انرژي خورشيدي

در شرايط كنوني، تلاش در جهت خود كفايي و رفع وابستگي هاي تكنولوژي كشورمان، يكي از مبرمترين وظايف آحاد ملت ايران است و هر كس بنا به موقعيت خويش بايستي در اين راستا گام بردارد. يكي از صنايع كشورمان كه پيشرفت ديگر صنايع در گرو پيشرفت و توسعه آن است صنعت برق مي باشد. نيروگاههاي موجود توليد برق، از تكنولوژي بسيار بالايي برخوردارند، بطوريكه در حال حاضر طراحي و ساخت آنها در انحصار چند كشور خاص مي باشد.

مصرف انرژي در جهان بطور سرسام آوري رو به ازدياد است. بالا رفتن سطح زندگي مردم كه با جانشين شدن انرژي مكانيكي به جاي انرژي انساني و حيواني همراه بوده است از يكسو و ازدياد جمعيت از سوي ديگر باعث بالا رفتن ميزان مصرف انرژي شده اند. بشر مترقي امروز براي توليد آب آشاميدني، براي توليد مواد غذايي و براي كليه كارهاي روزمره خود نيازمند استفاده از انرژي مي باشد، بطوريكه بدون انرژي زندگي او كلاً مختل مي گردد.

طبق برآوردهايي كه دانشمندان نموده اند، از ابتداي خلقت تا سال 1852 ميلادي، بشرمعادل 10¹⁵*2/1 كيلو وات ساعت و در فاصله 1852 تا 1952 نيز معادل 10¹⁵*2/1 كيلو وات ساعت انرژي مصرف نموده است.

پيش بيني مي شود كه در فاصله 1952 تا 2052 مصرف انرژي بشر به 10¹⁵*30 تا 10¹⁵*120 كيلو وات ساعت برسد. امروزه بين تقاضاي انرژي و انرژي هاي در دسترس و قابل مهار هماهنگي وجود ندارد ودنياي امروز با اين بحران بزرگ روبروست. آنچه مسلم استمنابع شناخته شده مورد استفاده بشر (نظير زغالسنگ، نفت، گاز و…) در صورتيكه كاملاً و صد درصد نيز قابل مهار و استخراج باشند، نمي توانند نيازهاي آتي بشر باشند و ديري نخواهد پاييد كه اين منابع نيز به اتمام خواهند رسيد.

از سوي ديگر استفاده از اين گونه انرژي ها با مشكلاتي توأم مي باشد؛ مثلاً در مورد سوخت هاي هسته اي، امكان تبديل آنها محدود بوده و همچنين استفاده از آنها تكنولوژي پيشرفته اي لازم دارد، بعلاوه از بين بردن فضولات آن نيز مشكلاتي ايجاد مي كند

در مورد سوخت هاي فسيلي نيز استفاده مداوم از هر يك از آنها در دراز مدت ضمن داشتن مخاطره هاي محيط زيست هزينه هاي اقتصادي فزاينده أي به دنبال دارد. منابع شناخته شده انرژي عبارتند از:

1- سوخت هاي فسيلي

2- چوب و…

3- مواد غذايي

4- جريان هاي آبهاي سطحي

5- باد

6- امواج دريا

7- جزر و مد

8- حرارت زير پوسته زمين (ژئوترمال)

9-حرارت آب سطح دريا

10- واكنش هاي هسته أي

11- انرژي خورشيدي

كه به بررسي انرژي خورشيدي مي پردازيم:

انرژي خورشيد:

منشأ بسياري از انرژي ها، انرژي خورشيد مي باشد.

امروزه بيش از % 9/99 از مجموع انرژي هايي كه به زمين منتقل مي گردند از خورشيد منشأ مي گيرد كه مقدار آن 10¹⁵*8/1 ترا وات است ( 10¹² = Tera) ، انرژي حاصل از تابش خروشيد كه در هر روز به زمين مي رسد 100000 برابر مقدرا انرژي توليد شده توسط كليه نيروگاههاي جهان است. بنابراين با توجه به تابش خورشيد، كمبود بالقوه انرژي در جهان وجود ندارد و انرژي خورشيد با مقداري معادل 20000 برابر مصرف كنوني بشر، به نظر مي رسد كه منبع مناسبي براي تأمين احتياجات او باشد، بخصوص اينكه استفاه از آن هيچگونه آلودگي محيطي و حتي آلودگي حرارت بوجود نمي آورد.

