انتقالات کابل فیبرنوری 15 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

انتقالات کابل فیبرنوری،مشکل تداخل الکتریکی ونویز ندارندودر هرمحیطی می توانند به کار روند به علت پهنای باند زیاد وسرعت انتقال داده ها بسیار سریع است(انتقال فعلی تقریبا100 MBpSبا سرعتهای نمایشی تا بیشتراز1GbpS).آنها می توانند یک سیگنال (امواج نوری)راکیلومترها حمل نمایند.

اندازة فیبر نوری معمولا با قطر مغزی،پوششی شیشیه ای وجلیقه فیبر بر حسب میکرون بیان می شود.

مثلا:فیبر 50/125/250 بیانگرفیبری با قطر مغزی 50 میکرون،قطر (CLADING) 125میکرون وقطر جلیقه(COATING) 250میکرون می باشد. یک میکرون(U M) معادل یک میلیونیم متر است. برگه کاغذ معمعولی تقریبا 25 میکرون ضخامت دارد.

5/1/4:انتخاب کابل کشی:

برای تعیین نوع کابل کشی مورد نیاز،لازم است به سوالات زیر پاسخ دهید:

1.سنگینی ترافیک شبکه،چگونه خواهدبود؟

2.فواصل که کابل باید بپوشاند چیست؟

3.بودجه تعیین شده برای کابل کشی چه میزان است؟

4.نیازهای ایمنی شبکه کدامند؟

5.گزینه های کابل کدامند؟

کابل،بیشتر باید در مقابل نویز وتداخل الکتریکی حفاظت شود تادر مسیر طولانی تر وبا سرعت بالاتر،عمل نماید.اما توجه داشته باشید که بهترین،ایمنی بالا وفواصل دورتر،مستلزم صرف هزینه ی کابل کشی بیشتر است.

فصل ششم

قرارداده ها

6/1:پروتکل چیست وچگونه کار می کنند؟

پروتکل ها ،قوانین وروالهایی برای ارتباطات هستند.وقتی چندین رایانه شبکه سازی می شوند قوانین وروالهای تکنیکی ها حاکم بر ارتباط ومحاوره انها،پروتکل ها نامیده می شود.

3 نکته،مهم درمورد پروتکل ها در محیط شبکه وجود داردعبارتند از:

پروتکلهای زیادی وجود دارند،انهااهداف مختلفی دارند و وظایف متفاوتی انجام می دهند.هر پروتکل محدودیتها ومزایای منحصر به خود را دارد.

برخی پروتک ها در لایه های متفاوت OSI کار می کنند.لایه ای که پروتکل در ان کار می کند،وظیفه انرا توضیح می دهد.

مثلا پروتکلی که درلایه فیزیکی کارمی کند،به این معنا که پروتکل دران لایه اطمینان می دهدکه بسته داده هاازطریق کارت شبکه درکابل شبکه انتقال می یابد.

چندین پروتکل ممکن است با یکدیگر کار کنندکه به عنوان پشته(STACK)یا رشته پروتکل ها شناخته می شوند.

مراحل باید به ترتیب در هر رایانه انجام می شوند.در رایانه فرستنده،این مراحل باید از بالا به پایین ودر دستگاه گیرنده از پایین به بالا انجام شود.هر دو رایانه ی فرستنده و گیرنده،نیاز به انجام هر مرحله با روش یکسانی دارند به طوری که وقتی داده ها در یافت می شوند همان داده های ارسالی باشند.

چناچه دورایانه در مرحله متناظری،روشی یکسانی نداشته باشند می توانند به طور موفقیت امیزی ارتباط برقرار نمایند.در چنین حالتی،با قرار دادن یک رابط نرم افزاری یا سخت افزاری سعی در تبدیل دو پروتکل به یکدیگر داریم.

6/2:فرایند مقید سازی(BINDING):

این فرایند،امکان انعطاف پذیری زیادی رادربرپاسازی شبکه فراهم می اورد.پروتکلهاو شبکه می تواند براساس نیازو ترکیب وهماهنگ گردند.

مثلا: دو رشته پروتکل TCP/IP وIPX/SPX می توانند به یک کارت شبکه مقیدBIND شوند.اگربیش از یک کارت شبکه در رایانه موجود باشند،پشته پروتکلها می توانندبه یک یادوکارت شبکه مقید گردد.

ترتیب مقیدسازی،ترتیبی را تعیین می کند که سیستم عامل،برطبق ان پروتکل را اجرا می نماید.اگرچند پروتکل مقیدبه یک کارت شبکه وجودداشته باشد،این کارت،ترتیبی را که پروتکل طبق ان به منظور اتصال موفقیت امیز به کار می روند نشان می دهد. معمولا مقیدسازی،زمانی که سیستم عامل یا پروتکل نصب می گردداتفاق می افتد.

الکترونیک 70 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 70

جریان الکتریکی در برق

جریان الکتریکی در برق ، جریان سرعت عبور الکترونها در یک سیم مسی یا جسم رسانا است. جریان قراردادی در تاریخ علم الکتریسته ابتدا به صورت عبور بارهای مثبت تعریف شد. هر چند امروزه می‌دانیم که در صورت داشتن رسانای فلزی ، جریان الکتریسته ناشی از عبور بارهای منفی ، الکترون ، در جهت مخالف است. علیرغم این درک اشتباه ، کماکان تعریف قراردادی جریان تغییری نکرده است. نمادی که عموما برای نشان دادن جریان الکتریکی (میزان باری که در ثانیه از مقطع هادی عبور می‌کند) در مدار بکار می‌رود، I است.

