پاورپوینت-ppt-هارمونیکها در برق-در 60 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت-ppt-هارمونیکها در برق-در 60 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

هارمونیک‌ها، ولتاژ و جریانهای الکتریکی هستند که در شبکه قدرت بر اثر نوعی از بارهای الکتریکی به وجود می‌آیند

علت ایجاد هارمونیک

در جریان متناوب و عادی شبکه‌های قدرت، ولتاژ سینوسی در یک فرکانس خاص، معمولا ۵۰ یا ۶۰ هرتز است زمانی که یک بارالکتریکی خطی به سیستم متصل می‌شود، در این حالت جریان سینوسی با همان فرکانس ولتاژ شکل می‌گیرد.

وقتی که یک بار غیر خطی مانند یکسوکننده‌ها به سیستم قدرت متصل می‌شود باعث به وجود آمدن جریانی می‌شوند که دقیقا سینوسی نیست. شکل موج جریان می‌تواند بسته به نوع بار و در اثر متقابلش با دیگر اجزا سیستم بکلی پیچیده شود. صرف نظر از پیچیدگی‌ها شکل موج جریان که از طریق تجزیه و تحلیل سری فوریه توضیح داده می‌شود، این امکان وجود دارد که موج را به یک موج ساده تجزیه کرد که در فرکانس سیستم قدرت، در مضرب صحیحی از فرکانس اصلی رخ دهد. نمونه‌های بیشتر از بارهای غیر خطی شامل تجهیزات دفتری و اداری معمول، مانند رایانه‌ها و پرینترها و همچنین درایوهای با سرعت قابل تنظیم هستند.

تاثیرات هارمونیک

افزایش جریان یکی از اثرات عمده ی هارمونیک‌های سیستم قدرت است. این امر به ویژه در هارمونیک سوم باعث بهم خوردن تعادل فازها و در نتیجه باعث افزایش شدید جریان در سیم نول می‌شود. در طراحی یک سیستم الکتریکی این اثر می‌تواند توجه خاصی را در تغذیه بارهای غیر خطی نیاز داشته باشد

پاورپوینت-ppt- سیستم سوخت رسانی خودرو-65 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت-ppt- سیستم سوخت رسانی خودرو-65 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

سیستم سوخت رسانی انژکتوری یکی از روش‌های سوخت رسانی به موتورهای احتراق داخلی به روش تزریق سوخت است که در این سیستم سوخت توسط یک پمپ مکانیکی یا برقی با فشار به داخل لوله‌های سوخت رسانی و ریل سوخت وارد می‌شود و از طریق انژکتورها که در واقع نوعی شیر محسوب می‌شوند به پشت سوپاپ هوا یا درون سیلندر بصورت پودر شده پاشیده می‌شود و به این ترتیب مخلوطی از هوا و سوخت برای احتراق در موتور و تولید انرژی بدست می‌آید

تاریخچه

در اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی کارخانه شورولت و پونتیاک اولین طرح سوخت رسانی انژکتوری مکانیکی نوع تزریق دائم را عرضه نمودند. مرسدس بنز در سال 1952 خودروی 300SL W194 که اولین خودروی انژکتوری بنزینی بود را به بازار عرضه نمود. در اواخر دهه ۱۹۵۰ شرکتکرایسلر تعدادی اتومبیل انژکتوری با سیستم الکترونیکی تولید نمود و نام این طرح را بندیکس الکتروژکتور نامید. با ظهور ترانزیستور و دیود در صنعت الکترونیک، در سال ۱۹۶۸ میلادی شرکت فولکس واگن نمونه جالبی از طرح شرکت بوش را که از فناوریهای نوین بهره جسته بود در روی موتورهای خود بکار برد.

مزایای تزریق سوخت

توزیع یکنواخت سوخت بین سلیندرها، کاهش خام سوزی و تولید گازهای خطرناک، راندمان حجمی بالاتر موتور به علت حذف ونتوری، کاهش ارتفاع موتور، عدم نیاز به گرمکن، شتاب گیری زیادتر موتور، کاهش مصرف سوخت و اندازه گیری دقیق سوخت از مزایای روش تزریق سوخت می‌باشد.

معایب تزریق سوخت

وجود قطعات حساس، دقیق و گران قیمت، نیاز به تخصص فراوان در امر تولید و تعمیر قطعات و پیچیدگی سیستم از معایب روش تزریق سوخت می‌باشد.

