پاورپوینت-ppt- ارت و چگونگی طراحی و اجرای آن در ساختمان و تاسیسات_ در 50 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از فی توو پاورپوینت-ppt- ارت و چگونگی طراحی و اجرای آن در ساختمان و تاسیسات_ در 50 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

زمین الکتریکی

در مهندسی برق، واژه زمین یا ارت با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است. زمین در یک مدار الکتریکی می‌تواند نقش یک نقطه مبدا را داشته باشد که بر طبق آن بقیه ولتاژهای الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند. واژه زمین همچنین به مسیری کلی برای بازگشت جریان به منبع نیز اطلاق می‌شود. این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد. در مدارهای قدرت این اتصال‌ها معمولاً برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه‌ها از تاثیرات معیوب بودن عایقکاری هادی‌ها ایجاد می‌شود. اتصال به زمین در مدارهای قدرت از آسیب دیدن عایق‌های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری کرده و این ولتاژ را در یک حد معین محدود می‌کند. از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایش الکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند. در برخی از انواع تلگراف‌ها و شبکه‌های انتقال زمین به تنهایی نقش یکی از هادی‌ها را ایفا می‌کند و به عنوان مسیر بازگشت جریان به منبع مورد استفاده قرار می‌گیرد با این کار در هزینه ایجاد یک خط جداگانه برای بازگشت جریان صرفه‌جویی می‌شود. در اندازه‌گیری از زمین به عنوان یک پتانسیل الکتریکی ثابت استفاده می‌کنند که با توجه به اختلاف پتانسیل هر قسمت از مدار از زمین میزان پتانسیل آن قسمت را مشخص می‌کنند. یک زمین الکتریکی باید از ظرفیت انتقال جریان مناسبی برخوردار باشد تا بتوان از آن به عنوان مبدا صفر ولتاژ استفاده کرد.

معنی واژه زمین یا ارت در برق و الکترونیک بسیار گسترده‌است و حتی ممکن است در وسایل نقلیه‌ای مانند کشتی، هواپیما یا فضاپیما که عملاً اتصال مشترکی با زمین ندارند نیز از این واژه به عنوان پتانسیل صفر استفاده شود. در عمل بدنه هادی تجهیزات الکتریکی از نقطه نظر حفاظتی و سیستم های الکترونیکی شبکه های دیتا و مخابرات از نظر عملکرد آنها، به طور مستقیم و هادی های فعال نیز از طریق ارسترهای حفاظتی به این مرجع ثابت پتانسیل(زمین) متصل می شوند. یک سیستم زمین خوب می‌بایست موجب قطع به موقع تجهیزات حفاظتی در هنگام اتصالیهای زمین و خطاهای حادث در سیستم تغذیه شده و با کاهش ولتاژ گام و تماس در مواقع بروز اختلاف پتانسیل های خطرناک ناشی از القائات الکترومغناطیسی (LEMP) و تخلیه الکتریسته ساکن (ESD) ، حفاظت انسانها و تجهیزات را تضمین نماید.

تاریخچه

سیستم الکترومغناطیسی تلگراف راه دور که از سال ۱۸۲۰ مورد استفاده قرار می‌گرفت از دو یا چند سیم برای انتقال پیام‌ها به صورت پالس‌های الکتریکی استفاده می‌کرد. سپس این موضوع روشن شد (احتمالاً به وسیله دانشمند آلمانی استین‌هیل) که از زمین می‌توان به عنوان مسیر برگشت برای کامل کردن مدار پیام‌ها استفاده کرد؛ به این ترتیب نیازی به سیم بازگشت نخواهد بود اما این روش در طول مسیرهای درون‌قاره‌ای که در سال ۱۸۶۱ بین سنت ژوزف، میسوری و ساکرامنتو کالیفرنیا ایجاد شده بود یک مشکل داشت. در طول فصل‌های خشک سال به علت خشک بودن زمین مقاومت آن به شدت افزایش می‌یافت که باعث اختلال در کارکرد تلگراف می‌شد.

بعدها زمانی که تلفن می‌رفت تا جایگزین تلگراف شود این نکته روشن شد که جریانی که به وسیله شبکه‌های قدرت، خطوط راه‌آهن برقی و دیگر مدارهای تلفن و تلگراف ایجاد می شد موجب ایجاد اختلال در سیگنال‌های فرستاده شده می‌شود و به این ترتیب استفاده از سیستم‌های دو سیمه دوباره جایگزین شد.