مقدمه

در یک هادی عایق شده مانند قطعه‌ای سیم مسی ، الکترونهای آزاد شبیه مولکولهای گازی که در ظرفی محبوس شده‌اند، حرکات کاتوره‌ای انجام می‌دهند و مجموعه حرکات آنها در طول سیم هیچ گونه جهت مشخصی ندارد. تعداد الکترونهایی که به چپ حرکت می‌کنند با تعداد الکترونهایی که به راست حرکت می‌کنند، یکی است و برآیند آنها صفر می‌باشد. ولی اگر دو سر سیم را به باتری وصل کنیم، این برآیند دیگر صفر نیست.

تاریخچه برق و الکتریسیته

تاریخ الکتریسیته به 600 سال قبل از میلاد می‌رسد. در داستانهای میلتوس (Miletus) می‌خوانیم که یک کهربا در اثر مالش کاه را جذب می‌کند. مغناطیس از موقعی شناخته شد که مشاهده گردید، بعضی از سنگها مثل مگنیتیت ، آهن را می‌ربایند. الکتریسیته و مغناطیس ، در ابتدا جداگانه توسعه پیدا کردند، تا این که در سال 1825 اورستد (Orested) رابطه‌ای بین آنها مشاهده کرد. بدین ترتیب اگر جریانی از سیم بگذرد می‌تواند یک جسم مغناطیسی را تحت تأثیر قرار دهد. بعدها فاراده کشف کرد که الکتریسیته و مغناطیس جدا از هم نیستند و در مبحث الکترومغناطیس قرار می‌گیرد.

مشخصات جریان الکتریکی

از نظر تاریخی نماد جریان I ، از کلمه آلمانی Intensit که به معنی شدت است، گرفته شده است. واحد جریان الکتریکی در دستگاه SI ، آمپر است. به همین علت بعضی اوقات جریان الکتریکی بطور غیر رسمی و به دلیل همانندی با واژه ولتاژ ، آمپراژ خوانده می‌شود. اما مهندسین از این گونه استفاده ناشیانه ، ناراضی هستند.

آیا شدت جریان در نقاط مختلف هادی متفاوت است؟

شدت جریان در هر سطح مقطع از هادی مقدار ثابتی است و بستگی به مساحت مقطع ندارد. مانند این که مقدار آبی که در هر سطح مقطع از لوله عبور می‌کند، همواره در واحد زمان همه جا مساوی است، حتی اگر سطح مقطعها مختلف باشد. ثابت بودن جریان الکتریسیته از این امر ناشی می‌شود که بار الکتریکی در هادی حفظ می‌شود. در هیچ نقطه‌ای بار الکتریکی نمی‌تواند روی هم متراکم شود و یا از هادی بیرون ریخته شود. به عبارت دیگر در هادی چشمه یا چاهی برای بار الکتریکی وجود ندارد.

سرعت رانش

میدان الکتریکی که بر روی الکترونهای هادی اثر می‌کند، هیچ گونه شتاب برآیندی ایجاد نمی‌کند. چون الکترونها پیوسته با یونهای هادی برخورد می‌کنند. لذا انرژی حاصل از شتاب الکترونها به انرژی نوسانی شبکه تبدیل می‌شود و الکترونها سرعت جریان متوسط ثابتی (سرعت رانش) در راستای خلاف جهت میدان الکتریکی بدست می‌آورند.

چگالی جریان الکتریکی

جریان I یک مشخصه برای اجسام رسانا است و مانند جرم ، حجم و ... یک کمیت کلی محسوب می‌شود. در حالی که کمیت ویژه‌ دانستیه یا چگالی جریان j است که یک کمیت برداری است و همواره منسوب به یک نقطه از هادی می‌باشد. در صورتی که جریان الکتریسیته در سطح مقطع یک هادی بطور یکنواخت جاری باشد، چگالی جریان برای تمام نقاط این مقطع برابر j = I/A است. در این رابطه

الکتریسیته ساکن 7 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

انرژی پتانسیل الکتریکی

با صرف انرژی و انجام کار، می‌توان جسمی به جرم m را از سطح زمین تا ارتفاع h بالا برد.

انرژی‌ای که صرف بالا بردن جسم ( با سرعت ثابت ) شده است، به صورت انرژی پتانسیل گرانشی ( u = mgh ) در آن ذخیره می‌شود.

انرژی پتانسیل کشسانی نیز در شناخت انرژی پتانسیل الکتریکی ما را یاری می‌کند، وقتی فنری را به آرامش فشرده می‌کنیم یا می‌کشیم، کار انجام شده به صورت انرژی پتانسیل کشسانی در فنر ذخیره می شود. در این جا می‌خواهیم با انرژی پتانسیل الکتریکی بیشتر آشنا شویم.