كاربرد انرژي خورشيدي به عنوان يك منبع انرژي براي مصارف بزرگ از اميدهاي آينده است. اشكال بزرگ در كاربرد انرژي خورشيدي، متمركز نبودن، تناوبي بودن و ثابت نبودن مقدار تشعشع مي باشد، كه اگر بتوانيم وسيله أي جهت متمركز كردن آن بسازيم، بطوريكه نوسانات آن تأثير زيادي بر روي آن نگذارد به يك منبع انرژي بسيار بزرگ دست يافته ايم كه تا قرن ها مي توند تأ مين كننده نياز انرژي بشر باشد. با توجه به وضع انرژي در جهان و رشد جمعيت و مصرف در جهان، اگر به طور هوشمندانه رفتار كنيم خواهيم ديد كه خورشيد تنها منبع انرژي است كه انرژي آن به وفور و به صورت رايگان و در همه ادوار در اختيار مي باشد. بعلاوه اينكه در تبديل انرژي خورشيد مسائلي نظير آلوده كردن محيط زيست وجود ندارد.

همانطور كه قبلا ذكر شد، انرژي خورشيدي كه درزمين مي تواند مورد استفاده قرار گيرد، حدود بيست هزار برابر كل انرژي مورد مصرف فعلي بشر مي باشد، اگر راندمان تبديل انرژي خورشيد به انرژي مورد نياز بشر را تنها % 1 در نظر بگيريم، % 5/0 سطح كره زمين براي تقاضاي كل انرژي بشر كافي خواهد بود.

بر طبق گزارش ERDA ( اداره كل تحقيقات و توسعه انرژي ) كل انرژي مورد نياز آمريكا در سال 2020 از انرژي خورشيد تأمين خواهد شد.

پس در مي يابيم كه استفاده از انرژي خورشيد رشد چشمگيري خواهد داشت و در آينده بشر ناچار است كه بيشتر نياز خود را از انرژي خورشيد تأمين كند، بطوريكه تا سال 2075 مقدرا % 50 تا % 75 نياز كل بشر از انرژي خورشيد تأمين خواهد شد.

با توجه به موقعيت جغرافيايي كشورمان، در مي يابيم كه ايران با تقريباً 3600 ساعت تابش خورشيد در سال، يكي از غني ترين ممالك در زمينه انرژي خورشيدي مي باشد و مي تواند ما را در بكارگيري اين انرژي مخصوصاً در توليد برق ياري نمايد.

انواع كلكتورهاي خورشيدي

الف- كلكتورهاي مسطح خورشيدي

ب- كلكتورهاي متمركز كننده

ب-1- متمركز كننده خطي

ب-2- متمركز كننده نقطه أي

ب-2-1- متمركز كننده هاي بشقابي

ب-2-2- متمركز كننده هاي با دريافت كننده مركزي

كاربردها:

الف- اين كلكتورها در اين كاربرد در دماهاي پايين بوده و بيشتر جهت مصارف خانگي نظير سيستم تهويه مطبوع و تهيه آب گرم بكار مي رود.

ب- اين كلكتورها داراي كاربرد در دماهاي بالا بوده و به طور كلي كلكتورهايي كه شدت حرارتي رسيده به سطح گيرنده آنها بيشتر از شدت شار حرارتي رسيده به دهانه آنها باشد، متمركز كننده گويند.

هدف از يك متمركز كننده عبارتست از متمركز كردن پرتوهاي خورشيد از يك سطح بزرگتر به روي يك سطح كوچكتر كه در نتيجه آن گيرنده گرم داراي تلفات حرارتي كمتر مي شود.

عمل تمركز به دو طريق انجام مي شود، يكي توسط سطوح بازتاب دهنده (آينه) و ديگري توسط سطوح انكسار دهنده پرتوهاي خورشيدي ( عدسي)، بطوريكه پرتوا را روي گيرنده  متمركز مي نمايند.

