|
Electrical Engineering Group درباره وبلاگ  Electrical Engineering Group آخرین مطالب
نويسندگان لینک های مفید چت باکس شنبه 4 آذر 1391برچسب:, :: :: نويسنده : amir
امواج راديو نوعي از تشعشعات الکترومغناطيسي هستند و هنگامي بوجود ميآيند که يک شي باردار شده با فرکانسي که در بخش فرکانس راديويي (RF) طيف الکترومغناطيسي قرار دارد شتاب بگيرد. اين محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گيگا هرتز تغيير ميکند. تشعشعات الکترومغناطيسي توسط نوسانات ميدانهاي الکتريکي و مغناطيسي انتشار مييابند و از طريق هوا و نيز خلا به همان خوبي عبور ميکنند و نيازي به واسطه انتقال ندارند. در مقابل، ديگر انواع تشعشعات الکترومغناطيسي با فرکانس هايي بالاي محدوده RF به اين شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماورا بنفش و نور مرئي.
وقتي که امواج راديويي از يک سيم عبور مي کنند، ميدان الکتريکي و مغناطيسي متغير آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند. با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده هایی که ما به عنوان تلویزیون، رادیو، رادار و تلفن می شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند. کشف
پایه های تئوری انتشار امواج الکترومغناطیسی برای اولین بار توسط جیمز کارل ماکسول در سال 1873مدر مقاله ای تحت عنوان یک تئوری دينامیک از میدان الکتریکی که به انجمن رویال ارائه شده بود، بیان شد که نتیجه کار وی در طی سال های بین 1861م تا 1865م بود.
بین سال های 1886م و 1888م، هاینریش رودلف هرتز برای اولین بار تئوری ماکسول را از طریق آزمایشاتش تایید کرد. آزمایشات وی نشان می دادند که تشعشعات رادیویی تمامی خواص امواج (که امروزه امواج هرتز خوانده می شوند) را دارا هستند، و کشف کرد که معادلات الکترومغناطیس را می توان به صورت معادلات مشتقات جزئی بازنویسی کرد که معادلات موج نامیده شد. ماهیت امواج رادیویی
هر اتم از الکترون و نوترون تشکیل شده است. نوترون و پروتون در مرکز قرار گرفته‌اند و هسته اتم را تشکیل می‌دهند و الکترونها اطراف هسته می‌چرخند. هسته بعضی از اتم‌ها به دلیل پروتونهای آنها خنثی می‌شود. دارای حرکت وضعی هستند. یعنی به دور محور خود می‌چرخند. این نوع حرکت را حرکت اسپنی می‌گویند، که ویژگیهای طبیعی هسته‌ها است. همچنین هسته به دلیل وجود پروتون دارای بار مثبت هست و از هر ذره بارداری که حرکت داشته باشد، فیزیک امواج الکترومغناطیس تابش می‌شود.
بطور کلی فیزیک امواج ، از جمله فیزیک امواج الکترومغناطیسی دارای فرکانس هستند. در اینجا فرکانس به معنی تعداد نوسانهای میدان الکتریکی یا مغناطیسی در واحد زمان از هر نقطه از فضا است. اگر نیروی محرکی را با فرکانس یکسان با فرکانس طبیعی نوسانگر بکار ببریم دامنه حرکت نوسانی یعنی حداکثر فاصله‌ای تا نقطه‌ای از موج از مرکز تعادل می‌گیرد افزایش می‌یابد، که این پدیده را تشدید می‌گویند. امواج رادیو نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند و هنگامی بوجود میآیند که یک شی باردار شده با فرکانسی که در بخش فرکانس رادیویی (RF) طیف الکترومغناطیسی قرار دارد شتاب بگیرد. این محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گیگا هرتز تغییر میکند. تشعشعات الکترومغناطیسی توسط نوسانات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انتشار مییابند و از طریق هوا و نیز خلا به همان خوبی عبور میکنند و نیازی به واسطه انتقال ندارند. در مقابل، دیگر انواع تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس هایی بالای محدوده RF به این شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماوراء بنفش و نور مرئی. وقتی که امواج رادیویی از یک سیم عبور میکنند، میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیر آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنالهای صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند. با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده‌هایی که ما به عنوان تلویزیون ، رادیو ، رادار و تلفن می‌شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند. رادیو بدون باطری
در گذشته راديوي جيبي بود كه بدونِ برق و باطري كار مي‌كرد و فقط كافي بود كه گيره سوسماري خارج‌شُده از آن را به ناودان‌هاي آهني يا پنجره‌ها و يا لوله‌كشي آب منزل بچسبانیم تا صداش در را بشنویم.