دو ذره ی باردار بر یکدیگر نیرو وارد می‌کنند و وقتی دو ذره ی باردار را که بار هم نام دارند با سرعت ثابت به یکدیگر نزدیک می‌کنیم برای غلبه بر نیروی رانشی آن ها باید کار را انجام دهیم و یا اگر بخواهیم دو ذره‌ی باردار را که بار غیر هم نام دارند با سرعت ثابت از هم دور کنیم، باز هم باید کار را انجام دهیم.

کار انجام شده به صورت انرژی پتانسیل الکتریکی دربارهای الکتریکی ذخیره می‌شود.

در این جا، کاری که ما انجام می‌دهیم مثبت است و انرژی مصرفی ما به صورت انرژی پتانسیل الکتریکی در بار الکتریکی q ذخیره می شود. هر چه اندازه ی جابجایی بیشتر باشد کار و انرژی مصرفی ما بیشتر می شود و درنتیجه افزایش انرژی پتانسیل الکتریکی بار q بیشتر می‌شود درست مانند وفتی که یک جسم را روی زمین، از یک نقطه به نقطه ی بالاتری می‌بریم و انرژی پتانسیل گرانشی آن افزایش می‌یابد. اگر بار الکتریکی q را در نقطه‌ای رها کنیم، در جهت خط‌های میدان به حرکت در می‌اید و انرژی پتانسیل الکتریکی آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. مانند : وقتی که یک جسم را از نقطه‌ی بالای زمین رها می‌کنیم و جسم به پایین حرکت می‌کند.

در این حالت انرژی پتنانسیل گرانشی آن کاهش می یابد و به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. بنابراین تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی یک بار الکتریکی وقتی آن را در یک میدان الکتریکی جابه‌جا می‌کنیم، برابر انرژی‌ای است که برای جابجایی آن بار الکتریکی مصرف می شود.

( u = w )

اگر کاری که ما برای جابجایی بار الکتریکی ( با سرعت ثابت ) انجام می‌دهیم مثبت باشد (0w > ) انرژی پتانسیل بار افزایش می‌یابد یعنی 0 > u و u > u می‌شود.

در صورتی که کار انجام شده توسط ما منفی می شود. (0w > ) انرژی پتانسیل بار الکتریکی کاهش می‌یابد. یعنی : 0 < u و u < u است.

اختلاف پتانسیل الکتریکی

بار الکتریکی در میدان الکتریکی دارای انرژی پتانسیل الکتریکی است. در یک نقطه ی میدان، اندازه ی انرژی پتانسیل الکتریکی بار یواقع در آن نقطه، به اندازه ی بار الکتریکی بستگی دارد.

هر چه اندازه‌ی بار الکتریکی بیشتر باشد، انرژی پتانسیل الکتریکی ان نیز بیشتر می‌شود.

در مبحث الکتریسیته معمولا به غیر از انرژی پتانسیل مفهوم دیگری نیز تعریف می‌شود که کاربرد علمی آن بیشتر است و به آن پتانسیل الکتریکی می‌گویند. اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه‌ی واقع در میدان الکتریکی، عامل شارش بار الکتریکی بین آن دو نقطه است.

اگر دو ظرف آب به یکدیگر مربوط شوند آب از ظرفی که انرژی پتانسیل گرانشی یکای جرم آن بیشتر است، به ظرف دیگر شارش می‌کند، در الکتریسیته نیز عامل شارش بار الکتریکی به کمک اختلاف پتانسیل الکتریکی یکای بار در دو نقطه به صورت زیر تعریف می‌شود :

اختلاف پتانسیل الکتریکی دو نقطه، برابر تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی یکای بار الکتریکی مثبت است، وقتی یکای بار الکتریکی بار از نقطه‌ی اول تا نقطه دوم جابجا می شود.

بنابراین اگر انرژی پتانسیل الکتریکی بار مثبت q در یک نقطه‌ی میدان برابر u باشد، اختلاف پتانسیل الکتریکی بین این دو نقطه، که با نماد v نشان داده می‌شود. اگر بار الکتریکی مثبت در جهت میدان الکتریکی حرکت کند، انرژی پتانسیل الکتریکی آن کاهش می‌یابد. تغییر پتانسیل الکتریکی به تغییر انرژی پتانسیل الکتریکی بستگی دارد. بنابراین نتیجه می‌گیریم که هرگاه بار