ب- در اين نوع از متمركز كننده ها، پرتوهاي خورشيدي روي يك خط متمركز مي شود كه اين بوسيله عدسي يا آينه صورت مي گيرد. در نوع عدسي آن پرتوهاي خورشيد پس از عبور از عدسي شكسته شده و روي يك گيرنده خطي متمركز مي گردد ولي در نوع آينه أي كه مورد استفاده بيشتري دارد و به متمركز كننده هاي شلجمي باز (Parabolic Concentrator) معروف است، اين كلكتورها تشكيل شده اند از يك يا چند رديف از آينه هاي نيم استوانه كه پرتوهاي رسيده به آنها را در مركز كانوني خود متمركز مي كنند و در مركز اين نيم استوانه هاي منعكس كننده يك مسير لوله سرتاسري قرار دارد كه وظيفه جذب كردن انرژي حرارتي متمركز شده روي آنرا بر عهده دارد و اين انرژي جذب شده را به سيال داخل لوله منتقل مي نمايد. جهت انجام عدم انتقال حرارت از اين لوله به محيط اطراف،اين لوله ها را توسط يك لوله شيشه أي ( كه داراي قطر بيشتري از قطر لوله است) احاطه مي نمايند و در فضاي خالي بين لوله و شيشه خلأ ايجاد مي كنند كه با اين عمل انتقال حرارت، منتقل شده از لوله به محيط را از طريق جابجايي (Convection) و هدايت ( Conductivity) به حداقل مقدرا خود مي رسانند. در مورد انتقال حرارت تشعشعي از لوله به محيط بايد گفت در هنگام تابش خورشيد، پرتوهاي متمركز شده توسط آينه ها، چون داراي طول موج كمي هستند به راحتي از شيشه محافظ عبور كرده و به لوله مي رسند، ولي پرتوهاي با تابش از روي لوله چون داراي طول موج بيشتري هستند، از داخل محفظه شيشه أي عبور نمي كنند و تحت باز تابش كلي دوباره به لوله مي تابند.

سطح گيرنده پرتوهاي خورشيد را معمولاً از لوله هاي Steel با پوشش مخصوص (سرميت) مي سازند و گيرنده نسبت به سطح منعكس كننده ثابت بوده و همراه آن مي چرخد.

ب-در اين نوع از متمركز كننده ها، پرتوهاي خورشيد روي يك نقطه متمركز مي شوند.

ب- Point – Focus dish concentrators

اين كلكتورها به شكل يك عرقچين از يك كره مي باشند و به دو نوع يافت مي شوند:

در نوع اول كه كاربرد بيشتري دارد سطح داخلي آنها باموادي با ضريب انعكاس بالا پوشيده شده است. سطح دريافت كننده پرتوهاي خورشيد در اين كلكتورها مي توند بصورت يكپارچه طراحي و ساخته شود و يا مي توند از تعبيه يكسري آينه هاي تخت كوچك در رويه داخلي يك سطح بشقابي شكل، تشكيل شده باشد كه در مجموع يك سطح انعكاسي بشقابي را تشكيل مي دهد.

پرتوهاي موازي رسيده از خورشيد ( چون خروشيد به اندازه كافي از زمين دوراست و مي توان پرتوهاي ريده از آن را بصورت مواز در نظر گرفت) توسط سطح انعكاس دهنده در مركز بشقاب تابيده مي شود كه در اين مكان سطح جذب كننده انرژي قرار دارد ( دراين سطح مي تواند يك موتور استرلينگ، جهت توليد انرژي الكتريكي قرار گيرد).

دراين كلكتورها نيز جهت بالا بردن راندمان و داشتن يك دماي ثابت در سطح جذب كننده انرژي، از يك سيستم ردياب خورشيدي استفاده مي شود.

ب- Central – Receive

يكي از مسائل عمده در رابطه با پخش متمركز كننده هاي خطي در يك محوطه بزرگ آن است كه براي انتقال سيال از محوطه تبديل كننده انرژي گرمايي، به شبكه لوله كش وسيعي نياز است كه أين امر باعث افزايش هزينه وتلفات حرارتي مي شود و علاوه بر آن چون سيال داخل لوله در درجه حرارت بسيار بالا منتقل مي شود، امكان نشتي از اتصالات، بالا مي رود. بهترين راه حل در مورد پروژه هايي كه به قدرت زياد نياز دارند، آن است كه به جاي سيستم لوله كشي در محوطه از يك سيستم گيرنده مركزي استفاده مي شود. كلكتوراي سيستم گيرنده مركزي از يك سري آينه هاي تخت كه جهت آنها را مي توان تنظيم نمود، تشكيل شده است. هر آينه، تشعشعات منعكس شده خود را به گيرنده أي كه در بالاي برج در وسط ميدان آينه ها قرار دارد، منعكس مي كند. هر يك از اين آينه هاي تخت را يك هيليوستات (Heliostat) مي نامند.