انواع سیستم سوخت رسانی انژکتوری

مکانیکی

1. نوع کا - جترونیک

الکترونیکی EFI

1. نوع الکتروجکتور
2. نوع دی - جترونیک
3. نوع کا - جترونیک لامبدا
4. نوع ال - جترونیک
5. نوع ال اچ - جترونیک

اجزاء سیستم سوخت رسانی انژکتوری

ریل سوخت و انژکتورهای متصل به آن

1. سنسورها: شامل سنسور فشار هوا، سنسور دمای هوا، سنسور دمای آب، سنسور سرعت، سنسور دور موتور، سنسور اکسیژن،سنسور زاویه میل لنگ، پتانسیومتر دریچه گاز، سنسور ضربه، سوئیچ اینرسی، سنسور جریان جرمی هوا
2. پمپ
3. لوله‌های سوخت رسانی
4. فیلتر سوخت
5. ریل سوخت
6. انژکتورها
7. مانیفولدهواو بدنه گاز
8. واحد کنترل الکترونیکی
9. موتور کنترل دور ارام
10. رگلاتور فشار شکن

انواع روشهای تزریق

1. نوع تک نقطه‌ای شامل: TBI، CFI
2. نوع تزریق مداوم
3. نوع تزریق دریچه مرکزی شامل:CPI و CPFI
4. نوع چند نقطه‌ای
5. نوع تزریق مستقیم
6. سیستم سوخت رسانی الکترونیکی خودرو
7. یکی از روشهای مناسب جهت سالم سازی محیط زیست در جهان ، کاهش گازهای آلاینده متصاعد شده از موتورها می‌باشد که در نسل جدید خودروها توسط جایگزین کردن سیستم سوخت‌ رسانی انژکتوری الکترونیکی بجای سیستم کاربراتوری ، گام مهمی در این جهت برداشته شده است .
8. مهمترین دلیل برای انتخاب این سیستم  :
9. 1- بالارفتن راندمان حرارتی و افزایش قدرت حجمی
10. 2- توزیع یکنواخت سوخت در کلیه سیلندرها
11. 3-گشتاور بالا در دورهای پایین
12. 4-عدم نیاز به ذخیره بنزین در مانیفولد ورودی
13. 5-کاهش مصرف سوخت
14. 6-کارکرد بهتر در هوای سرد
15. 7-کاهش گازهای آلاینده خروجی
16. 8-تنظیم دور آرام (800 - 850 RPM)
17. 9-عدم نیاز به گرم کردن مانیفولد هوا
18. یکی دیگر از دلایل جایگزین سیستم انژکتوری به جای کاربراتوری بهبود کارکرد و افزایش بازدهی و توان اتومبیل می‌باشد .
19. مهمترین هدف سیستم کنترل الکترونیکی موتور ، اعمال تنظیم دقیق بر روی دو عامل می‌باشد:
20. 1-کنترل نسبت سوخت به هوا
21. 2-کنترل زمان بندی جرقه
22. امروزه سیستمهای الکترونیکی تزریق سوخت با وجود گران بودن به عنوان بهترین راه حل مورد استفاده قرار گرفته‌اند . در مورد پراید انژکتوری مورد بحث در کشور ما ، روش اندازه منیفولد (MAP) با کمک سنسور هوا ( ATS) می‌باشد .
24. مزایای خودروی انژکتوری نسبت به خودری کاربراتوری:
25. 1-کاهش ناگهانی قدرت در سر پیچهای تند در خودروی کاربراتوری :
26. هر تغییری در جهت حرکت خودرو باعث وارد آمدن نیروی گریز از مرکز به آن می‌شود و این نیرو به تمام قسمتهای خودرو وارد می‌گردد که از جمله این قسمتها پیاله سوخت است . پیچهای تند تمایل دارن که سوخت را در پیاله سوخت در دیواره به سمت بالا بیاورند . بنا بر این با بالا برن شناور مانع دریافت سوخت بیشتر شده و افت قدرت ایجاد می‌گردد . این مشکل به دلیل عدم وجود کاربراتور در خودروی انژکتوری ، وجود ندارد .
27. 2-عدم توزیع یکنواخت سوخت در سیلندر ها :
28. پس از اختلاط سوخت و هوا در کاربراتور ، مخلوط حاصله به صورت موجی حرکت می‌کند که باعث تغییر در سرعت جریان می‌گردد و این تغییر برای هریک از دهانه‌های ورودی هوا متفاوت می‌باشد و این تفاوت علت اصلی عدم توضیع سوخت یکنواخت در سیلندرها می‌باشد و بعضی از سیلندرها با سوخت غنی‌تر نسبت به دیگران پر می‌شود ، بنا بر این به جهت کامل پر شدن دیگر سیلندرها مجبوریم سوخت را مقداری غنی‌تر در نظر بگیریم و این موضوع یکی از علل افزایش مصرف سوخت و آلودگی هوا می‌باشد .
