعندما بدأ انتشار توزيع الكهرباء بدرجة واسعة في البلدات والمزارع بدأ ينحسر
استعمال طاقة الرياح في الولايات المتّحدة ولكنّه ارتفع ثانية بعد نقص النفط الأمريكي
في أوائل السبعينات وخلال السنوات الـ30 الماضية تقلب البحث والتطوير مع اهتمامات
الحكومة الاتحادية وحوافز الضريبة وفي وسط الثمانينات كان تقدير طاقة توربينات الرياح
يصل كحد أقصى إلى 150 كيلو واط وفي عام 2006 قدّر مقياس التوربينات التجارية
عموماً بأكثر من 1 ميغا واط ومتوفرة أيضاً بقدرة تصل إلى 4 ميغا واط.
تقنية طاقة الرياح الحديثة
عندما تتحدّث عن توربينات الرياح الحديثة سترى تصميمين أساسيين:
المحور الأفقي (HAWT)
والمحور العمودي (VAWT )،
توربينات الرياح ذات المحور العمودي (VAWT's) نادرة جداً وإن الوحيد حالياً
في الإنتاج التجاري لهذه التوربينات هو (داريوس) الذي أنتج نوع توربينات
مثل مضرب البيض.
إن العمود في VAWT مركب على محور عمودي متعامد على الأرض
وهو يوضع دائما مع الريح، على خلاف نظراءه ذوي المحور الأفقي لذلك
لن يكون من الضروري تعديله عندما يتغيّر اتجاه الريح لكن الـ VAWT
لا يستطيع البدء بالتحرّك وحده فهو يحتاج لدفع من نظامه الكهربائي للبدء
ولديه أسلاك مشدودة للدعم بدلاً من البرج ولذلك فإن ارتفاع الدوّار منخفض
أكثر وإن الارتفاع المنخفض يعني رياح أبطئ لذا فإن الـ VAWT's عموماً
أقل فعالية من الـ HAWT's.
قد تستعمل (VAWT) للتوربينات ذات النطاق الضيق ولضخّ الماء في
المناطق الريفية البعيدة ولكن تستخدم توربينات الرياح ذات المحور الأفقي
(HAWTs) بنطاق أوسع بكثير.
إن عمود التوربينات ذات المحور الأفقي (HAWT) مركب أفقياً ومتوازي مع الأرض
وهو يحتاج لآلة تعديل الانحراف من أجل أن يثبت نفسه ضد الرياح ويشمل نظام الانحراف
هذا محرّكات كهربائية وصناديق التروس التي تقوم على تحريك كامل الدوّار إلى اليسار
أو اليمين بمقادير صغيرة ويقوم جهاز سيطرة التوربين الإلكتروني بقراءة موقع أداة دوّارة
الرياح (إمّا ميكانيكياً أو إلكترونياً) وتعدّل موقع الدوّار للاستفاده من أكبر كمية متوفرة من
طاقة الرياح وتستخدم التوربينات ذات المحور الأفقي برج لرفع المكوّنات الأساسية للتوربين
إلى أقصى ارتفاع من أجل سرعة الريح وهي تأخذ مساحة صغيرة من الأرض في حين يبلغ
طولها تقريباً 260 قدم (80 متر) في الهواء.
العناصر الأساسية لتوربين كبير ذو محور أفقي:
ـ تربينات دوّارة تستمد طاقة الرياح وتحوّلها إلى طاقة دورانيه.
ـ عمود يوصل الطاقة الدورانيه إلى المولّد.
ـ هيكل المحرك وهو غطاء يحوي:
ـ صندوق تروس: يزيد سرعة العمود بين مركز الدوّار والمولّد.
ـ مولّد: يستعمل الطاقة الدورانيه من العمود لتوليد كهرباء باستخدام الكهرومغناطيسية.
ـ وحدة سيطرة إلكترونية: نظام مراقبة يوقف التوربين في حال حدوث عطل ويسيطر على آلية الإنحراف.
ـ جهاز سيطرة انحراف: يحرّك العضو الدوّار ليقف باتجاه الريح.
ـ كابحات: توقّف دوران العمود في حال وجود طاقة زائدة أو فشل في النظام.
ـ برج : يدعم العضو الدوّار وهيكل المحرك ويرفع كامل التركيب إلى الارتفاع الأعلى.
ـ أجهزة كهربائية: تجلب الكهرباء من المولّد في الأسفل خلال البرج وتسيطر على العديد من عناصر أمان التوربين.
