انواع توربین های بادی

نواع توربینهای بادی 

 اگرچه طراحی های مختلفی برای توربین بادی موجود می باشد ولی به طور عمده به دو دسته کلی بر اساس جهت محور چرخش تقسیم بندی می شوند:

 محور افقی:  (Horizontal Axis Wind Turbines(HAWTS که نوع رایج آن می باشد.

 محور عمودی: (Vertical Axis Wind Turbines(VAWTS

جریان هوا بر روی هر سطحی دو نوع نیروی ایرودینامیکی با نام های درگ و لیفت به وجود می آورد که نیروی درگ در جهت جریان باد است و نیروی لیفت عمود بر جریان باد می باشد. یکی از این نیروها یا هر دو می توانند نیروی مورد نیاز برای چرخش پره های توربینهای بادی را تامین نمایند.

توربینهای محور افقی  

ویژگی روتورهای توربینهای محور افقی جدید بسیار شبیه ملخ هواپیما می باشد. جریان هوا روی مقطع ایرودینامیکی شکل پره هاحرکت می کند و نیروی لیفت را به وجود آورده که باعث چرخش روتور می گردد. ناسل توربینهای محور افقی محلی برای گیربکس و ژنراتور می باشد. مساحتی که هر کدام از پره ها جاروب می کنند از این فرمول بدست می آید:

 

 که در آن D قطر روتور می باشد. این مساحت جاروب شده باید مستقیما روبروی وزش باد باشد تا ماکزیمم برق تولیدی را داشته باشیم. پس توربینهای محور افقی باید سیستمی برای تنظیم در مقابل باد قرار گرفتن داشته باشند که به آن مکانیزم yawing می گویند. به طوری که کل ناسل می تواند به سمت باد بچرخد.  در توربینهای کوچک دنباله بادنما این کنترل را بر عهده دارد. ولی در سیستمهای متصل به شبکه سیستم کنترل یاو فعال می باشد که به وسیله سنسورهای تعیین کننده جهت باد و موتورها، ناسل به سمت باد می چرخد.

دستگاه عصبی

ستگاه عصبی به دو قسمت دستگاه عصبی مرکزی و دستگاه عصبی محیطی تقسیم می‌شود. دستگاه عصبی مرکزی شامل مغز و نخاع و دستگاه عصبی محیطی شامل عقده‌ها یا گره‌های عصبی و اعصاب بیرون از دستگاه عصبی مرکزی است.

مقدمه

دستگاه عصبی با داشتن نورونها ، هدایت تحریکات را به عهده دارد. تحریکات را حس می‌کند به مغز می‌فرستد در مقابل بخش تحریک شده که تحریک را حس کرده است واکنش نشان می‌دهد. این تحریکات اکثر اوقات از طریق نورونهای واسط صورت می‌گیرد. زیرا به ندرت یک نورون بسیار بلند در بدن یافت می‌شود. تحریکات باعث تولید مواد شیمیایی می‌شوند، این واسطه‌های شیمیایی از راس انشعابات انتهایی اکسون و دندریت که غالب اندامکهای جسم سلولی را دارا هستند، تولید می‌شوند. 

پرده‌های مغز و نخاع

سطح بیرونی مغز و نخاع توسط سه پرده یا شامه پوشیده شده است پرده بیرونی سخت شامه ، میانی عنکبوتیه و درونی نرم شامه نامیده می‌شود. سطح بیرونی پرده‌ها بوسیله مزوتلیوم پوشیده شده است. 

نخاع

نخاع رابط مغز و قسمتهای دیگر بدن است اعصاب در فواصل معین به نخاع وارد و یا از آن خارج می‌شوند. اعصاب حسی از طریق ریشه‌های پشتی وارد نخاع می‌شوند اعصاب حرکتی ریشه‌های شکمی نخاع را ترک می‌کنند. دو ریشه پشتی و شکمی به هم متصل شده و اعصاب نخاعی را می‌سازند. 