الکترونیک110

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

انرژی الکتریکی چیست ؟

میدانیم که هر ماده از تعداد بسیار اتم تشکیل شده است که هر اتم نیز از سه قسمت 1-نوترون 2- پروتن 3-الکترون تشکلیل شده است تعداد الکترونها با تعداد پروتنها در حالت عادی (خنثی) برابر است الکترون دارای بار منفی و پروتن دارای بار مثبت میباشند که الکترونها به دور(( پروتن و نوترون )) (هسته اتم) با سرعت بسیار زیادی میچرخند در اثر این چرخش نیروی گریز از مرکزی بوجود می آید که مقدار این نیرو با مقدار نیروی جاذبه بین الکترونها و هسته برابر است پس این برابری نیرو الکترونها را در حالت تعادل نگه میدارد و نمیگذارد که از هسته دور شوند . یک سیم مسی هم دارای تعداد زیادی اتم و در نتیجه الکترون است هر گاه ما بتوانیم توسط یک نیرویی الکترونهای در حال چرخش به دور هسته را از مدار خود خارج کنیم و در یک جهت معین به حرکت در آوریم جریان الکتریکی برقرار میشود. پس این نکته را دریافتیم که جریان برق چیزی جز حرکت الکترونها نیست البته این حرکت بصورت انتقالی انجام میشود یعنی یک اتم تعدادی الکترون به اتم کناری خود میدهد و اتم کناری نیز به همین ترتیب تعدادی الکترون به اتم بعدی میدهد و بدین صورت جریان برقرار میشود. پس هر گاه که میگوئیم جریان برق کم یا زیاد است یعنی تعداد الکترونهایی که در مسیر سیم در حال حرکت هستند کم یا زیاد است . نیروهایی که باعث جدا شدن الکترون از هسته میشوند: 1- نیروی مغناطیسی خارجی هرگاه یک سیم را در یک میدان مغناطیسی حرکت دهیم نیروی این میدان باعث حرکت الکترونهای سیم میشود . 2- ضربه فرض کنید یک اتوبوس کنار خیابان ایستاده و تمام مسافران آن محکم روی صندلیها نشستند بعد یک اتومبیل دیگر با سرعت زیاد به جلوی این اتوبوس برخورد میکند حال اتوبوس با سرعت به عقب پرتاب میشود و مسافران که در آنها اینرسی سکون ذخیره شده تمایل دارند که به همان حالت سکون باقی بمانند در نتیجه اتوبوس به عقب رفته ولی مسافران در همان نقطه مکانی باقی میمانند در نتیجه مسافران از صندلیهای خود جدا شده و از شیشه اتوبوس به بیرون پرتاب میشوند پس این نیروی ضربه بود که مسافران را از اتوبوس جدا کرد به همین صورت نیز ضربه میتواند الکترونها را از مدار خود خارج کند. نمونه این تولید برق در فندکها. 3- انرژی خورشیدی انرژی خورشیدی نیز دارای نیرویی است که قادر است الکترونها را از مدار خود جدا کند. 4-حرارت و ... میدانیم که حرارت باعث میشود که جنبش ملکولی اجسام زیاد شود در اثر این جنبش تعداد زیادی ملکول به شدت با هم برخورد میکنند که همان نیروی ضربه را بوجود می آوردند و باعث جدا شدن الکترون از اتم میشوند . نکته : یک سیم مانند دالانی میماند که در یک دوره زمانی مشخص تعداد معینی از افراد میتوانند از آن عبور کنند یعنی برای اینکه در دوره زمانی مشخص مثلا در 1 دقیقه افراد بیشتری بتوانند از این دالان عبور کنند باید سرعت حرکت آنها بیشتر شود در نتیجه در اثر برخورد با هم و با دیواره دالان باعث ایجاد اصطکاک و گرما میشوند برای سیم نیز چنین اتفاقی می افتد یعنی اگر بخواهیم تعداد الکترونهای در حال حرکت را افزایش دهیم (جریان را افزایش دهیم ) سرعت حرکت الکترونها و نیز تعداد الکترونهایی که همراه با هم از مقطع سیم عبور میکنند افزایش می یابد در نتیجه اصطکاک افزایش یافته و تولید گرما میکند که اگر جریان بیش از حد مجاز خود از سیم عبور کند گرمای تولید شده باعث ذوب شدن سیم میشود (سیم میسوزد). برداشت کلی از این قسمت : حرکت الکترونها در یک هادی (سیم) را جریان الکتریکی گویند . تا اینجا معنی جریان را فهمیدیم اما در مورد ولتاژ چه باید گفت ؟ آیا یک منبع که ولتاژش بیشتر باشد برق بیشتری تولید میکند یا منبعی که جریانش بیشتر باشد ؟ هر گاه یک اتم الکترنهایش را از دست دهد بار منفی آن کم میشود و اصطلاحاً میگوئیم بار دار مثبت شده است میدانیم که بین بار مثبت و منفی نیروی جاذبه وجود دارد و نیروی جاذبه یک عدد الکترون با نیروی جاذبه یک عدد پروتن برابر است به همین جهت است که در اتم هر پروتن برای خود یک الکترون اختیار میکند تا اینکه بار الکتریکی اتم خنثی شود در حالت عادی تمام اتمهای یک سیم از نظر بار الکتریکی خنثی هستند وقتی ما توسط نیروی خارجی الکترونهای اتمهای سیم را جدا میکنیم و آنها را به یک سمت هدایت میکنیم آن طرف سیم که الکترونها به آنجا هدایت شده اند دارای زیادی الکترون است پس بارش منفی میشود و طرف دیگر که کمبود الکترون دارد بارش مثبت میشود در نتیجه بین دوسر سیم یک اختلاف بوجود می آید این اختلاف بصورت انرژی پتانسیل در دو سر سیم ذخیره میشود تا زمانیکه راهی برای خنثی شدنش پیدا کند پس در این حالت هیچ گونه جریانی در سیم و جود ندارد و فقط یک انرژی پتانسیل دو سر سیم ذخیره شده است که به این نیروی پتانسیل ولتاژ الکتریکی گوییم حال چنانچه نیروی خارجی را قطع کنیم الکترونها به سرعت به جای قبلی خود برمیگردند و در یک لحظه چریان برقرار میشود پس متوجه شدیم تا زمانیکه نیروی خارجی وجود دارد نمیگذارد که الکترونها از مسیر همان سیم به جای خود برگردند پس باید راه دیگری پیدا کنند برای همین اگر توسط یک سیم دیگر که میدان خارجی آن را تحت تاثیر خود قرار نداده باشد دو سر سیم قبلی را به هم وصل کنیم الکترونها راهی برای حرکت به سمت مکان کمبود الکترون پیدا میکنند در نتیجه جریان در سیم برقرار میشود . پس نتیجه گرفتیم که در یک مدار الکتریکی کار اصلی را جریان انجام میدهد و ولتاژ فقط یک نیروی ذخیره شده است که باعث به حرکت در آوردن الکترونها میشود . حال برای اینکه بهتر متوجه شوید که ولتاژ چگونه باعث به حرکت در آوردن الکترونها (برقراری جریان ) میشود یک مثال میزنیم . فرض کنید دو لیوان داریم که یکی پر و دیگری نصفه است لیوانها را در کنار هم قرار میدهیم میدانیم که بین این دولیوان اختلاف مقدار آب وجود دارد همانگونه که بین دو سر سیم اختلاف مقدار الکترون وجود داشت اگر این لیوانها چندین ساعت هم در کنار هم قرار بگیرند هیچ اتفاقی نمی افتد اما چنانچه توسط یک لوله ته دو لیوان را به هم وصل کنیم آب از طرف لیوان پر تر به سمت لیوان نصفه حرکت میکند تا زمانیکه سطح آب درون دو لیوان به یک اندازه شود . پس در اینجا اختلاف آب است که باعث حرکت میشود و در آنجا اختلاف الکترون (اختلاف پتانسیل) که این اختلاف پتانسیل خود دارای مقدار است که به آن مقدار ولتاژ میگوئیم .