وعلى خلاف تصميم طاحونة الهواء الهولندية القديمة التي تعتمد في الغالب على
قوة الريح لدفع الشفرات للحركة تستعمل التوربينات الحديثة مبادئ ديناميكية هوائية
متطوّرة أكثر للاستفاده من طاقة الرياح بفاعلية أكبر وإنّ القوتين الديناميكيتن الأساسيتين
للهوائية تعملان في دوّار توربين الرياح لتكونا بشكل عمودي مع إتّجاه تدفق الريح.
الشفرات التوربينية شكلها يشبه كثيراً شكل أجنحة الطائرة حيث استخدم بها تصميم السطح
الانسيابي أي أن سطح الشفرة يدوّر بعض الشّيء في أحد جهاتها وتكون مستوية نسبياً في باقي
السطح وهي ظاهرة معقّدة جداً وقد تتطلّب في الحقيقة دكتوراه في الرياضيات أو الفيزياء لفهمها
بالكامل وتصميم الامثل منها.
الديناميكيا الهوائية ليست اعتبار التصميم الوحيد في تصميم توربين رياح فعّال
هناك أيضاً أمور الحجم وأطوال الشفرات التوربينية فإنه بقدر ما يمكن أن يستمد
التوربين طاقة من الريح بقدر ما يمكن أن يولد الكهرباء وبشكل عام فإن مضاعفة
قطر الدوّار ينتج أربعة أضعاف زيادة في ناتج الطاقة وفي بعض الحالات في المناطق
ذات سرعة رياح منخفضة يستطيع الدوّار ذو القطر الأصغر أن ينتهي بإنتاج طاقة أكثر
من دوّار أكبر لأنه إذا كان التكوين أصغر فسيأخذ طاقة رياح أقل لتدوير المولّد الأصغر
لذا فإن التوربين يمكنه بلوغ القدرة الكاملة دائماً تقريباً وإن ارتفاع البرج عامل رئيسي
في إنتاج الطاقة أيضا فإن التوربين الأعلى قادر على اخذ طاقة أكثر لأن سرعة الريح
تزيد بزيادة الارتفاع ويخمن العلماء بأن كل مضاعفة في الارتفاع تزيد 12 بالمائة من
سرعة الريح.
أنواع أنظمة الكبح(الفرمله):
ـ التحكم بالميلان:
إن جهاز سيطرة التوربين الإلكتروني يراقب ناتج التوربين الكهربائي ففي سرعة الريح
التي تزيد عن 45 ميل بالساعة سيكون الناتج الكهربائي عالي جداً وفي هذه المرحلة
يقوم جهاز السيطرة بإخبار الشفرات على تعديل ميلانها لكي تصبح غير مصطفة مع
الريح وهذا يبطئ دوران التربينه وتتطلّب أنظمة التحكم بالميلان زاوية شفرات متزايدة
(على الدوّار) لكي تكون قابلة للتعديل.
ـ الإيقاف:
الشفرات مركبة على الدوّار في زاوية ثابتة ولكنها مصمّمة على أن تقوم بكبح الدورات
في الشفرات بنفسها عندما تصبح الريح سريعة جداً وقد أميلت الشفرات بحيث إذا أصبحت
الريح فوق سرعة معينة ستتسبّب باضطراب على جانب الشفرة المواجه للريح وبالتالي
سيتسبب ذلك بالتوقف، يحدث توقف ديناميكي هوائي ببساطة عندما تصبح زاوية الشفرة
التي تواجه الريح المقبلة شديدة الانحدار فتبدأ بإزالة القوة مما ينقص سرعة الشفرات.
وبشكل عام إن 50,000 توربين رياح ينتج 50 بليون كيلو واط ساعي سنوياً على الأقل.
وأخيراً فهناك اتجاه في شتى دول العالم المتقدمة والنامية يهدف لتطوير سياسات الاستفادة
من صور الطاقة المتجددة واستثمارها، وذلك كسبيل للحفاظ على البيئة من ناحية، ومن ناحية
أخرى إيجاد مصادر وأشكال أخرى من الطاقة تكون لها إمكانية الاستمرار والتجدد، والتوفر
بتكاليف أقل، في مواجهة النمو الاقتصادي السريع والمتزايد، وهو الأمر الذي من شأنه أن
يحسّن نوعية حياة الفقراء بينما يحسّن أيضا البيئة العالمية والمحلية. ×××× الطـــرح الثـــاني ××××( مــعلومات عن > الكلفانومتر > الاميتر > الاوفوميتر )اولآ الجلفانوميتر ذو الملف المتحركـ
وظيفته :
يستخدم لقياس شدات التيار الصغيرة التي تصل إلى 10 ^ - 10 أمبير ، مع تحديد اتجاهها .