مقطع نخاع

مقطع نخاع دارای دو بخش خاکستری و سفید است بخش خاکستری تقریبا به شکل H در وسط نخاع قرار دارد. این بخش غالبا جسم سلولی و دندریت نورونهای فاقد میلین را در خود جای داده است. بخش خاکستری توسط بخش سفید با ستونهای شکمی ، جانبی و پشتی احاطه شده است. این ستونها دارای اعصاب میلین‌دار هستند. رنگ سفید این بخش به خاطر وجود میلین است ستونهای بخش سفید دارای رشته‌های بدون میلین هستند. بازوهای H به نام شاخهای پشتی و شکمی نخاع خوانده می‌شوند. شاخهای پشتی را آوران یا حسی و شاخهای شکمی را وابران یا حرکتی می‌نامند. 

امواج رادیویی

رادیو فن آوری است که امکان انتقال سیگنالها را توسط مدولاسیون امواج الکترومغناطیسی با فرکانسهایی زیر فرکانس نور را فراهم می‌سازد.

اختراع و تاریخچه

اینکه چه کسی مخترع اصلی رادیو است، که در آن زمان تلگراف بی سیم نامیده می‌شد، مورد اختلاف است. ادعاهایی وجود دارد که ناتان ستابلفیلد رادیو را پیش از تسلا و مارکونی ساخت، اما به نظر می‌رسد که دستگاه وی به جای ارسال رادیویی با ارسال القایی کار می‌کرده است. انسان بیش از 100 سال است که با امواج الکترومغناطیسی آشناست و امروز از آنها به طور وسیعی در زندگی خود استفاده می‌کند و این امواج در یک میدان مغناطیسی و یک میدان الکتریکیعمود بر هم بوجود آمده‌اند. ویژگی بارزشان که آنها را متمایز ساخته این است که برای سیر نیاز به محیط‌ هادی ندارد و در خلا به راحتی حرکت می‌کنند. امواج رادیویی نیز دسته‌ای از این فیزیک امواج هستند.

پایه‌های تئوری انتشار امواج الکترومغناطیسی برای اولین بار توسط جیمز کارل ماکسول در سال 1873م در مقاله‌ای تحت عنوان یک تئوری دینامیک از میدان الکتریکیکه به انجمن رویال ارائه شده بود، بیان شد که نتیجه کار وی در طی سالهای بین 1861م تا 1865م بود. در سال 1893م در سنت لوییس میسوری)) ، نیکلا تسلااولین نمایش عمومی ارتباطات رادیویی را انجام داد.  

حتما ادامه مطلب را مشاهده نمایید...

---

  

امواج الکترومغناطیسی

دید کلی

در مکانیک کلاسیک و ترمودینامیک تلاش ما بر این است که کوتاهترین وجمع و جورترین معادلات یا قوانین را که یک موضع را تا حد امکان بطور کامل تعریف می‌کنند معرفی کنیم. در مکانیک به قوانین حرکت نیوتن و قوانین وابسته به آنها ، مانند قانون گرانش نیوتن، و در ترمودینامیک به سه قانون اساسی ترمودینامیک رسیدیم. در مورد الکترومغناطیس ، معادلات ماکسول به عنوان مبنا تعریف می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که معادلات ماکسول توصیف کاملی از الکترو‌مغناطیس بدست می‌دهد و علاوه برآن اپتیک را به صورت جزء مکمل الکترومغناطیس پایه گذاری می‌کند. به ویژه این معادلات به ما امکان خواهد داد تا ثابت کنیم که سرعت نور در فضای آزاد طبق رابطه (C = 1/√μ₀ ε₀) به الکترومغناطیس|کمیتهای صرفا الکتریکی و مغناطیسی مربوط می‌شود.