منبع :s-ta-p.persianblog.com

قانون بقای بار الکتریکی

یک توپ را با میله پلاستیکی و دیگر را میله شیشه‌ای باردار کنید سپس آنها را به هم بچسبانید. گاهی دوبار ناپدید می‌شوند و همدیگر را از بین می‌برند. برای بیان این مساله می‌توان از یک قانون ریاضی مبنی بر اینکه اگر حاصل جمع دو کمیت صفر شود، یکی از آن دو مثبت و دیگری منفی است، استفاده نمود. طبق قرارداد به میله پلاستیکی را بار منفی و میله شیشه‌ای را بار مثبت نسبت داده‌اند. بیان ساده ای از قانون بقای بار وقتی که یک میله پلاستیکی را با خز مالش می‌دهیم، میله بار منفی و خز بار مثبت پیدا می‌کند. آزمایش را با دو جسم خنثی شروع می‌کنیم، یعنی مجموع بار آن دو برابر صفر است. بعد از مالش دادن ، یکی بار مثبت و دیگری بار منفی می‌یابد که باز هم بار کل برابر صفر می‌شود. همچنین وقتی میله‌ای بار مثبت بیابد، بار جسم پلاستیکی که میله شیشه‌ای را با آن مالش می‌دهیم منفی می‌شود. هیچ کس نمی تواند یکی از این دو بار را خلق کند، بدون آنکه همزمان دیگری را نیز تولید کرده باشد در یک چنین فرایندی مقدار کل بار تغییر نمی‌کند. این مطلب بیانگر قانون بقای بار الکتریکی است. این قانون همانند قوانین پایستگی جرم و انرژی ، اندازه حرکت خطی ، اندازه حرکت زاویه ای و ... در فیزیک یک قانون بنیادی است. قانون بقای بار الکتریکی در اتم همه اجسام دارای ذراتی با بار الکتریکی مثبت و منفی هستند. این ذرات هماناتمهایی هستند که جهان مادی را می‌سازند. ابعاد این اتمها از مرتبه آنگستروم است. چندین میلیون از این اتمها ، در کنار هم ، چیزی در حدود یک نقطه نمایان می‌شوند. هر اتم از لحاظ بار الکتریکی خنثی است، زیرا به تعداد مساوی بار مثبت و منفی دارد. بار مثبت اتم و تقریبا تمامی جرم آن ، در مرکز آن ، یعنی در هسته متمرکز شده است. ابعاد هسته ده هزار برابر کوچکتر از ابعاد کل اتم است. هسته یک خوشه محکم به هم چسبیده متشکل از دو نوع ذره پروتونها و نوترونهاست. تراکم جرم در این ذرات غیر قابل تصور است. یک تفاوت مهم بین پروتونها و نوترونها این است که پروتونها دارای بار الکتریکی مثبت بوده ولی نوترونها از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. تعداد پروتونها هسته ، عنصر شیمیایی را که هسته به آن تعلق دارد، مشخص می‌کند، با این حال قسمت اعظم فضای اتم خالی است، در ناحیه اطراف هسته تعدادی ذره با بار الکتریکی منفی به نام الکترون وجود دارد. جرم الکترون کم است، اما بار آن منفی و مقدارش برابر مقدار بار روی پروتون است. از اینرو در یک اتم خنثی تعداد الکترونها در فضای اطراف هسته درست برابر تعداد پروتونها در داخل هسته است. الکترونها توسط نیروی جاذبه الکتریکی در نزدیکی هسته به آن مقید می‌شوند. مبادله بار و قانون بقای بار الکتریکی گاهی یک تماس ساده میان اجسام ممکن است باعث شود که تعدادی الکترون از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود. وقتی میله پلاستیکی با خز مالش داده می‌شود، برخی الکترونها از خز به میله پلاستیکی منتقل می‌شوند. ممکن است تعداد الکترونهایی که به میله پلاستیکی منتقل می‌شوند، در حدود ( 9 ^ 10 ) باشد که ظاهرا زیاد است. تعداد کل الکترونهای موجود در میله پلاستیکی در حدود 24 ^ 10 است. در فلزات بستگی الکترونها به هسته ضعیف است و الکترونها می‌توانند آزادانه در داخل ماده حرکت کنند. چون بار به راحتی در داخل میله فلزی به هم وصل نماییم، هر دو کره خنثی می‌شوند. ماده ای که بار الکتریکی را از خود عبور می‌دهد رسانا نامیده می‌شود. در جامدات ، فقط الکترونها می‌توانند حرکت کنند. اما محلول الکترولیت ، آب شور یا گاز داخل لامپ فلوئورسانس رساناهای بسیار خوبی هستند. زیرا حاملین بار مثبت و منفی هردو تحت تاثیر نیروی الکتریکی می‌توانند آزادانه حرکت کنند. در تمام فرایندهای مبادله بار و انتقالات اخیر قانون بقای بار الکترکی به دقت ملاحظه می‌شود. به عبارتی نحوه مبادله بار به توسط قانون بقای بار صورت می‌گیرد. در واکنشهای شیمیایی این قانون همانند قانون بقای جرم ظاهر می شود و واکنش را از نظر الکتریکی مجاز می داند که در طرفین واکنش مجموع بارهای الکتریکی برابر باشند.