فكرة عمله :
عزم الازدواج الناشئ عن التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي
تركيبه :
مغناطيس قوي على شكل حرف U ,ملف قابل للدوران , نابض خفيف (زنبرك يعمل على إعادة الملف لوضعه الأصلي) , مؤشر متصل بالملف .
طريقة عمله :
عندما يمر تيار في الملف ينشأ عزم ازدواج بسبب تأثير المجال المغناطيسي يعمل على دوران الملف ، وينشأ عزم ازدواج آخر من النابض يقاوم هذا الدوران فيتزن الملف ويتوقف عن الدوران ويشير مؤشر الجلفانومتر لقيمة التيار المراد قياسها .
شرط اتزانه :
تساوي العزمين المتضادين ( العزم الناشئ عن المجال والناشئ عن النابض )
عيوبه :
التيار الكبير قد يؤدي إلى تلفه ( لكبر عزم الملف عن عزم النابض فيتلف النابض وبالتالي الجهاز )
مميزاته :
1- يقس تيارات أقل من الميكرو أمبير
2- لا يتأثر بالعوامل الجوية ( رطوبة وخلافه ) ولا يتأثر بالمغناطيس القريب منه .
ملاحظة :
سمي الجلفانومتر ذي الملف المتحرك بسبب أن الجزء المتحرك فيه هو الملف , وكما يوجد نوع آخر يسمى الجلفانومتر ذي المغناطيس المتحرك لا يستخدم في الوقت الحاضر , وفيه يكون الجزء المتحرك هو إبرة مغناطيسية .
ثانيآ : الاميتر
وظيفته :
جهاز يستخدم لقياس شدة التيارات الكبيرة في الدائرة الكهربائية.
تركيبه : جلفانومتر مضافا إليه مقاومة صغيرة جدا (م ) توصل مع ملف الجلفانومتر على التوازي ( تسمى مجزئ التيار )
السبب: ليحدث تفرع للتيار المراد قياسه (ت) حيث يمر جزء صغير من التيار (ت1) عبر ملف الجلفانومتر والجزء الكبير من التيار يمر عبر المقاومة الصغيرة (م) ( تذكر أن العلاقة بين شدة التيار والمقاومة هي علاقة عكسية وفق قانون أوم )
بما أن المقاومتان على التوازي :
فرق الجهد ثابت
ويكون جـ = جـ .
م. ت1 = م ( ت – ت1 )
م = م. × ت1 / ( ت- ت1)
لاحظ أن القوة المضاعفه للمجزئ
ض = ت/ت1
مقاومة مجزئ التيار
م = م. / ( ض – 1 )
توضيح الرموز :
م. : مقاومة الجلفانومتر
ت1 : التيار المار في الجلفانومتر ( أكبر تيار )
م : مقاومة مجزئ التيار ( المقاومة المضافة )
ت : شدة التيار الذي يقيسه الأميتر ( أكبر تيار )
( ت- ت1) : التيار المار في مجزئ التيار ....
ثالثآ: الاوفوميتر
 وظيفته :
جهاز يستخدم لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية .
 تركيبه :
جلفانومتر مضافا إليه مقاومة كبيرة توصل مع ملف الجلفانومتر على التسلسل (م) , ( تسمى مضاعف الجهد )
السبب :
لتقليل كمية التيار المارة في ملف الجلفانومتر حتى لا يؤثر على شدة التيار المار في الدائرة الرئيسية وتحافظ على سلامة ملف الجلفانومتر.
 العلاقة الرياضية :
 بما أن المقاومتان على التوالي إذا فرق الجهد غيرثابت ويكون
جـ = جـ . + جـ 1
جـ = ت1 ( م + م . )
مقارنة :
 تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 867 * 526. This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 867x526 and weights 54KB.
خامسا : الأفوميتر :وهو جهاز يمكن استخدامه لقياس شدة التيار أو فرق الجهد أو مقدار المقاومة ويتم ذلك حسب رغبة المستخدم عن طريق قرص يدار ليحدد مجال الاستخدام ....
ملاحظات ....
1- لو أردنا قياس قيمة مقاومة موصلة بدائرة ما فيجب إزالتها من الدائرة قبل بدء القياس حتى نحصل على القراءة الصحيحة
2- ثم نقوم بلمس طرف المجس الأحمر (الموجب) بأحد أطراف المقاومة وطرف المجس الأسود (السالب) بطرف المقاومة الآخر وسوف تظهر لنا قيمة المقاومة في شاشة الأوميتر ...