یکی از نتایج بسیار مهم معادلات ماکسول ، مفهوم طیف الکترومغناطیسی است که حاصل کشف تجربی موج رادیویی است. قسمت عمده فیزیک امواج الکترومغناطیسی را از چشمه‌های ماورای زمین دریافت می‌کنیم و در واقع همه آگاهیهای که درباره جهان داریم از این طریق به ما می‌رسد. بدیهی است که فیزیک امواج الکترومغناطیسی خارج از زمین در گسترده نور مرئی از آغاز خلقت بشر مشاهده شده‌اند. 

تعریف امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است:

• امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
• در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
• برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
• از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
• این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
• قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
• امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند. 

یکاهای معروف فیزیک امواج الکترومغناطیسی

• طول موج λ بنا به تناسب مورد ، برحسب متر و همچنین میکرون یا میکرومتر μm ، واحد آنگستروم A و واحد ایکس XU نشان داده می‌شود.
  
• با بکار بردن متر به عنوان واحد طول ، طول موجهای نوری بایستی بنا به تناسب برحسب ، nm سنجیده شوند، ولی هنوز آنگستروم یک واحد رسمی بوده و به عنوان متداول ترین واحد درطیف نمایی بکار برده می‌شود.
  
• واحد XU ابتدا به شکل مستقل طوری تعریف شده بود که رابطه آن با آنگستروم به صورت 1A = XU 1002.060بود. این واحد اکنون دقیقا معادل ^10-10 یا m 10^-13 تعریف شده است.
  
• علی رغم طبقه بندی عمومی تابش با طول موج ، کمیت مهم از نظر ساختار اتمی و مولکولی فرکانس <ν = c/λ_vacΔE = hv به اختلاف انرژی ΔE بین دو حالت ساکن دستگاه مربوط است. در طول موجهای کوتاهتر مناسب‌تر آن است که به جای ν واحد متناسب با آن یعنی عدد موجی δ = 1/λ_vac = c/v جایگزین شود. مؤلفین مختلف واحدهای مختلفی را برای عدد موجی مانند ΄ν ، K و δ بکار می‌برند که همگی یکسان‌اند، در این بحث علامت δ انتخاب شده است، زیرا امکان اشتباه آن با خود ν و یا سایر ثابتها کم است.
  
• واحد عدد موجی یک بر سانتیمتر است که گاهی کایزر (K) نامیده می‌شود. واحد کوچکتر آن میلی کایزر است که (mk) واحد مناسبی برای ساختار فوق ریز و کارهای مربوط به عرض خطی است. هر چند که متخصصین طیف نمایی فرکانس رادیویی برای این قبیل کمیتها واحد فرکانس یعنی MHz را بکار می‌برند (MHz 29.979=mk 1 ).
  
• انرژی موج را بر حسب واحد الکترون ولت (ev) بیان می‌کنند که انرژیهای فوتونی خیلی بالا (مربوط به طول موجهای خیلی کوتاه) یک الکترون ولت معادل 1.6x10^-19J است.

طیف نمایی و امواج الکترومغناطیسی

• ناحیه مرئی یا نور مرئی (4000-7500 آنگستروم) توسط نواحی فروسرخ از طرف طول موجهای بلند ، فرابنفش از طرف طول موجهای کوتاه ، محصور شده است. معمولا این نواحی به قسمتهای فروسرخ و فرابنفش دور و نزدیک ، با محدوده‌هایی به ترتیب در حدود 30 میکرومتر و 2000 آنگستروم تقسیم می‌شوند که نواحی مزبور دارای شفافیت نوری برای موادی شفاف از جمله منشورها و عدسیها می‌باشند.
  
• تا این اواخر ناحیه مرئی متشکل از فروسرخ تا فرابنفش نور توسط گافهایی از نواحی رادیویی و اشعه ایکس سوا می‌شدند که در آنها بر انگیزش و آشکار سازی تابش با طول موجهای متناسب ممکن نبوده است. اختراع رادار در سالهای جنگ (45 - 1938) راه ورود به نواحی امواج خیلی کوتاه رادیویی یا کهموج را باز کرد، در حالی که در همان زمان طیف شناسان فروسرخ دامنه فعالیت خود را تا به نواحی طول موجهای بلندتر توسعه می‌دادند. این دو ناحیه هم اکنون ابعاد کوچکتر از میلیمتر روی هم می‌افتند.
  