ابررسانایی چیست ؟

از کشف ابررسانایی در سال 1911 میلادی تا سال 1986 ، باور عموم بر آن بود که ابررسانایی فقط می تواند در فلزاتی در دماهای بسیار پایین وجود داشته باشد، که فقط در دماهای حداکثر 25 درجه بالای صفر مطلق اتفاق می افتاد. با کشف ابررسانایی در دماهای بالاتر در سال 1986 ، در موادی که تقریبا ضد فرو مغناطیسی بودند، و در هواپیماهای شامل a nearly square array of اتم های مس و اکسیژن، فصل جدیدی در علم فیزیک باز کرد. حقیقتا، درک ظاهر شدن ابررسانایی در دماهای بالا (حداکثر دمای 160 کلوین) یک مساله ی بزرگ برای بحث کردن می باشد. تا آن جا که امروزه بیش از ده هزار محقق روی این موضوع تحقیق و بررسی انجام می دهند. پس از مقدمه ای بر مفاهیم پایه ی فلزات معمولی و مرسوم، دمای پایین، و ابررسانایی، مروری بر نتایج مشاهدات انجام شده در دهه ی گذشته خواهم داشت ، که نشان می دهند ابررساناهای دمای بالا فلزات عجیبی با خواص غیرعادی بسیار بالای ابررسانایی می باشند. سپس، پیشرفت های نظری اخیری را شرح خواهم داد که طبیعت چنین فلزات عجیب را آشکار می سازد، و به شدت این پیشنهاد را که "تعامل مغناطیسی بین تحریکات ذره ی quasi مسطح است که رفتار حالت عادی آن ها را به هم می زند و باعث روی دادن حالت ابررسانایی در دماهای بالا می شود" پشتیبانی و تایید می کنند. مقدمه : در سال 1911 ، H. Kamerlingh-Onnes هنگام کار کردن در آزمایشگاه دمای پایین خود کشف کرد که در دمای چند درجه بالای صفر مطلق، جریان الکتریسیته می تواند بدون هیچ اتلاف اختلاف پتانسیل در فلز جیوه جریان پیدا کند. او این واقعه ی منحصر به فرد را "ابررسانایی" (Superconductivity) نامید. هیچ نظریه ای برای توضیح این رخداد در طول پنجاه و شش سال بعد از کشف ارائه نگردید. تا وقتی که در 1957 ، در دانشگاه الینویس ، سه فیزیکدان : John Bardeen ، Leon Cooper ، و Robert Schrieffer نظریه ی میکروسکوپی خود ارائه کردن که بعدا با نام تئوری BCS (حروف ابتدایی نام محققان ) شناخته شد. سومین رخداد مهم در تاریخ ابررسانایی در سال 1986 اتفاق افتاد، وقتی که George Bednorz و Alex Mueller ، در حال کار کردن در آزمایشگاه IBM نزدیک شهر زوریخ سوئیس، یک کشف مهم دیگر کردند : ابررسانایی در دماهای بالاتر از دماهایی که قبلا برای ابررسانایی شناخته شده بودند در فلزاتی کاملا متفاوت از آنچه قبلا فلز ابررسانا شناخته می شود. این کشف باعث ایجاد زمینه ی جدید ی در علم فیزیک شد : مطالعه ابررسانایی دمای بالا، یا . در این مقاله، که برای غیر متخصص ها تنظیم گشته است، این را که ما چقدر در فهم دمای بالا پیشرفت کرده ایم را توضیح خواهم داد و درباره چشم انداز های آینده ی توسعه ی یک نظریه ی میکروسکوپی بحث خواهم کرد. من با مروری بر برخی مفاهیم پایه ی نظریه ی فلزات شروع می کنم؛ برخی اقدامات که منجر به ارائه ی نظریه BCS گشت را توضیح می دهم؛ و کمی در باره ی تئوری BCS بحث خواهم کرد و آن را توضیح خواهم داد. سپس مختصرا در باره ی پیشرفت هایی که به فهم ما از ابررسانایی و ابرسیالی، در جهان ارائه شده است، بحث خواهم کرد، پیشرفت هایی که بوسیله الهام از تئوری BCS بدست آمده اند. که شامل کشف رده های زیادی از مواد ابرسیال می باشد، از هلیوم 3 مایع که چند میلی درجه بالاتر از صفر مطلق به حالت ابرسیالی در می آید تا ماده ی نوترون