در واقع راز اين راديو در آنتن بلند اونه كه بهترين جواب رو هم لوله‌كشي آب يا گار خونه ميده و در واقع موج راديويي غالب موجود در محيط رو به داخل سيم‌پيچ تقويت آنتن هدايت مي‌كنه. اين موج به برق بسيار ضعيفي تبديل ميشه كه در پشتِ يك قطعه الكترونيك يكسوساز به نام ديودِ 1N34A گير مي‌كنه و توسط يك گوشي مخصوص دوهزاراُهمي كه در بازار بهش گوشي كريستالي ميگن قابل شنيدنه! همين مدار خودش مي‌تونه ايده‌اي باشه براي ساختن يك منبع تغذيه رايگان. ما استفاده از امواج راديويي و تقويتِ اونها می توانیم برق توليد کنیم. مختصری از امواج رادیویی و تقسیم بندی باندها و فرکانس‌ها
فضای اطراف ما آکنده از امواج رادیویی است که در تمام جهات در حال انتشار و عبور و مرور می‌باشند. اصولا یک موج رادیویی یک موج الکترومغناطیسی می‌باشد که معمولا توسط آنتن منتشر می‌گردد. امواج رادیویی دارای فرکانس‌های مختلفی هستند، که برحسب کاربری مطابق با استانداردهایی تقسیم‌بندی شده‌اند.
واحد اندازه گیری فرکانس رادیویی hertz "هرتز" یا "سیکل بر ثانیه" است و برای فرکانس‌های بزرگ‌تر، جهت خواندن و نوشتن از عباراتی مانند khz "کیلوهرتز"، mhz "مگا هرتز" و ... استفاده می‌شود. در جدول تقسیم بندی فرکانس‌ها برحسب واحد آمده است.
رادیوهای AM : 535 khz تا 1.7 mhz
رادیوهای موج کوتاه: 509 mhz تا 26.1 mhz
رادیوهای باند شهری: 26.96 mhz تا 27.41 mhz
رادیوهای FM : 88 mhz الی108 mhz
و برخی تقسیمات جزئی‌تر عبارتند از:
سیستم‌های دزدگیر، دربازکن بدون سیم پارکینگ و ... : در حدود 40 mhz
تلفن‌های بدون سیم متداول: در حدود 40 mhz الی 50 mhz
هواپیماهای مدل کنترلی: در حدود 72 mhz
ماشین‌های اسباب‌بازی رادیو کنترلی: درحدود 75 mhz
گردنبند ردیابی حیوانات: 215 mhz الی 220 mhz
تلفن‌های سلولی (مانند موبایل): 824 mhz الی 849 mhz
تلفن‌های جدید بدون سیم: در حدود 900 mhz
سیستم‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای: 1.227 mhz الی 1.577 mhz
ایده های استفاده از امواج الکترو مغناطیس
1-انتقال برق بدون سيم از سطح ماه
يكي از ايده هاي جديد توليد انرژي، انتقال انرژي خورشيدي از سطح ماه بصورت بي سيم است. اصول اوليه اين طرح توسط دكتر ديويد كريسول (Dr. David Criswell) محقق دانشگاه هوستون تگزاس و مديرمؤسسه Space Systems Operations ارائه شده است. بر اساس اين طرح، ابتدا مجموعه اي بسيار وسيع از سلولهاي خورشيدي بر سطح ماه (كه هميشه به طرف زمين است) قرار داده ميشوند تا نور خورشيد را به انرژي الكتريكي تبديل كنند. سپس انرژي الكتريكي حاصله به يك فرستنده مايكروويو ارسال ميشود تا به امواج راديويي در فركانس 2.5 گيگاهرتز تبديل شده و از آنجا بوسيله آنتنهاي با پهناي بيم (beam) بسيار باريك بطرف زمين ارسال گردد. در سطح زمين اين امواج الكترومغناطيسي پر قدرت بوسيله آرايه هاي بسيار بزرگ (very large array) از آنتنهاي مايكروويو دريافت شده و دوباره به انرژي الكتريكي تبدِل ميشوند. همچنين بخشي از اين امواج توسط ماهواره هاي مخصوصي كه در اطراف كره زمين قرار خواهند گرفت به نقاط ديگر كره زمين كه در ديد مستقيم ماه نمي باشند منعكس ميشوند.
