برق و مباحث مربوط به آن

[رزیتا]

لامپ دو قطبی (دیود)
دیدکلی

در سال 1904 میلادی جان فلیمینگ پدیده انتشار ترمویونیک (پدیده گسیل الکترون از یک فلز یا بطور کلی ملتهب را انتشار ترمویونیک می‌نامند) را در یک لامپ دو قطبی مورد استفاده قرار داد. این لامپ از یک صفحه یا آند P و کاتد K که در اثر گرم شدن به کمک رشته F از آن الکترون گسیل می‌شود، تشکیل شده است و این مجموعه درون حبابی خالی از هوا قرار دارد.

ساخت لامپ دو قطبی

برای ساختن لامپ دو قبی در لوله‌ای خالی از هوا در برابر رشته‌ای ملتهب و مختص انتشار الکترون ، صفحه‌ای مثبت به منظور دریافت الکترونها قرار می‌دهیم. این ترتیب شبیه فوتو سلول است.


عملکرد لامپ دو قطبی

لحظه‌ای که الکترونها بتوانند بر پتانسیل خروجی غلبه کنند به آزادی در میدان الکتریکی خارجی به حرکت در می‌آیند. اما این میدان منحصرا از فشار الکتریکی مثبت صفحه جمع کننده الکترون ناشی نمی‌شود، بلکه از بار فضای مربوط به خود الکترونها که تازه واردها را به طرف رشته عقب می‌زنند، نیز حاصل می‌گردد. در نقاط خیلی نزدیک به رشته ملتهب که تراکم الکترونها فوق‌العاده زیاد است، توزیع میدانها و پتانسیلها عمیقا متغیر خواهد بود. برای فشارهای الکتریکی ضعیف صفحه ، رشته بوسیله ابری الکتریزه ، منفی و نسبتا بی‌حرکت احاطه شده است.

در سطح خارجی این ابر ، میدان صفحه باز هم خود را نشان می‌دهد و عده‌ای الکترون برای تشکیل جریان آندی از این ابر فرار می‌کنند. در داخل ابر الکترونی بر عکس میدان صفحه غیر قابل احساس است و الکترونهای منتشره توسط رشته به استثنای بعضی از آنها که تبخیر خارجی را خنثی می‌کنند فورا به رشته بر می‌گردند. موقعی که فشار الکتریکی صفحه خیلی زیاد است همه چیز تغییر می‌کند. بیشتر این الکترونها که به زحمت توسط رشته منتشر شده‌اند، بلافاصله و با شدت بوسیله میدان الکتریکی شتاب دهنده گرفته شده و توسط صفحه جذب می‌شوند. هیچ یک از آنها به رشته بر نمی‌گردند و جریان صفحه در این حالت به حالت اشباع می‌رسد.

کاربرد لامپ دو قطبی

یک لامپ دو قبی را از رشته‌ای ملتهب که الکترون منتشر می‌کند و یک صفحه مثبت به منظور جمع آوری الکترونها ، در داخل لوله‌ای خاص از هوا تشکیل داده‌ایم. اما همه لامپهای دو قطبی شبیه هم نیستند و می‌توان با تغییر دادن ابعاد یا سایر مشخصات یا بالا بردن یک خاصیت ، بطور دلخواه آنها را اختصاصی نموده و با مصرف معینی انطباق داد. یک لامپ دو قطبی در جریان متناوب عمل یکسو کننده را انجام می‌دهد. در خود لوله نیز از الکترونها برای متاثر ساختن یک صفحه عکاسی یا روشن کردن پرده‌ای فلورسان استفاده می‌کنیم و چون از طرفی مسیر الکترونها منحصرا به میدان الکتریکی یا مغناطیسی که با آن مواجه می‌شوند، بستگی دارد. می‌توان با تغییر متناسب توزیع پتانسیلها یا حتی با اضافه کردن بوبینهای مغناطیس کننده آنها را به دلخواه راهنمایی نموده و روی صفحه‌ای وسیع پخش نمود یا متمرکز کرد. موارد استعمال این اصول در نوسان نگار کاتدی و میکروسکوپ الکترونی است.


علت یک سو شدن جریان متناوب در لامپ دو قطبی

صفحه لامپ که به یک سر مدار ثانویه توانسفورماتوری که دو سر مدار اولیه آن به جریان برق متناوب شهر متصل است وصل شده است. این ترانسفورماتور بر حسب ولتاژ مورد نیاز ممکن است افزاینده یا کاهنده باشد. جریان یکسو شده از سر دیگر مدار ثانویه و سیم متصل به کاتد گرفته می‌شود. در نیم پریود اول که آند مثبت فرض می‌شود، الکترونها در فضای بین کاتد و آند به سوی آند کشیده می‌شوند. جریان در مقاومت R2 برقرار می‌شود. ولی در نیم پریود بعدی جریان قطع می‌شود. این نوع یکسو سازی را یکسو ساز نیم موج می‌گویند. برای این که جریان به صورت تمام موج یکسو شود، از دو لامپ جداگانه استفاده می‌شود.