ارتباطات رادیویی

اتصال الکتریکی به زمین می‌تواند به عنوان یک مبدا پتانسیل الکتریکی برای سیگنال‌های بسامد رادیویی در نوع خاصی از آنتن مورد استفاده قرار گیرد. قسمتی که مستقیماً با زمین در ارتباط است می‌تواند از یک جسم ساده مانند یک میله هادی که در زمین فرورفته تشکیل شده باشد و یا از اتصال با لوله‌های فلزی آب ایجاد شده باشد (در این موارد این خطر وجود دارد که بعدها لوله‌ها با لوله‌های پلاستیکی تعویض شوند). یک الکترود زمین ایده‌آل باید صرف نظر از میزان جریانی که به زمین وارد می‌شود یا از آن خارج می‌شود هنواره ولتاژی برابر صفر داشته باشد. در واقع میزان مقاومت یک سیستم زمین است که می‌تواند کیفیت آن را مشخص می‌کند و این کیفیت را می‌توان به راه‌های مختلفی افزایش داد برای مثال با افزایش سطح در تماس الکترود با زمین، افزایش عمق دفن الکترود، استفاده از میله‌های الکترود متعدد، افزایش رطوبت زمین، افزایش میزان مواد معدنی رسانا در خاک و یا افزایش سطح پوشیده شده به وسیله سیستم زمین می‌توان مقاومت زمین را کاهش داد.

برخی سیستم‌های آنتن‌های فرستنده در VLF، LF، MF و یا پایین‌تر از رنج SW برای عملکرد مناسب خود نیازمند یک زمین خوب هستند. برای مثال یک آنتن عمودی تک قطب نیازمند یک سیستم زمین است که معمولاً از شبکه‌ای به هم پیوسته از سیم‌ها که به طور شعاعی از مرکز به فاصله تقریباً برابر با طول آنتن دور می‌شوند، تشکیل شده‌است. در برخی موارد این سامانه زمین در بیرون تقویت می‌شود تا از تلفات جلوگیری شود.

تاسیسات سیم‌کشی قدرت

با وصل بدنه تجهیزات الکتریکی بروز خطا در هر یک از تجهیزات موجب جاری شدن جریان در سیم زمین شده و از برق دار شدن بدنه جلوگیری می‌کند. یک اتصال مناسب به زمین باید مقاومت پایینی داشته باشد تا در صورت بروز خطا، جریان جاری در زمین موجب عمل کردن سیستم حفاظت در شبکه شود. با وصل تمامی اجسام هادی در خطر برقدار شدن می‌توان از بروز شوک الکتریکی در اثر تماس با این اجسام جلوگیری کرد.

سیم زمین سیمی است که (مستقیماً یا غیر مستقیم) به یک یا چند الکترود زمین اتصال دارد. این الکترودها ممکن است در نزدیکی محل استفاده از سیم زمین یا در محلی دورتر قرار داشته باشند. این سیم (یا شینه داخل تابلو) زمین در

پاورپوینت-ppt- هادیهای الکتریسیته و محاسبات آنها در 60 اسلاید-powerpoint

اختصاصی از فی توو پاورپوینت-ppt- هادیهای الکتریسیته و محاسبات آنها در 60 اسلاید-powerpoint دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

به هر ماده‌ای که جریان الکتریسیته را به خوبی از خود عبور دهد، رسانا یا هادی می‌گویند.

رساناهای متداول از سیم مسی تقریباً خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از‎ ‎آلومینیوم‎ ‎یا آلیاژهای مخصوص ساخته می‌شوند. سطح مقطع رساناها با توجه به مقدار‎ ‎جریان‎ ‎عبوری و نوع کاربرد در اندازهای گوناگون و شکلهای متفاوت درست می‌شود‎.‎ اگر اتمی در لایهٔ آخر خود ۱ یا ۲ الکترون داشته باشد آن رسانا خواهد بود.

بهترین رساناهای الکتریکی به ترتیب گرافن، نقره ، مس، طلا و آلومینیوم هستند.