29. 3-پلاتین به کار رفته در سیستم جرقه زنی معمولی دارای بعضی مشکلات مکانیکی بوده و عمر آن محدود می‌باشد .
30. 4-جریان عبوری از مدار اولیه کویل باید به 4 آمپر محدود گردد در غیر این صورت پلاتین آسیب می‌بیند یا لااقل عمر آن کاهش می‌یابد .
31. 5-عدم نیاز به گرم کرده مانیفولد ورودی در هوای سرد در سیستم انژکتور :  در سیستم انژکتوری موتور در هوای سرد به راحتی روشن    می‌شود ، چون ECU بر اساس دمای موتور مقدار پاشش سوخت را بیشتر می‌کند و به تدریج با گرم شدن موتور زمان پاشش نیز کمتر می‌گردد .
32. 6-تعداد قطعات فرسایشی درسیستم انژکتور نسبت به سیستم کاربراتوری کمتر می‌باشد .
33. 7-فقیرسازی مقدار سوخت در شتاب منفی خودرو:پس از مشخص افت ولتاژ سنسور موقعیت دریچه گاز (TPS) ، ECUدرمیابد که باید میزان سوخت را کاهش دهد بنا بر این طول پالس ارسالی از TPS به ECU کاهش یافته تا مصرف سوخت کاهش یابد . هنگامی که دریچه گاز کاملآ بسته است پاشش سوخت قطع می‌شود .
35. 8-قطع جریان سوخت جهت جلوگیری از افزایش دور معینی از موتور :
36. برای جلو گیری از صدمه دیدن موتور در نتیجه افزایش بیش‌ از حد دور آن ، ECU انژکتورها را پس از گذشتن دور موتور از حد معین ، از کار می‌اندازد . هر زمان که دور موتور کاهش یافت و به زیر مقدار آستانه‌ای رسید دوباره انژکتورها پاشش سوخت را انجام می‌دهند
37. 9- در صورتی که به هر دلیل موتور خاموش شد ، پمپ بنزین قطع شده و احتمال آتش سوزی در تصادفات کاهش می‌یابد .
38. 10- سرویس و نگهداری سیستم انژکتوری از کاربراتوری راحت‌تر بوده و نیاز به تنظیمات دلکو و دریچه گاز ندارد .
39. 11- در نتیجه احتراق کامل و سیستم جرقه زنی بادوام ، قدرت خروجی در پراید انژکتوری در حدود 3 اسب بخار از نوع کاربراتوری بیشتر می‌باشد .( افزایش راندمان حجمی )
40. 12- در سیستم کاربراتور سوخت قطرات سوخت به دلیل خلأ منیفولد به داخل کشیده شده و با هوای جریان بالا دست مخلوط می‌شوند . احتمال زیاد وجود دارد که قطرات سوخت در   دیواره مانیفولد به همان حالت باقی بمانند و تعادل مخلوط سوخت و هوا را به هم بزنند . اما در سیستم انژکتور سوخت تحت فشار هوای ورودی به داخل منیفولد می‌رود و به دلیل اینکه انژکتور نزدیک سوپاپ گاز قرار دارد احتمال اینکه در دیواره منیفولد قطره ایجاد شود حیلی کم می‌باشد و تمام سوخت به داخل سیلندر می‌رود و اجازه می‌دهد که نسبت استوکیومتری هوا و سوخت دقیق کنترل شود .
41. سنسورها :
42. 1- سنسور دمای هوا (ATS)
43. این سنسور در مسیر دستگاه هوای هواکش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دمای هوا و مقدار هوای ورودی را به موتور را به واحد کنترل الکترونیکی ارسال می‌دارد .
45. واحد کنترل این اطلاعات را به جهت تنظیم مقدار پاشش سوخت در مانیفولد ورودی به کار می‌برد . این سنسور در واقع یک سنسور حرارتی می‌باشد که نوعی مقاومت است که آن با دمای هوای ورودی تغییر می‌کند بر اساس ولتاژ خروجی ، کامپیوتر موتور دمای هوای ورودی را تعین کرده و مطابق با آن میزان سوخت تزریقی را تنظیم می‌کند .
46. 2- سنسور دمای آب (CTS)
48. این سنسور بر روی سر سیلندر و بر روی منیفولد هوا قرار گرفته است .