وكذالك لو أردنا قياس قيمة فرق الجهد في المقاومة العلوية فما علينا إلا أن نلامس طرف المجس الأحمر (الموجب) بأحد أطراف المقاومة وطرف المجس الأسود (السالب) بطرف المقاومة الآخر وسوف تظهر لنا قيمة فرق الجهد في شاشة الفولتميتر....
لو أردنا قياس شدة التيار المار في الدائرة فيجب أن نجعل التيار يمر عبر الأميتر لقياسه (أي يجب أن نوصل الملتيمتر بالتسلسل مع الدائرة).×××× الطــــرح الثـــالث ××××( تقرير شامل عن هندسة الطيران وبحوثها وتقاريرها المستحدثة ) هندسة الطيران
Aeronautical Engineering
مقدمةهندسة الطيران
Aeronautical Engineering
هي العلم,أو العملية, المتبع لتصميم طائرة أو أي آلة طائرة تستطيع الطيران ضمن نطاق الغلاف الجوي. ولهندسة الطيران أربعة مباحث (مواضيع) رئيسية لابد لمهندس الطيران الإلمام بها في المرحلة الأساسية والتخصص الدقيق بإحداها في المراحل المتقدمة, هذه المباحث هي:
1- علم قوى الهواء أو الديناميكا الهوائية Aerodynamics وهو العلم الذي يعنى بدراسة التصميم الخارجي للطائرة ككل, وكذلك أجزائها, كالذيل والجناح, لتتمكن الطائرة من توليد قوة الرفع اللازمة لرفعها من على الأرض وجعلها تطير بسهولة ويسر في الهواء. وهذا العلم تحته أفرع متعددة لدراسة قوى الهواء, منها التيارات الهوائية اللزجة (viscous flow) وهي التي تكون كثافة الهواء فيها متغيرة باستمرار وذلك يكون في السرعات العالية جدا, وكذلك التيارات الهوائية الغير لزجة (non-viscous flow).
2- علم الاستقرار والتحكم Stability and Controlوهو العلم الذي يعنى بدراسة كيفية التحكم بالطائرة والحفاظ عليها مستقرة وهي تحت تأثير قوى الهواء الخارجية. من أفرع هذا العلم, الاستقرار السكوني (Static Stability ) الذي يدرس استقرار الطائرة وهي متزنة سكونيا, وكذا الاستقرار الحركي (Dynamic Stability).
3- علم أنظمة الدفع Propulsionوهو العلم الذي يدرس تصميم وانتاج محرك ( مروحي أو نفاث ) يعمل على توفير القوة الدافعة اللازمة لدفع الطائرة في الهواء. من أسس هذا العلم دراسة الديناميكا الحرارية وديناميكا الغازات والخواص الكيمائية للمنتجات البترولية للاستفادة منها في تصنيع وتطوير أنواع لوقود الطائرات.
4- علم الإنشاءات والهياكل Structures
وهو العلم الذي يعنى بتصميم وإنتاج هياكل وإنشاءات الطائرة وجعلها قرية كفاية لتتمكن من مقاومة الرياح المستعرضة لها في الجو, والتركيز على استخدم مواد لا تضيف وزنا زائدا على وزن الطائرة الكلي. من أفرع هذا العلم, الإنشاءات الرقيقة الجدار (Thin-Walled Structres ) والإنشاءات الشبكية (Truss Structres).
المقارنة بين هندسة الطيران وهندسة الفضاء أما بالنسبة للمقارنة بين هندسة الطيران وهندسة الفضاء, فهندسة الطيران سبق تعريفها وهندسة الفضاء تعرف على أنها العلم الذي يعنى بدراسة وتصميم وتصنيع المركبات التي تطير خارج الغلاف الجوي, أي في الفضاء الخارجي. من تطبيقات هندسة الفضاء بناء الصواريخ الدافعة للفضاء والمحطات الفضائية وكذلك بناء الأقمار الاصطناعية. ومن التعريفين السابقين يتبين للقارئ الفرق بين هندسة الطيران وهندسة الفضاء وهما مكملان لبعضهما البعض بل إن الأساس هو هندسة الطيران الذي مكن الإنسان من التحليق في الهواء ثم بني على هذا العلم علم هندسة الطيران الذي مكن الإنسان من اقتحام الفضاء وسبر آفاقه.