عناصر از اجزاء کوچکی بنام اتم تشکیل شده اند.اتم کوچکترین جزءیک عنصر است که خواص آن عنصر را داراست.اتم ها از دو قسمت کلی هسته ومدارات(لایه ها ) تشکیل شده اند.هسته که از پروتون ونوترون تشکیل شده است دارای بار مثبت والکترون ها بار منفی دارند بنابراین اتم ها درحالت عادی خنثی می باشند.روش توزیع الکترون ها در مدارهای خارجی میزان ثبات الکتریکی اتم را تعیین می کند آخرین لایه یا مدار الکتریکی لایه ظرفیت (لایه والانس) نامیده می شود. برای ثبات الکتریکی اتم آخرین مدار نیازمند هشت الکترون است.(به استثنای اتمی که فقط یک مدار داردوحد اکثر دارای دو الکترون است ).هر چه لایه ولانس عنصری دارای تعداد کمتری الکترون باشد از ثبات کمتری بر خور دار است والکترون ها می توانند آزادانه حرکت کنند .وقتی مثلا در یک سیم مسی  تعداد زیادی اتم بطور فشرده در کنار هم قرار دارند الکترون آخرین مدار می تواند از اتمی به اتم دیگر برود اگر سیم را به دو انتهای یک باطری وصل نماییم الکترون های انباشته شده در قطب منفی باطری از طریق حرکت وجابجایی با پروتون های انباشته در قطب مثبت موازنه می گردد.بنابراین چنین می توان گفت که جریان الکتریسته همان جریان الکترون ها در مسیر مشخص است

هادی ها_

وقتی در جسمی الکترون ها بتوانند به آسانی از یک اتم به اتم دیگری منتقل شوند این جسم را هادی می نامند.هادی ها در آخرین لایه خود کمتر از ۴ الکترون دارند وبه خوبی می توانند جریان الکتریکی را از خود عبور دهند .تمامی فلزات هادی می باشند نقره،مس ،طلا، آلومینیم وآهن جزء هادی های خوب محسوب می شوند که به ترتیب نقره در درجه اول وآهن در مرتبه آخر از نظر هدایت الکریکی قرار دارند

عایق ها_

در لایه والانس اتم این اجسام بیشتر از ۴ الکترون وجود دارد والکترون ها تمایل زیادی به ماندن در مدار خود را دارند.بنابراین برق را از خود عبور نمی دهند .شیشه ،پلاستیک ،لاستیک،هوا،میکاوکاغذ جزء اجسام عایقند که به دی الکتریک معروفند

نیمه هادی ها_

کربن ،سیلیکون و ژرمانیوم از عناصر نیمه هادی محسوب می شوند ودر لایه والانس خود ۴ الکترون دارند.قابلیت هدایت آن ها از هادی ها کمتر واز عایق ها بیشتر است ودر ساخت نیمه هادی ها وترانزیستور ها مورد استفاده قرار می گیرند

روش های تولید الکتریسته_

روش شیمیایی- هر گاه دو صفحه فلزی غیره هم جنس (یا یک صفحه فلز ویک صفحه زغال)در یک محیط الکترولیتی قرار گیرد در اثر واکنش شیمیایی بارهای مخالف روی دو صفحه غیره هم جنس تولید شده وقطب های مثبت ومنفی رابوجود می آورد.پیل خشک (باتری) ، پیل تر و همچنین انباره اتو مبیل از جمله مولد های شیمیایی الکتریسته می باشند

روش حرارت(ترموکوپل) _هرگاه دو فلز غیره هم جنس را از یک طرف به هم متصل کنیم ومحل اتصال دو فلز را حرارت دهیم دردو سر طرف دیگر فلزات مذکور الکتریسته بوجود می آید. به این وسیله ترموکوپل گفته می شودکه برای   اندازه گیری درجه حرارت کوره هابکار می رود. همچنین برای جلوگیری از تجمع گاز وخطر انفجار وسایل گازسوز به هنگام قطع وبرگشت مجدد گاز مورد استفاده قرار می گیرد

روش نوری (باتری های خورشیدی ) _فلزاتی مثل سلنیوم در اثر جذب نور الکترون آزاد می کنند که منبع خوبی برای انرژی الکتریکی ماهواره ها می باشد