موجود در پوسته ی سیاره ی نوترون، که در چند میلیون درجه به حالت ابرسیالی در می آید. سپس درباره ی تاثیرات کشف مواد ابررسانای دمای بالا بحث خواهم کرد ، و برخی نتایج تجربی کلیدی را جمع بندی خواهم کرد. سپس یک مدل برای ابررسانایی دمای بالا ارائه خواهم داد ، نزدیک به نظریه ی ضد فرومغناطیسی مایع فرمی ، که به نظر دارای توانایی ارائه ی مقدار زیادی از خواص غیرعادی حالت معمولی مواد ابررسانای سطح بالا می باشد. من با یک توضیح تجربی برای خواص جالب توجه حالت عادی ابررساناهای پیش بینی شده و در دست بررسی جمع بندی و نتیجه گیری می کنم، که یک رده جالب از مواد را معرفی می کند : مواد قابل تطبیق پیچیده . که در آن بازخورد غیرخطی طبیعی، چه مثبت و چه منفی، نقشی حیاتی در تعیین رفتار سیستم باز ی می کنند. ابررساناهای مرسوم : از کشف تا درک ... در سخنرانی نوبل خود در سال 1913 ، Kammerlingh-Onnes گزارش داد که "جیوه در 4.2 درجه کلوین به حالت جدیدی وارد می شود، حالتی که با توجه به خواص الکتریکی آن، می تواند ابررسانایی نام بگیرد. او گزارش داد که این حالت می تواند به وسیله ی اعمال میدان مغناطیسی به اندازه ی کافی بزرگی از بین برود. در حالی که یک جریان القاء شده در یک حلقه بسته ابررسانا به مدت زمان فوق العاده زیادی باقی می ماند و از بین نمی رود. او این رخداد را به طور عملی با آغاز یک جریان ابررسانایی در یک سیم پیچ در آزمایشگاه لیدن، و سپس حمل سیم پیچ همراه با سرد کننده ای که آن را سرد نگه می داشت به دانشگاه کمبریج به عموم نشان داد. این موضوع که ابررسانایی مساله ای به این مشکلی ارائه کرد که 46 سال طول کشید تا حل شود، خیلی شگفت آور می باشد. دلیل اول این می تواند باشد که جامعه ی فیزیک تا حدود بیست سال مبانی علمی لازم برای ارائه ی راه حل برای این مسئله را نداشت : تئوری کوانتوم فلزات معمولی. دوم اینکه، تا سال 1934 هیچ آزمایش اساسی در این زمینه انجام نشد. سوم اینکه، وقتی مبانی عملی لازم بدست آمد، به زودی واضح شد انرژی مشخصه وابسته به تشکیل ابررسانایی بسیار کوچک می باشد، حدود یک میلیونیم انرژی الکترونیکی مشخصه ی حالت عادی. بنابراین، نظریه پردازان توجه شان را به توسعه ی یک تفسیر رویدادی از جریان ابررسانایی جلب کردند. این مسیر را Fritz London رهبری می کرد. کسی که در سال 1953 به نکته ی زیر اشاره کرد :‌ "ابررسانایی یک پدیده کوانتومی در مقیاس ماکروسکوپی می باشد ... با جداسازی حالت حداقل انرژی از حالات تحریک شده بوسیله ی وقفه های زمانی." و اینکه "diamagntesim یک مشخصه بنیادی می باشد." اجازه بدهید کمی درباره ی مبانی علمی کوانتومی بحث کنیم. الکترون ها در فلز در پتانسیل متناوب تولید شده از نوسان یون ها حول وضعیتشان حرکت می کنند. حرکت یون ها را می توان بوسیله ی مد های جمعی کوانتیزه شده ی آنها، فونون ها، توجیه کرد. سپس در طی توسعه ی نظریه ی کوانتوم، نظریه ی پاولی اصل انفجار وجود دارد ، که معنای آن بیانگر مفهوم آن است و آن اینکه - الکترونها به صورت اسپین نیمه کامل ذاتی (half integral intrinsic spin) قرار می گیرند، و در نتیجه هیچ الکترونی نمی تواند طوری قرار بگیرد که عدد کوانتوم آنها با هم یکی باشد. ذراتی که به صورت اسپین نیمه کامل ذاتی قرار می گیرند با نام فرمیون ها (fermions) شناخته می شوند، به خاطر گرامیداشت کار