مجالات عمل مهندسو الطيران
1 - مجال تصميم وتصنيع الطائرات طبعاً هذا المجال غير موجود في بلادنا, ولو وجد فلن يبقى مهندس طيران في غير هذا المجال, لأنه مجال ضخم ويحتاج لمئات المهندسين وعشرات الأقسام لكل قسم تخصصه ومهامه, فالطائرة كما يقال - مدينة تطير
2- مهندس الطيران مهندس ميكانيكي بالمقام الاول (( هندسة المحركات )) Decay stage مثله مثل مهندس الإنتاج, ومهندس الحرارية, ولكن لكل قسم تخصصاته الدقيقة, فمثلاً مهندس الطيران أفضل من مهندس الحرارية في (التوربينات)رغم أن (التوربينات) جزء مهم من الحرارية كما هو معروف ولكن في هندسة الطيران يتعمق الطالب في دراسة التوربينات وأنوعها الكثيرة ... إذا من مجالات مهندس الطيران, العمل في صيانة الآلات الحرارية, وشركات تصنيع البلاستيك, وشركات تصميم وتصنيع العدد الميكانيكية .... الخ
3- من مجالات مهندس الطيران الطبيعية صيانة الطائرات مثل مهندسين الخطوط مثلاً, وصيانة الأدوات المكملة للمطارات والطائرات كذلك مثل شركة (المكملة - في جدة)
4- من مجالات مهندس الطيران, ((قيادة الطائرات)) فيوجد رحلات لاختبارات الطائرات يتوجب وجود مهندسو الطيران فيها فهم الأقدر على فهم الطائرة وحسن التصرف
5- من مجالات مهندس الطيران, العمل في محطات توليد القوى حيث أهم جزء هو (التوربينه) بالاضافة إلى مصدر توليد الحرارة (الغلايات)
6- كثير جداً من مهندسي الطيران ينخرطون في القوات المسلحة وبالذات في صيانة الهلوكبتر, والصواريخ ومحركات الطائرات النفاثة .
7- هندسه هياكل الطائرات وبالذات فيقسم أساسي ورئيسي ويأتي الرديف الثاني لهندسه المحركات بحيث أن قسم صيانة الهياكل يتألف من صيانة لجسم الطائرة من الداخل والخارج (( الهيكل - الأجنحة - الذيل - مقدمة الطائرة - أجهزة الهبوط (لاندق قير ) )) ...الخ وميكانيكا الطيران تنقسم الدراسة فيها إلى ثلاثة أقسام رئيسيه:1-القسم العام genreal
2-هياكل airframe
3-محركات powerplantويدرس في القسم العام الرياضيات والفيزيا وبعض المواد المتاللة يسامحكة بالطيران مثل اللبراغي وكذلك طريقة تصنيع وتطوير الطائرات
أما قسم الهياكل فيدرس فيه طريقة إصلاح المشاكل في هيكل الطائرة وفيها أيضا مادة لحام ومادة sheet metal وهي كيفية إضافة قطعه في أي مكان في هيكل الطائرة في حال وجود ثقب أو صدأ أو حتى شقوق ويعتمدا التغيير على إمكانية طيران الطائرة) airwothiness بدون حدوث مشاكل تؤثر على سلامة الركاب بوجود الثقب
وأما في قسم المحركات ما يحتاج وهو كيفية عمل وصيانة المحركات بأنواعها سواء النفاثة أو محركات السلندر و قسم افيونكس avionics وهذا القسم له أولويته في هذا المجال وخاصة عنصر التحكم في الطائرة من خلال autopilot الطيار الآلي أو من خلال main computer system كمبيوتر النظام الأساسي ,,, وكما أن أكثر دراسة تطوير ولو تابعنا نهضة صناعة الطائرات في اكبر المصانع خاصة بوينج و ايرباص و غيرها نجد أن من أكثر أنواع النظم تطويرا و تحديثا لأهميته و للتسهيل وللبعد عن الخطاء البشري الذي ممكن يحدث سببه النسيان أو عدم الخبرة. ومن أجل ذلك كانت أهمية هذا القسم!!!
1- التحكم بنوعيه Controle Digital & Analog
2- الدراسة التفصيلية للنظم الالكترونية وخصائصها electronic system classifications
3- جهاز الاستقبال المستخدم عن طريق الأقمار الصناعية GPS لمعرفة موقع الطائرة باستخدام الاتجاهات الثلاثة والزمن
4- تشريعات الطيران regulations التي توضع من خلال ICAO هذه نماذج لأهم المواد المستخدمة في قسم هندسة الطائرات (افيونكس) . ملحوظة هذه الدراسة بهذا القسم خاصة بالطائرات المدنية civilian airplanes وليس بالحربية military airplanes
والحمد لله رب العالمين ,,,, >>> يـــــــــــــتبع >>>
منقول
| |
|