در طريقه نصب هيليوستات ها بايد دقت نمود كه اندازه ضريب سايه و ضريب انسداد پرتوها، كمترين مقدار خود را داشته باشند كه اغلب به اين منظور هيليوستاتها را به صورت مثليث، دور تا دو دريافت كننده مركزي نصب مي نمايند.

هيليوستات ها به يك سيستم هدايت كامپيوتري جهت رديابي خورشيد در طول روز و فصول مختلف سال مجهز مي شوند. صحت عملكرد اين دستگاه مرتباً توسط بازرسي موقعيت تصوير منعكس بر روي برج كنترل مي شود.

در طراحي محوطه مورد نظر عوامل زير بايد در نظر گرفته شود:

الف- موقعيت و ارتفاع برج

ب- شكل محوطه

ج- پراكندگي هيليوستاتها در محوطه

بطوريكه هر چه ارتفاع برج بلند باشد، آينه  ها افقي تر قرار گرفته و در نتيجه تلفات، كمتر مي گردد و همچنين  در يك محوطه معين، مي توان از رديف هاي بيشتري از هيليوستاتها، استفاده كرد. ولي از طرف ديگر، هزينه ساخت نيز با افزايش ارتفاع برج، به شدت بالا مي رود.

در دپارتمان انرژي آمريكا، براي يك نيروگاه خورشيدي آزمايش 15 مگاواتي، برجي به ارتفاع 101 متر و براي يك نيروگاه 5 مگاواتي، برجي به ارتفاع 61 متر در نظر گرفته است.

چون در اين نوع گردآورنده ها با نسبت تمركز بال و نيز درجه حرارت بالايي از سيال عامل مواجه هستيم، لذا مشكل عمده آنها، اين است كه بادي جريان سيال را در داخل دريافت كننده مركزي طوري نگه داشت كه از گرم شدن موضعي و ايجاد تنش هاي حرارتي در سطح آن جلوگيري به عمل آيد.

تاريخچه ساخت نيروگاه هاي خورشيدي

 اولين نيروگاه بخار خورشيدي در سال 1965 در نزديكي ژنو ساخت شد، كه از نوع دريافت كننده مركزي بود. ميدان آينه ها از 121 دستگاه آينه مدور شلجمي با قطر cm 58 و با سطح كلي ²m 30 روي ردياب مكانيكي در محوطه أي به ابعاد m7 در m7 بناگرديد. ارتفاع دريافت كننده مركزي از ميدان آينه ها m 3 بود.

براي بالا بردن ضريب جذب انرژي خورشيدي سطح خارجي لوله را به رنگ سياه مينا كرده و قسمتي از آنرا به شكل مارپيچ و قسمت ديگر را به شكل حلزوني فرم دادند.

آب مورد نياز دريافت كننده مركزي بوسيله يك پمپ سانتريفوژ براي دبي زياد و يك پمپ پيستوني براي فشار زياد تأمين مي شود و آب پس از كشب گرماي اوليه در گرمترين قسمت ديگ، به بخار و سپس در ناحيه أي با گرماي كمتر به بخار خشك تبديل مي گردد.

مقدار بخار خشك توليدي با قدرت تشعشع خورشيد به ميزان حداكثر kg21 با حرارت 500 و فشار atm 150 در ساعت ولي مقدار متوسط آن براي 5 الي 6 ساعت تابش خروشيد در حدود kg 19 در ساعت با فشار atm 100 بود.دومين نيروگاه بخار خورشيدي در زمستان سال 1965 در نزديكي نيروگاه اول ساخته شد.

سومين نيروگاه بخار خورشيدي در زمستان سال 1967 در نزديكي دو نيروگاه قبلي ساخته شد كه البته اين نيورگاه مشكلاتي داشت كه اين اصلاحات در سال 1972 انجام و نيروگاه تا سال 1973 بكار مشغول بود.

نيروگاه خورشيدي جورجياي  ( kw400) :

بر اساس تجربيات بدست آمده از سومين نيروگاه خورشيدي، يك نيروگاه kw400 در جورجياي آمريكا طراحي و در سال 1977 راه اندازي  شد. اين نيورگاه از نوع دريافت كننده مركزي است. ميدان آينه ها متشكل از 550 آينه دايره أي به ضخامت mm 30 و قطر m 11/1، كه نقره اندود شده اند، مي باشد. آينه ها از نوع شيشه كم آهن با ضريب انعكاسي در حدود 90 درصد هستند. دستگاه ردياب حركت خورشيد اين نيروگاه قادر است تا 682 آينه را هدايت كند ولي عملاً 550 آينه بصورت 6 ضلعي و با سطح كل ²m  532، بر روي آن نصب شده است. دريافت كننده مركزي در ارتفاع m20 بالاي ميدان آينه ها روي برج قرار دارد و قدرت بخار توليدي آن، بين 345 تا 410 كيلو وات و با دماي C600 و فشار atm150 است.