روش مغناطیسی_ هر گاه یک سیم هادی در میدان مغناطیسی چنان حرکت کند که خطوط نیروی مغناطیسی را قطع کند درسیم یک نیروی محرکه القایی بوجود می آید. وهمینطور اگر میدان حرکت کند و سیم ثابت باشد نیز نیروی القایی بوجود می آید.این پدیده اساس کار ژنراتور های مولد جریان متناوب است.از روش های تولید الکتریسته که ذکر شد تنها روش مغناطیسی (ژنراتور ) جریان متناوب تولید می کند و بقیه روش ها مولد جریان دایم یا مستقیم هستند. دینامو نیز مولدی است که جریان مستقیم تولید می کند واساس کار آن با کمی تغییر در قسمت کولکتور شبیه ژنراتور است

انواع جریان الکتریکی _

جریان مستقیم(دایم-DC )-شدت جریان درDC نسبت به زمان ثابت است. به عبارت ساده تر جای مثبت ومنفی عوض نمی شود مثل جریانی که از انواع باتری ها بدست می آید.

جریان متناوب سینوسی- تغییرات شدت جریان AC تابع سینوسی از زمان است،علاوه بر تغییر شدت سوی جریان نیز در هر پریود تغییر می کند.واین بدلیل ساختمان مولد های جریان مربوطه می باشد.همانطور که قبلا نیز اشاره شد. ژنراتورها جریان متناوب تولید می کنند.برق شهر یک جریان متناوب است که در هر ثانیه ۵۰ تا۶۰ مرتبه جای مثبت ومنفی آن عوض میشود.درهمین جا یاد آور می شویم یکی از علایمی که بر روی وسایل برقی حک می شود همین عدد (۵۰-۶۰ HZ) است که نشان دهنده فرکانس برق یا جابجایی قطب مثبت و منفی در ثانیه است.

فرق(فازونول ) با (مثبت ومنفی )-

تجمع الکترون ها با بار منفی در یک سر باتری را قطب منفی می نامیم .همچنین سر دیگر باتری که کمبود الکترون دارد قطب مثبت بحساب می آید.ومی دانیم که جای آن ها همیشه ثابت است.درجریان متناوب چیزی به اسم سیم مثبت ومنفی نداریم چون در هر لحظه جای آن ها عوض می شود.ولی یکی از سیم ها را فاز ودیگری را نول می نامیم چرا؟ به زبانی خیلی ساده باید گفت مسیر جریان وسیمی که از طریق هوا وتیر های چراغ برق منتقل می شود فاز و مسیری که از طریق زمین عبور می کند نول نامیده می شود و به همین دلیل است که فاز متر سیم فاز را مشخص می کند چون لامپ فاز متر مصرف کننده ای است که برای روشن شدن به دو سیم فاز ونول احتیاج دارد.حال اگر سر فاز متر به سیم نول گذاشته شود سیم دیگر که از طریق زمین وبدن انسان به ته فاز متر می رسد نیز نول می باشد ودر حقیقت هر دویک سیم به حساب می آید.بنابراین نمی تواند لامپ را روشن کند ولی اگر سر فاز متر به سیم فاز متصل شود چون بدن نول محسوب می شود لذا لامپ فازمتر روشن می شود.

مدار ها-

به مجموعه ی منبع تغذیه ، سیم های رابط، کلیدها ومصرف کننده ها مدار می گویند. مدار ممکن است ساده ویا مرکب  از چند مدار ساده باشد.

انواع مدار- شامل = سری –   موازی   و    سری موازی  می باشد.

مدار سری – وقتی اجزاء یک مدار به طریقی به هم وصل شوند که یک سر یکی به انتهای دیگری وبه همین ترتیب تا آخر مدار ادامه داشته باشد، مدار را سری می گویند .

مدار موازی – هر گاه در مداری مصرف کننده ها طوری متصل شده باشند که گویی هر یک جداگانه به دو سر منبع تغذیه وصل شده اند مدار موازی می باشد . سیم کشی برق منازل و قرار گرفتن مصرف کننده های گوناگون در مدار آن ازنوع موازی می باشد.

مدار سری موازی- این مدار ترکیبی از مدار سری و موازی است.مثل مدار اکثر سشوار ها.