2. این سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنک کننده را توسط یک مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد کنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجی سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخیص داده و در نتیجه مخلوط مناسبی از هوا و بنزین را در هنگامی که موتور سرد است فراهم می‌کند .
3. 3- سنسور فشار هوای منیفولد ( MAP)
4. ای سنسور توسط یک شیلنگ میزان خلأ‌ داخل منیفولد را حس کرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECUارسال می‌دارد این سنسور بر روی بدنه خودرو در کنار ECU و شیر برقی EGR و کنیستر قرار دارد .
6. ECU توسط این اطلاعات نیازمندیهای سوخت دستگاه را تعین کرده و به انژکتورها دستور پاشش سوخت را ارسال می‌دارد این سنسور دارای ولتاژ 5 ولت می‌باشد  فشار مطلق برابر است با فشار بارمتریک منهای خلایی که توسط پیستونها ایجاد می‌شود . به طور مثال اگر فشار بارومتریک در سطح دریا برابرHg 30 و خلا مانیفولد برابر Hg20 در این صورت فشار مطلق برابر Hg 10 می‌باشد . تمامی سنسورهای MAP  به این طریق عمل می‌کنند .
7. 4- سنسور اکسیژن
8. این سنسور مقدار اکسیژن گازهای خروجی را که در منیفولد دود می‌باشند اندازه گرفته و ولتاژی مناسب با اکسیژن موجود در سیستم که نشانه رقیق یا غنی بودن مخلوط می‌باشد به واحد ECUارسال می‌کند ولتاز کم نشانه زیاد بودن اکسیژن و ولتاژ زیاد نشانه مک بودن اکسیژن است .کنترل سوخت در این سیستم به روش حلقه بسته انجام می‌گیرد بنا بر این سنسور اکسیژنزمانی فعال می گردد که دمای موتور به حد نرمال رسیده باشد . (300درجه سانتیگراد )
10. این سنسور به سنسور تک سیم ( Unheated ) معروف است و تمامی اطلاعات از این طریق به ECU   منتقل می‌گردد و این واحد نیز تزریق سوخت را بر حسب نیاز تغییر می دهد .
11. این سنسور در مسیر جریان گازهای خروجی نصب می‌شود . با دانستن مقدار اکسیژن در گازهای خروجی ECUمقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد کرد واحد ECU از سیگنالهای ارسال شده از سنسور O2 استفاده می‌کند ( به عنوان یکی از پارامترهایی که زمان پاشش را محاسبه می‌کند .
12. روش استفاده از حلقه بسته به این جهت به کار می رود تا موتور را تا حد امکان در یک نسبت استوکیومتریک (سوخت / هوا   1 :7/14 ) نگه دارد .
13. ( در موقعیتهایی که بار کمتری به موتور وارد می‌شود ) .
14. 5- سنسور وضعیت دریچه گاز (TPS) این سنسور از یک مقاومت متغیر دورانی تشکیل شده است و با گردش محور دریچه گاز مقدار مقاومت تغییر کرده و باعث تغییر در ولتاژ خروجی سنسور موقعیت دریچه گاز می‌گردد . این تغییر ولتاژ  بهECUارسال شده ، تا از میزان باز و بسته بوده دریچه گاز مطلع سازد .
16. واحد ECU متناسب با درجه باز شدن دریچه گاز و یا به عبارتی ولتاژ خروجی این سنسور میزان شتاب را تعین می‌کند و مطابق با آن بهترین تزریق سوخت را انجام می‌دهد .
18. اتصال لغزنده این سنسور با محور دریچه گاز هم محور بوده و با کوچکترین حرکت درچه گاز میزان بازبودن آن را حس کرده و در اثر بار و بسته شدن دریچه گاز ولتاژ خروجی از سنسور تغییر می‌کند و بر اثر این تغییر ولتاژ اطلاعات ECU ارسال شده و واحد کنترل موتور نیز مخلوط سوخت مورد نیاز را محاسبه می‌نماید . این سنسور بر روی دریچه گاز نصب می‌گردد .
19. 6- سنسور دور موتور و موقعیت زاویه میلنگ:
20. این سنسور از یک دیسک فلزی تشکیل شده است که بر روی آن شکاف‌هایی در دور ردیف شعایی با زاویه معلوم نسبت به یکدیگر ایجاد شده است و دیسک را به چهار ناحیه با زاویه 90 درجه تقسیم می‌کند .