 

www.eelmi.blogfa.com

 

 

سيم پيچي الكتروموتور سوخته

 

 

ابتدا روي درب ها و بدنه استاتور توسط سمبه نشانه گذاري مي كنيم تا موقع جمع كردن الكتروموتور دچار اشتباه نشويم زيرا در برخي الكترو موتورها اگر درب ها اشتباه جمع شود موتور سفت كار مي كند يا بالانس نمي شود كه باعث آمپر كشيدن مي شود سپسپيچ هاي الكترو موتور را باز كرده ودرب ها را از بدنه جدا مي كنيم و رتور را از داخل استاتور بيرون مي كشيم. حال تخته كلم موتور را باز كرده و سيم هاي آن را قطع مي كنيم وسايل موتور را در درون ظرفي ريخته تا با وسايل موتورهاي ديگراشتباه نشوند.

حال بايد حساب موتور را كه شامل:

1:قطرسيم

2:دور كلاف

3:گام سيم پيچي

4:نوع سر بندي

مي باشد را درون دفتر حساب مي نويسيم مانند:  

تكفاز:

حساب موتور چيني RMP	Hp=3,rpm=1415,A=19.8,c=2*200µf
استارت	رنينگ
15=8-1	52=3-1
25=10-1	52=5-1
18=12-1روي هم	66=7-1
سيم 95/0	66=9-1
سر بندي ساده	سه لا سيم 00/1
...............	سربندي پارالل
...............	........................

 

موتور سه فاز:

 

حساب موتور چيني OTC

HP=20,RPM=1440,A=25

80=8-1

80=10-1

80=12-1

چهارلا سيم 10/1          سربندي ساده مثلث

 

حال موتور را توسط قلم آهني از طرف سربندي قلم زده و از طرف ديگر كلاف ها را بيرون مي كشيمدر حين كندن يك يا چند كلاف را مي شماريم و در دفتر حساب مي نويسم.

شيار هاي موتور را تميز كرده و شيارها را سوهان ميزنيم تا پليسه هاي شيارها گرفته شود و سپس از روي نمونه عايق ،عايق ها را بريده و درون شيارها قرار مي دهيم حال موتور آماده سيم پيچي مي شود ونسبت به گام سيم پيچي اندازه قالب گرفته و روي كلاف پيچ تنظيم مي كنيم.

براي اندازه قالب گرفتن بايد به نكات زير توجه كرد:

1)اندازه زياد بلند نباشد زيرا ممكن است باعث اتصالي به درب ها شود.

2)اندازه زياد كوچك نباشد ممكن است باعث شكستن عايق زير سيم شود وبه بدنه اتصالي كند و هم مشكل پيچيده شود.

در حين سيم پيچي كلاف ها را حالت مي دهيم تا از جلو به رتور  و از عقب به استاتور گير نكند بعد از اينكه كلاف ها را درون شيار ها قرار داديم طرف بدون سربندي را دوخته وبعد آن طرف را سربندي كرده و مي دوزيم سپس شيار ها را توسط شيار كوب خوابانده و موتور را لاك مي زنيم و موتور را به مدت 24 ساعت در هواي آزاد گذاشته تا لاك خشك شود

بعد از خشك شدن لاك،لاك هاي داخل شيار ها را تراشيده تا موقع گرم كردن موتور باعث قفل كردن روتور نشود سپس موتور را از روي نشانه ها جمع كرده و امتحان مي كنيم.

 

www.eelmi.blogfa.com

 

 

صاعقه(رعد و برق)

 

بر اثر برخورد ابرهاي داراي بارهاي غير همنام ، واكنش‎هاي الكتريكي شديدي به صورت نور و صداي شديد بنام صاعقه يا رعد و برق توليد مي‎گردد و براساس مطالعات به عمل آمده توسط متخصصين تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنيا بين 1500 تا 2000 بارمي‎باشد.