در واقع تبديل انرژي الكتريكي به امواج الكترومغناطيسي اين امكان را ميدهد تا انرژي بصورت بي سيم از يك نقطه به نقطه ديگر منتقل شود و در نقطه مقابل پس از دريافت امواج الكترومغناطيسي با انجام عمل عكس، انرژي ااكتريكي مجدداً توليد گردد (به اين روش اصطلاحاً power beaming ميگويند). تقريباً اساس تمام سيستمهاي انتقال برق بدون سيم بر همين پايه استوار است. البته واضح است كه بازدهي چنين سيستمهايي در مقايسه با انتقال برق در خطوط برق بسيار پايين است چون مقدار زيادي از انرژي در تبديل برق به امواج الكترومغناطيسي و بالعكس تلف ميشود و بعلاوه مقداري ازانرژي موجود در امواج نيز در فرايند تشعشع وانتقال در محيط (اتمسفرزمين) به هدر خواهد رفت. بااين وجود، دكتر كريسول در مقالات مختلفي كه ارائه كرده ( منجمله مقاله 1 و مقاله 2) بصورت تحليلي به اين مسائل اشاره كرده و با محاسبات مختلف ادعا نموده است كه ميزان انرژي توليد شده با احتساب تمام اين تلفات و مخارجي كه صرف ساخت و نصب تجهيزات خواهد شد باز مقرون به صرفه خواهد بود و تنها به كسري از يك سنت براي توليد يك كيلو وات بر ساعت برق خواهد رسيد. البته دانشمندان ناسا نيز ايده هاي مشابهي مثل قرار دادن مجموعه اي از سلولهاي خورشيدي و يا حتي صرفاً صفحه هاي منعكس كننده نور در مدار كره زمين ارائه كرده اند كه بحث بر سر اينكه كدام روش مناسبتر است هنوز ادامه دارد. -2شارژ باطری از طریق امواج رادیویی
یک شرکت سرمایه گذاری خصوصی شیوه ای را براي شارژ کردن مجدد تلفن های همراه ارائه داده است که در قالب آن از امواج رادیویی ضعیف استفاده می شود.
استفاده از فرکانس های رادیویی (RF) برای برقراری ارتباط یک روش دیرینه و مرسوم در قرن اخیر محسوب می شود. پلتفورم Powercast Wireless Power این امکان را برای امواج راديويي مد نظر به وجود می آورد تا بصورت کامل و بدون از دست رفتن، از طریق هوا به مبدا مورد نظر انتقال یابند. به عنوان مثال امواج رادیویی AM/FM ، به یک ایستگاه رادیویی و برای همه افرادی که در محدوده ایستگاه رادیویی قرار دارند ارسال می شود حال افرادی که به ایستگاه رادیویی نزدیکتر باشند موج بهتری را دریافت می کنند. پلتفورم Wireless Power Platform دقیقا مشابه با همین روال کار می کند اما با این تفاوت که Powercast بالاترین میزان انتقال نیرو را دارا می باشد. ماژول های Wireless Power Platform Powercaster از الگوریتم های اصلی استفاده می کنند که طیف تاثیر گذاری و موثر بودن آنها بیش از 2 برابر حد معمول است( در مقایسه با شیوه ارسال مرسوم و متداول RF) بدون اینکه میانگین خروجی نیرو نیز افزایش یابد. از طرف دیگر ، ماژول های Wireless Power Platform Powerharvester از مدارهای اصلی استفاده می کنند که بالغ بر 70 درصد حداکثر نیروی فرضی را در هر کجایی از طیف تاثیر گذاری Powercaster حتی به هنگام حرکت ، تسخیر کرده و به دست می آورند. لازم به ذکر است که اصلانباید درسیستم مذکور نگران اختلالات بود. کمپانی مذکور اعلام کرده است که از ميان بسياری از کاربردهای مصرفی تکنولوژی Powercast ، بالاترين انتقال دهنده نيرويي که تا کنون شناسايي شده است کمتر از 2 وات بوده است که اين ميزان تقريبا معادل حداکثر ميزان خروجی يک گوشی GSM است هرچند که گوشی های GSM معمولا با نيرويي حدود 8 وات کار می کنند. اختراع دستگاه توليد برق از طريق امواج راديويي
سيد حسن منافي مخترع جوان مشگين شهري در استان اردبيل موفق به اختراع دستگاهي شده كه از طريق آن انرژي امواج راديويي و الكترو مغناطيسي هوا را به انرژي برق تبديل مي كند.
به گزارش باشگاه خبرنگاران، منافي با اعلام اين خبر گفت: ولتاژ اين دستگاه سه ولت است كه از طريق آن مي توان انرژي وسايل الكتريكي از جمله راديو، ساعت و تلويزيون را بدون صرف هزينه و نياز به انرژي تامين كرد. وي تصريح كرد: مشابه اين دستگاه در داخل كشور و خارج از آن وجود ندارد. وي تاكنون اختراعات زيادي داشته كه تعداد هفت اختراع آن به ثبت رسيده است و اين طرح نيز از طرفسازمان پژوهشي-صنعتي سوئيس مورد استقبال قرار گرفته است. استفاده های دیگر..
1-استفاده برای تلفن های بین جاده ای .
2-استفاده برای چراغ های روشنایی جاده های بین شهری که احتیاج به روشنایی دارند.
3-روشنایی روستا هایی که سیم کشی برق برای آنها امکان ندارد.
4-ماشین های برقی.
5-...
حتماً با خود فکر می کنید که تمام این کارها را با باطری های خورشیدی نیز می توان انجام داد . درست ،این کار امکان دارد .
ولی باطری خورشیدی زمان زیادی شارژ نمی ماند . ولی انرژی امواج همیشه وجود دارد و در شب قوی تر هم می شود.
و البته ارزانتر.
پيوندها لینک های مفید  |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است |طراحی : پیچک
|