22. دو عدد دیود نوری (LED) و فتودیود در مقابل این شکافها قرار داده شده است و در اثر گردش دیسک هنگامی که یک شکاف در مقابل دیود مربوطه قرار می‌گیرد با ولتاژ پنج ولت در خروجی سنسور ظاهر می‌گردد . بدین ترتیب دور موتور و وقعیت زاویه‌ای را به واحد (ECU) هدایت می‌کند . محل نصب این سنسور بر روس=ی دلکو می‌باشد . ECU زمان جرقه را انتخاب کرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلکو کنترل می‌شود . وقتی موتور به کار افتاد زمان جرقه به واحد کنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعین می‌شود . هدف زمانبندی در این است که با تنظیم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اکثر قدرت در موتور بدست آید . آوانس کلی جرقه از روی محاسبه اطلاعات دریافت شده از سنسورهای موتور که روی زمانبندی جرقه تاثیر می‌گذارد محاسبه می‌گردد . واحد کترل موتور این اطلاعات را از سنسورهای MAP و      و دور موتور حس کرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به میزان هوای ورودی محاسبه می‌گردد .
23. عملگرها  ( ACTUATORS) اطلاعاتی که واحد کنترل موتور از سنسورها دریافت می‌کند ، توسط عملگرها فعال می‌شود تا یک سوخت مناسب را جهت احتراق کامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زیر می‌باشند :
24. انژکتور :
25. انژکتور یک سولونوئید الکتریکی است که به صورت دیجیتالی عمل می‌کند ودستکاه ECUانژکتورها را در شرایط مختلف و با ارسال پالسهای الکتریکی کنترل می‌کند . هنگامی‌که جریان الکتریکی به انژکتورها می‌رسد سولونوئید دریچه پاشش را باز کرده و در اثر اختلاف فشار مابین لوله سوخت رسانی در  منیفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشیده می‌شود .
27. طول زمان تزریق توسط ECU تعین می‌گردد . انژکتور از یک سوپاپ سوزنی و یک سولونوئید تشکیل شده است با اعمال ولتاژ به انژکتور سولونوئید درگیر شده و انژکتور را جهت تحویل سوخت باز می‌کند . هنگامی که به هر کدام از انژکتورها ولتاژ می‌رسد سوزن انژکتور آهنربا شده و سمت بالا حرکت می‌کند و بدین ترتیب مسیر بنزین ورودی به سیلندر را باز می‌کنند . با قطع جریان سوزن انژکتور توسط نیروی فنر به جای خود بر می‌گردد و نازل بسته می‌شود .
28. 2- شیر برقی ( EGR)
29. یک نوع سولونوئید است که به فرمان ECUباز و بسته می‌شود یکی از گازهای آلاینده خروجی از موتور اکسید ازت می‌باشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتلق احتراق تشکیل می شود . بدین ترتیب که پیوند N2 و O2 شکسته شده و با یکدیگر ترکیبات NOX را می‌سازند که مضر جهت محیط زیست می‌باشند . برای کاهش تشکیل مقدار اکسید ازت بایستی درجه حرارت حاصل از حرارت را کاهش داد . بدین منظور سیستم EGR  طراحی شده است که به طریق زیر عمل می‌کند . تمامی این سیستمها به این طریق عمل می‌کنند که کازهای خروجی را به منیفولد هدایت کرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائین نگه دارند در نهایت آلودگی خروجی کمتر گردد . شیر برقی EGR  در حالت عادی باز است یعنی هنگامی که موتور روشن می‌شود شیر برقی با ولتاژ 12 ولت مستقیم فعال شده وسوپاپ آن به وسیله آهن ربای ایجاد شده در سولونوئید باز می‌شود و کانال شیر را به هوای آزاد وصل می‌کند بنا بر این شیر مکانیکی EGR که به وسیله خلا تانک آرامش کار می‌کند بسته است زمانی که دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط می‌رسد جریان الکتریسیته در در شیر برقی قطع شده و شیلنگ خلا به به شیلنگ شیر مکانیکی EGR وطل می‌شود در نتیجه مقداری از گاز خروجی از اگزوز به اتاق احتراق جهت کاهش حرارت حاصل از احتراق هدایت می‌شود بدین ترتیب از تشکیل NOX  کاسته می‌شود با رسال فرمان از ECU به شیر برقی EGR سولونوئید آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل می‌کند .
32. شیر برقی EGR در موارد زیر عمل نخواهد کرد :
33. A: در حالت کار کرد سرد موتور
34. B: در حالت دور آرام
35. C: در بار سنگین موتور