• گاف طول موج کوتاه ، بخاطر جالب بودنش برای متخصصین فیزیک پلاسما و اختر فیزیک به خوبی پر شده است. هم اکنون حدود طیف نمایی نوری به زیر 2 آنگستروم رسیده است در حالی که مرز پرتوهای ایکس نرم تا 50 آنگستروم می‌رسند. تشخیص بین پرتو نوری و پرتو ایکس ، در ناحیه پوشش فوق الذکر بر منشأ خطوط طیفی مبتنی است.
  
• طیف نمایی نوری با گذار‌های الکترونهای خارجی یا ظرفیتی و طیف نمایی اشعه ایکس با گذارهای الکترونهای داخلی مربوط می‌کند. طیفهای نوری ، طول موجهای خیلی کوتاه از الکترونهای خارجی عناصری با درجه یونش بسیار بالا بوجود می‌آیند.

کاربرد‌های امواج الکترومغناطیسی

• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در مخابرات: از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و ... اشاره کرد.
  
• کاربرد‌های امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی: مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیابهای موشک و ... .
  
• کاربردهای امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی: از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و ... .
  
• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در صنعت: انواع برشکاریهای لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و ... .
  
• کاربردهای امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی: با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد.
• منبع:دانشنامه رشد

حقایق جالب درباره درختان

درختان بزرگترین موجودات زنده روی سیاره خاکی هستند و یکی از با ارزشترین منابع طبیعی هم هستند. آنها هوای پاکیزه برای ما تولید می کنند، به کاهش سر و صدای محیط زندگی ما کمک می کنند، کیفیت آب را بهبود می بخشند، می توانند در جلوگیری از فساد کمک کنند، برای ما مواد خوراکی و همینطور مواد اولیه برای صنایع مختلف تهیه می کنند، یک سایه بان طبیعی هستند و به کمک آنها طبیعتی داریم که زیباتر دیده می شود. در ادامه درباره حقایقی جالب توجهی از یکی از این قدیمی ترین ساکنان زنده این کره خاکی صحبت می کنیم.

• تقویت باد و سایه ای که توسط درختان ایجاد می شود سبب می شود در هزینه سیستم های برودتی خانگی و صنعتی سالیانه 2.1 میلیون دلار صرفه جویی شود.

• هر درخت با اندازه متوسط در حدود 7 دلار در سال از هزینه های محیطی را کاهش می دهد ار آن جمله می توان به ذخیره انرژِی و کاهش آلودگی هوا اشاره کرد.

• هر درخت معمولی در سال در حدود 120 کیلوگرم اکسیژن تولید می کند. این بدان معناست که دو درخت بالغ به راحتی اکسیژن یکسال یک خانواده چهار نفره را تامین می کند.

•  جنگل های طبیعی آب آشامیدنی افرادی در حدود 60 میلیون نفر را تامین می کند.

• یک درخت می تواند کربنی را که یک خودرو با طی مسافت چهل هزار کیلومتر تولید می کند را جذب کند.

•  یک درخت معمولی در طول عمر خود یک تن دی اکسید کربن جذب می کند.

• به طور متوسط یک آمریکایی در سال 340 کیلو گرم کاغذ مصرف می کند و 95 درصد از خانه های آنها از چوب است. این بدان معناست که هر فردی در امریکا معادل یک درخت 30 متری به قطر 40 سانتیمتر برای مصرف کاغذ و چوب خود مصرف می کند.

• در نواحی شهری درختان به طور متوسط  فقط 8 سال عمر می کنند.

• بلندترین درخت در ایالات متحده 112 متر طول و 2000 سال عمر دارد این درخت ساحل رد وود در کالیفرنیای شمالی واقع است.

ترجمه: علی یزدی مقدم

منبع:یاد بگیر دات کام