الترون14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بار الکتریکی: در شرایط عادی تعداد پروتن ها و الکترون های هر جسم با هم برابر هستند ، اگر تعداد الکترون های جسمی از پروتن ها بیشتر شود جسم دارای بار منفی خواهد شد و اگر تعداد الکترون های آن کمتر از حد معمول باشد جسم دارای بار مثبت است .

/ / e=p

نکته: اجسام با بارهای هم نام همدیگر را دفع و بارهای غیر همنام همدیگر را جذب می کنند . بار مثبت را با Q نمایش داده و بار متغیر بازمان یا لحظه ای را با g(t) نمایش می دهیم . واحد بار الکتریکی کولن است که با C نمایش داده می شود . کولن مقدار باریست که در مدت یک ثانیه از مقطع سیم شارش پیدا می کند .

1s Q= it

جریان الکتریکی : ناشی از حرکت دسته جمعی الکترون هاست که آن را با I برای جریان های ثابت و i برای جریان _های لحظه ای نمایش می دهند . می توان گفت :

q(t)=t2

آمپر : یک آمپر انتقال بار یک کولنی در واحد زمان خواهد بود .

انواع جریان :

( Direct current ) DC : جریان ثابت DC : ناشی از جریان الکترون در یک هادی در جهتی

انواع انرژی ثابت است و مقدار آن نیز نسبت به زمان ثابت است .

( Alternative current) AC حرکت الکترون در این جریان در یک جهت نبوده و مقدار آن

نیز نسبت به زمان متغیر است .

ولتاژ : اگر دو جسم مختلف البار توسط یک رشته سیم به یکدیگر متصل شوند الکترون های اضافی از یک جسم باردار منفی به یک جسم باردار مثبت انتقال می یابد که این انتقال الکترون ها به دلیل وجود اختلاف پتانسیل بین دو جسم باردار است . نسبت انرژی که بار الکتریکی Q در حرکت خود از نقطه A تا B از دست می دهد را ولتاژ الکتریکی آن بار تعریف می کنیم :

انرژی : کار انجام شده یا انرژی تبدیل شده در یک مدار الکتریکی برابر است با حاصلضرب ولتاژ در بار الکتریکی

W=QV

توان : سرعت انجام کار را توان نامیده و با فرمول های زیر نشان می دهند .

W=QV P=Vi

منبع : منظور از منبع وسیله ایست که بتواند انرژی الکتریکی را به غیر الکتریکی و بالعکس تغییر نماید :

مثال: باطری که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند پس یک منبع است.

انواع منابع:

منبع ولتاژ مستقل : منبعی که ولتاژ دو سر آن مستقل از جریان عبوری از آن منبع باشد که شکل مداری این منبع به صورت زیر است :

منبع جریان مستقل : منبعی است که جریان عبوری از آن همواره مستقل از دو سر آن باشد که شکل مداری آن به صورت زیر است :

منبع ولتاژ وابسته : منبعی است که ولتاژ آن به ولتاژ یا جریان قسمتی دیگر از مدار وابسته است و نماد مداری آن به صورت زیر است :

VS=∝i یا VS=βv

منبع جریان وابسته : منبعی است که جریان عبوری از آن به ولتاژ یا جریان قسمتی دیگر از مدار وابسته باشد که نماد مداری آن به صورت زیر است .

is=∝v

منابع وابسته عملا و به صورت فیزیکی موجود نیستند و تنها جهت شبیه سازی برخی عناصر الکتریکی و الکترونی کاربرد دارد .

مقاومت : مقاومت یا عکس العمل جسم هادی در برابر جریان الکترون ها را مقاومت الکتریکی گویند که نماد مداری آن به شکل زیر است :

V=iR →R =

رسانایی چیست ؟ عکس مقاومت ( مهو ) G =

توان تلف شده در دو سر مقاومت :

P=Vi ⇒P=iri ⇒ P=

یا P=V()⇒ P=

تعریف گره : محل اتصال دو یا چند عنصر الکتریکی به یکدیگر را گره می گویند .

تعریف حلقه ( بسته ) : مسیری از یک مدار را بسته گویند در صورتیکه اگر از گره ای دلخواه روی مسیر شروع به حرکت نماییم و از عناصر عبور کنیم بدون اینکه از هیچ گره ای بیش از یکبار بگذریم دوباره به گره آغازین باز گردیم .

KCL : جمع جبری جریان های عبوری از یک گره برابر صفر است .

قوانین کیرشهف : =0 k i1 + i2 –i3 =0 kcL= i1 + i2 = i3 ⇒

KVL : جمع جبری ولتاژ ها در یک مدار بسته برابر صفر است .

V1+V2+VS=0

مثال : در مدار شکل زیر مقدار ولتاژ هر مقاومت را تعیین نمایید ؟