3- شیر برقی دور

پاورپوینت-ppt- خازن و کاربردهای آن-در 50 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت-ppt- خازن و کاربردهای آن-در 50 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

خازن یا انباره عنصری دوسر و پسیو است که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها حداقل دو هادی که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند را در ساختار خود دارند [۲]. هادی ها می توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز که برای افزایش ظرفیت خازن استفاده می شود می تواند از جنس شیشه، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد. خازنها به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوانفیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای متناوب را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم می‌شوند.

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجم‌های کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد.

ظرفیت خازن

ظرفیت معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی‌ست و به ساختمان خازن وابسته‌است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد. بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد (µF)،نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.

در این رابطه:

• C= ظرفیت خازن بر حسب فاراد
• Q= بار ذخیره شده برحسب کولن
• V= اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت
• ε0= قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 
• k(بدون یکا) = ثابت دی‌الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن ۱
• A= سطح خازن بر حسب 
• d=فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر(m)

چند نکته

• آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.
• بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد.
• ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد.
• ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی‌الکتریک (K) نسبت مستقیم دارد.

به عبارت ساده انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۲۲۰ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۶،۷۲۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند .

و یا انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۱۲ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۰،۰۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند ( مثلا یک LED لامپ ۲۰ میلی وات ) .

ساختمان خازن

یک نمایش ساده از خازنی با صفحه‌های موازی

ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:

• صفحات هادی
• عایقبین هادیها (دی‌الکتریک)

هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولاً صفحات هادی خازن از جنسآلومینیوم، روی و نقره با سطح نسبتاً زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی‌الکتریک) از جنس هوا، کاغذ، میکا، پلاستیک، سرامیک، اکسید آلومینیومو اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی‌الکتریک یک ماده عایق بزرگ‌تر باشد آن دی‌الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال، ضریب دی‌الکتریک هوا ۱ و ضریب دی‌الکتریک اکسید آلومینیوم ۷ می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم ۷ برابر خاصیت عایقی هوا است.

انواع خازن

خازنها بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت به دو گروه کلی ثابت و متغیر تقسیم‌بندی می‌شوند. خازنها انواع مختلفی دارند و از لحاظ شکل و اندازه با یک دیگر متفاوت‌اند. بعضی از خازنها از روغن پر شده و بسیار حجیم‌اند.

خازنهای ثابت

این خازنها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی‌کنند. خازنهای ثابت را بر اساس نوع ماده دی‌الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام‌گذاری می‌کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می‌شود. از جمله این خازنها می‌توان انواع سرامیکی، میکا، ورقه‌ای (کاغذی و پلاستیکی)، الکترولیتی، روغنی، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی‌الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازنهای روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار می‌روند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.

• خازنهای ثابت:
  • سرامیکی
  • خازنهای ورقه‌ای
  • خازنهای میکا
  • خازنهای الکترولیتی
  • آلومینیومی
  • تانتالیوم

خازنهای سرامیکی

خازن سرامیکی (به انگلیسی: Ceramic capacitor) معمولترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی‌الکتریک بکار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی‌الکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها بوجود آورده، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولاً بین ۵ پیکوفاراد تا ۱/۰ میکروفاراد است. این نوع خازن به صورت دیسکی (عدسی) و استوانه‌ای تولید می‌شود و بسامد کار خازنهای سرامیکی بالای ۱۰۰ مگاهرتز است. عیب بزرگ این خازنها وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر می‌کند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می‌شود.

خازنهای ورقه‌ای

در خازنهای ورقه‌ای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف‌پذیری آنها، برای دی‌الکتریک استفاده می‌شود. این گروه از خازنها خود به دو صورت ساخته می‌شوند:

خازنهای کاغذی

دی‌الکتریک این نوع خازن از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکیل شده که یک دی‌الکتریک مناسب درون آن تزریق می‌گردد تا مانع از جذب رطوبت گردد. برای جلوگیری از تبخیر دی‌الکتریک درون کاغذ، خازن را درون یک قاب محکم و نفوذناپذیر قرار می‌دهند. خازنهای کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی‌الکتریک عایق آنها دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند، اما از مزایای این خازنها آن است که در ولتاژها و جریانهای زیاد می‌توان از آنها استفاده کرد.

خازنهای پلاستیکی

در این نوع خازن از ورقه‌های نازک پلاستیک برای دی‌الکتریک استفاده می‌شود. ورقه‌های پلاستیکی همراه با ورقه‌های نازک فلزی (آلومینیومی) به صورت لوله، در درون قاب پلاستیکیبسته بندی می‌شوند. امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار می‌روند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده می‌کنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از انواع دی‌الکتریک‌هایی که در این خازنها به کار می‌رود پلی استایرن (به انگلیسی:Polystyrene) است، از این رو به این خازنها «پلی استر» گفته می‌شود که از جمله رایج‌ترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم بسامد کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگاهرتز است.

خازنهای میکا

در این نوع خازن از ورقه‌های نازک میکا در بین صفحات خازن (ورقه‌های فلزی – آلومینیوم) استفاده می‌شود و در پایان، مجموعه در یک محفظه قرار داده می‌شوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازنهای میکا تقریباً بین 0/01 تا ۱ میکروفاراد است. از ویژگیهای اصلی و مهم این خازنها می‌توان داشتن ولتاژ کار بالا، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد.