[رزیتا]

اقدامات اولیه در برق گرفتگی

عنوان : اقدامات اولیه در برق گرفتگی کاربر :سبحانی

!نحوه پیشگیری برق گرفتگی

• استفاده از دستکش پلاستیکی و کفش‌های خشک هنگام کار با مدارهای الکتریکی
• محکم بستن جعبه‌های تقسیم برق و مسدود کردن پریزهای برق با درپوشهای پلاستیکی و قطع وسایل برقی غیرلازم در حمام از موارد پیشگیری می‌باشد.
• ضمناً هرگز وسایل الکتریکی را در حمام بکار نبرید، هنگام طوفان برای حفاظت برق‌گرفتگی از صاعقه در مکانهای باز، کنار درختان، باجه تلفن و مکانهای باز خودداری کنید.

اقدامات اولیه در برق گرفتگی

• ابتدا منبع برق را قطع کنید و یا مصدوم را با شئی پلاستیکی یا چوپ خشک و یا هر عایقی دیگر از تماس با جریان برق دور کنید.
• اگر نفس نمی‌کشد، تنفس دهان به دهان را شروع کنید و اگر ضربان قلب ندارد، ماساژ قلبی به همراه تنفس به دهان داده شود،
• پس از آن مصدوم حتی اگر مشکلی ندارد باید به فوریتهای پزشکی ببرید زیرا ممکن است اختلالات ضربان قلب بعداً به وجود آید.

• تذکر: اگر تنفس بیمار به روش، تنفس دهان به دهان احیاء نشد، بایستی از طریق تنفس مصنوعی سیلوستر اقدام به انجام تنفس مصنوعی کرد چرا که در برق گرفتگی عضلات تنفس دچار اسپاسم می‌شوند.

[رزیتا]

بتاترون

دید کلی

بخاطر اینکه در شتاب دهنده سیکلوترون در اثر اعمال ولتاژ زیاد سرعت ذره بالا می‌رود و در سرعتهای زیاد جرم ذره افزایش پیدا کرده و برای ذره سبکی مپل الکترون این تغییرات جرم (از جرم سکون به جرم نسبیتی) قابل توجه خواهد بود. از طرف دیگر در یک چنین شرایطی ذرات مورد شتابش با میدان مغناطیسی همگامی نخواهد داشت. در نتیجه آن پایداری فازی برای ذره وجود نخواهد داشت. به عبارتی ذره در امر شتابش از میدان عقب می‌ماند و فرآیند شتابش موفقیت آمیز نخواهد بود. بنابراین برای رفع این نقایص از شتاب دهنده بتاترون برای شتابش ذرات سبک در انرژیهای بالا استفاده می‌کنند.

ساز و کار شتابش در ماشین بتاترون

میدان مغناطیسی در ماشینی به‌نام بتاترون برای به شتاب در آوردن الکترون در مدار دایره‌ای بکار می‌رود ویژگی مشخصه آن غیاب هر نوع الکترود برای تولید میدان الکتریکی است. در ماشینهای شتاب‌ دهنده‌های ایستایی میدان الکتریکی تنها عامل مؤثر در شتاب ‌دهی ذره باردار است. در اینجا میدان الکتریکی از تغییرات زمانی میدان مغناطیس حاصل می‌شود.


میدان الکتریکی القایی عامل شتابش

تغییرات شار مغناطیسی در سراسر یک سطح موجب القا در طول یک منحنی بسته که آن سطح را محدود می‌کند، می‌شد که طبق رابطه فوق داده شده است: V = dφ/dt که در آن φ شار مغناطیسی و dφ/dt میزان تغییرات شار در زمان است. اکنون الکترونی را در نظر بگیرید که تحت تأثیر میدان مغناطیسی مدار دایره‌ای شکل را می‌پیماید. در صورتی که میدان با زمان تغییر کند (برای مثال افزایش یابد) شار احاطه شده توسط مدار نیز تغییر کرده و ولتاژی را القا می‌کند و در نتیجه میدان الکتریکی E در طول این مدار توسط رابطه زیر داده می‌شود:

E = -V/2πr = (1/2πr) dφ/dt = (r/2) dB/dt

که در آن φ = π2 است. در رابطه فوق B میدان مغناطیسی متوسط درون مدار است. r در مشتقگیری اخیر ثابت نگهداشته شده است.

تغییرات مدار شتابش ذرات در اثر میدان

میدان الکتریکی بسته به اینکه شار در زمان افزایش یابد یا کاهش پیدا کند، هر دو علامت را دارا خواهد بود. نیروهای الکتریکی موجب افزایش انرژی الکترون می‌شود و به تناسب مدار پهن می‌شود. انبساط مدار در صورت کاهش میدان مغناطیسی در زمان اجتناب ناپذیر است. اما اینکه افزایش در میدان مغناطیسی می‌تواند این تمایل به افزایش شعاع را جبران کرده و موجب بوجود آمدن بطور کلی یک مدار ایستا‌وار برای کل فرآیند شتابش شود درک کردنی است. دقیقا این یک نکته اساسی در بتاترون است.