خازنهای الکترولیتی

این نوع خازنها معمولاً در رنج میکروفاراد هستند. خازنهای الکترولیتی همان خازنهای ثابت هستند، اما اندازه و ظرفیتشان از خازنهای ثابت بزرگتر است. نام دیگر این خازنها، خازن شیمیایی است. علت نامیدن آنها به این نام این است که دی‌الکتریک این خازنها را به نوعی مواد شیمیاییآغشته می‌کنند که در عمل، حالت یک کاتالیزور را دارا می‌باشند و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن می‌شوند. برخلاف خازنهای عدسی، این خازنها دارای قطب یا پایه مثبت و منفی می‌باشند. روی بدنه خازن کنار پایه منفی، علامت – نوشته شده‌است. مقدار واقعی ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل آنها نیز روی بدنه درج شده‌است. خازن‌های الکترولیتی در دو نوع آلومینیومی و تانتالیومی ساخته می‌شوند. یکی از کاربردهای گسترده این نوع خازن استفاده در مدار یکسوساز دیودی بعنوان فیلتر dc است.

خازن آلومینیومی

این خازن همانند خازنهای ورقه‌ای از دو ورقه آلومینیومی تشکیل شده‌است. یکی از این ورقه‌ها که لایه اکسید بر روی آن ایجاد می‌شود «آند» نامیده می‌شود و ورقه آلومینیومی دیگر نقش کاتد را دارد. ساختمان داخلی آن بدین صورت است که دو ورقه آلومینیومی به همراه دو لایه کاغذ متخلخل که در بین آنها قرار دارند هم زمان پیچیده شده و سیمهای اتصال نیز به انتهای ورقه‌های آلومینیومی متصل می‌شوند. پس از پیچیدن ورقه‌ها آن را درون یک الکترولیت مناسب که شکل گیری لایه اکسید را سرعت می‌بخشد غوطه‌ور می‌سازند تا دو لایه کاغذ متخلخل از الکترولیت پر شوند. سپس کل مجموعه را درون یک قاب فلزی قرار داده و با یک پولک پلاستیکی که سیمهای خازن از آن می‌گذرد محکم بسته می‌شود.

خازن تانتالیوم

خازن تانتالیوم

در این نوع خازن

پاورپوینت-ppt- خازنها و بانک خازنی- در 30 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت-ppt- خازنها و بانک خازنی- در 30 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

خازن[۱] یا انباره عنصری دوسر و پسیو است که انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند. انواع مختلفی از خازنها وجود دارد اما همه آنها حداقل دو هادی که توسط یک عایق از یکدیگر جدا شده اند را در ساختار خود دارند [۲]. هادی ها می توانند از جنس فلز یا الکترولیت باشند. عایق دی الکتریک نیز که برای افزایش ظرفیت خازن استفاده می شود می تواند از جنس شیشه، سرامیک، پلاستیک، میکا، کاغذ و … باشد. خازنها به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوانفیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای متناوب را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم می‌شوند.

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند.

با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجم‌های کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد.

ظرفیت خازن

ظرفیت معیاری برای اندازه‌گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی‌ست و به ساختمان خازن وابسته‌است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد.

واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. ۱ فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد. بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد (µF)،نانوفاراد (nF) و پیکوفاراد (pF) واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن (C) گویند؛ که مقداری ثابت است.

در این رابطه:

• C= ظرفیت خازن بر حسب فاراد
• Q= بار ذخیره شده برحسب کولن
• V= اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت
• ε0= قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 
• k(بدون یکا) = ثابت دی‌الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن ۱
• A= سطح خازن بر حسب 
• d=فاصله بین دو صفه خازن بر حسب متر(m)

چند نکته

• آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد.
• بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد.
• ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد.
• ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی‌الکتریک (K) نسبت مستقیم دارد.

به عبارت ساده انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۲۲۰ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۶،۷۲۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند .

و یا انرژی ذخیره شده در یک خازن یک فارادی ۱۲ ولتی می‌تواند یک مصرف کننده ۰،۰۲ وات بر ساعت را به مدت یک ساعت روشن کند ( مثلا یک LED لامپ ۲۰ میلی وات ) .

به طور معمول در صنعت به دلیل وجود موتور های الکتریکی خاصیت  سلفی وجود دارد و همانطور که می دانید این خاصیت سلفی باعث پایین امدن ضریب قدرت شبکه میشود که نتیجه آن این است که مقداری از جریان که مصرف کننده از شبکه میگیرد غیر مفید باشد و مصرف نشود و به صورت مرتب بین شبکه و سلف که در موتور استفاده شده رد و بدل شود .

البته این به این معنی نیست که بخواهیم این جریان را با خازن گذاری خذف کنیم نه , این جزو ماهیت و ذات سلف است که مقداری از انرژی را به صورت میدان در خود ذخیره و در نیم سیکل بعد به شبکه پس دهد ما برای رفع مشکل همراه بود جریان غیر مفید با جریان مفید را با موازی کردن خازن رفع می کنیم به این صورت که جریان غیر مفید به جای اینکه از ابتدای شبکه به سمت مصرف کننده بیاید از سمت خازن و مسیر کوتاه که باعث اتلاف توان نشود به سمت سلف می اید.همانطور که میدانید سلف و خازن با هم 90 درجه اختلاف فاز دارن و به همین دلیل جریان هم مدام بین سلف خازن رد و بدل می شود.

حال مزایایی که این کار برای ما دارد رو بررسی میکنیم. خازن گزاری رو میگم.

1-کاهش سطح مقطع سیم و کابل بدلیل حذف جریان غیر مفید

2-کاهش تلفات مسیر

3-کاهش هزینه برق مصرفی

حال بررسی میکنیم در چه مواردی خازن گزاری به ما کمک میکند تا مشکل را حل کنیم.

1-اگر ضریب قدرت تاسیسات الکتریکی ساختمان از 0.85  پایین تر باشد باید به شرکت برق منطقه ای جریمه برق را پرداخت نمود پس برای بالا اوردن ضریب قدرت باید خازن گزاری کنیم.

2-اگر تلفات تاسیسات به دلیل پایین بودن ضریب قدرت بالا باشد با یک محاسبه ساده می توان فهمید که با خازن گزاری ضرف مدت کوتاهی تمام هزینه ها جبران شده و از آن به بعد سود محسوب میشود.

3-در صورتی که قسمتی از تاسیسات بار اضافی داشته باشد و تقلیل امپراژ مد نظر باشد.

4-اگر قرار باشد ماشین الات جدیدی به شبکه ای که ظرفیت ان پر شده اضافه شود.

5-و………….

برای محاسبه قدرت خازن نیاز به ضریب قدرت فعلی سیستم داریم که آن را از راه های زیر بدست می اوریم.

1-چنانچه تاسیات دارای کنتور اکتیو و راکتیو باشد از روی قبض میزان مصرف اکتیو وراکتو را خوانده و از فرمول زیر ضریب قدرت را بدست می آوریم

نکته قبض ها را در یک دوره یکساله بررسی میکنیم بعد میانگین اکتیو و راکتیو را در فرمول قرار میدهیم.

روش دوم :

چنانچه تاسیسات فقط دارای یک کنتور اکتیو باشد طبق فرمول زیر عمل میکنیم.

پاورپوینت-ppt- انرژی زمین گرمایی- Geothermal energy-در 35 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از یارا فایل پاورپوینت-ppt- انرژی زمین گرمایی- Geothermal energy-در 35 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

•انرژی زمین‌گرمایی ( Geothermal energy) به انرژی حرارتی که در پوسته جامد زمین وجود دارد، گفته می‌شود. این گونه انرژی اغلب در جهت تولید الکتریسیته زمین‌گرمایی مورد استفاده قرار می‌گیرد، که به چرخه تولید انرژی الکتریکی از انرژی زمین‌گرمایی اطلاق می‌گردد. فناوری مورد استفاده در طرح‌های تولید برق از انرژی زمین‌گرمایی شامل نیروگاه‌های بخار خشک، نیروگاه‌های تبدیل بخار سیال و نیروگاه چرخه دوگانه است.

•مرکز زمین (به عمق تقریبی ۶۴۰۰ کیلومتر) که در حدود ۴۰۰۰ درجهٔ سانتیگراد حرارت دارد، به‌عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت ۶۵۰ تا ۱۲۰۰ درجهٔ سانتیگراد در اعماق ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری از سطح زمین می‌گردد. به‌طور میانگین، میزان انتشار این حرارت از سطح زمین، که فرایندی مستمر است، معادل ۸۲ میلی‌وات در واحد سطح است که با درنظرگرفتن مساحت کل سطح زمین، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن برابر با ۴۲ میلیون مگاوات است. درواقع این میزان حرارت غیرعادی، عامل اصلی پدیده‌های زمین‌شناسی ازجمله فعالیت‌های آتشفشانی، ایجاد زمین‌لرزه‌ها، پیدایش رشته‌کوه‌ها (فعالیتهای کوه‌زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می‌باشد که کرهٔ زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می‌دهد. به‌وسیلهٔ یک سیال مانند بخار یا آب داغ یا هر دو می‌توان این حرارت را به سطح زمین انتقال داد. از این انرژی گرمایی در سطح زمین می‌توان در کاربردهای متفاوت ازجمله تولید برق استفاده کرد. امروزه ۸۵ تا ۹۰ درصد منازلِ ایسلند برای تأمین گرما و آب گرم مورد نیاز خود، از انرژی زمین‌گرمایی استفاده می‌کنند.