اين پديده يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند ؛ در هنگام رعد و برق ، برق در جريانات هوايي بالا و پايين قوي داخل ابرهايي موسوم به كومولونيمبوس تاريك شكل مي گيرد ؛ در اين شرايط قطرات آب ، تگرگ و كريستال هاي يخ با يكديگر برخورد مي كنند ، دانشمندان عقيده دارند كه اين برخوردها بارهاي الكتريكي را در ابر به وجود مي آورد ؛ بارهاي الكتريكي منفي و مثبت در ابر از يكديگر جدا مي شوند ، بارهاي منفي به بخش پايين تر ابر سقوط مي كنند و بارهاي مثبت در بخش هاي مياني و بالاتر مي مانند ، موقعي كه اختلاف بارها به قدر كافي بزرگ مي شود ، يك جريان الكتريسيته از ابر به پايين و به زمين جريان پيدا مي كند يا از يك بخش ابر به بخش ديگر يا از يك ابر به ابر ديگر جريان مي يابد ، كه اين بار معمولا مثبت و روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعة ابر، هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بار آن بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب آن افزايش پيدا ميكند ، بالاخره مقدار اين بار الكتريكي آنقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد و ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نا رسانا ست در يك سير خاص يونيزه و آنرا به رسانا تبديل ميكند و به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض 0.0001 ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار آمپر از هواي يونيزه ميگذرد . اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي آن روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند . با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت ، توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد و ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند ؛ اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير آذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد ، كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجارِ واقعيِ انبساطِ سريع و شديد هوا ، كه يك موج ضربتي(shock wave) در هواي اطراف ايجاد ميكند و امواجي را با فشار بين 10 تا 30 اتمسفر بوجود مي‎آورد ، كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش ما ميرسد ، اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد ، جريان شديدي كه از هوا ميگذرد ، آن را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي است كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند.

 

آذرخش يا رعدوبرق يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند.پيش از ايجاد رعدوبرق ابرها طي فرايندهايي بشدت باردار ميشوند كه اين بار معمولا مثبت است, روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعه ي ابر هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بارشان بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب ان در حال افزايش است. بالاخره مقدار اين بار الكتريكي انقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد.

 

ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نارساناست در يك سير خاص يونيزه و انرا به رسانا تبديل ميكند.به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض يك ده هزارم ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار امپر از هواي يونيزه ميگذرد.اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي ان روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند. با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد.چنين تواني حتي در مدت زمان ناچيز - يك ده هزارم ثانيه - ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير اذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد اگر كمي با قوانين حاكم بر گازها اشنايي داشته باشيد مي بينيد كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجار واقعي انبساط سريع و شديد هوا يك موج ضربتي shock waveدر هواي اطراف ايجاد ميكند كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش شما ميرسد.

 

اين از بخش صوتي ماجرا,اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد.لامپ معمولي را به ياد بياوريد (لامپ نئون مثال بهتريست) يك جريان نه چندان زياد از رشته تنگستن ميگذرد و دماي ان را به بيش از 2000 درجه ميرساند .اين دما انرژي لازم براي بر انگيختگي اتمهاي فلز را فراهم ميكند.اتمها بر انگيخته ميشوند و در بازگشت انرژي اضافي را به صورت فوتونهاي نوري ازاد ميكند و به اين ترتيب رشته تنگستن روشن ميشود.در اذرخش هم چيزي شبيه اين ماجرا اتفاق مي افتد:جريان شديدي از هوا ميگذرد ان را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند.حالا ميتوانيد تصور كنيد اگر هوا نبود رعدوبرق به چه روزي مي افتاد؟

 

صاعقه (رعد و برق)

بر اثر برخورد ابرهاي داراي بارهاي غير هم نام، واكنش‎هاي الكتريكي شديدي به صورت نور و صداي شديد بنام صاعقه يا رعد و برق توليد مي‎گردد كه با نور و صداي شديد همراه است.

   رعد و برق قادر است صدماتي جدي وارد آورد، مي‎تواند به راحتي انسان و يا حيوان را از پاي درآورد، زيرا از جريان الكتريكي بسيار بالايي برخوردار است كه مدت آن كم بوده ولي قدرت آن زياد است. براساس مطالعات و بررسي‎هاي به عمل آمده توسط متخصصين امر تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنيا بين 1500 تا 2000 بار مي‎باشد. به عبار ديگر حدود 6000 جرقه الكتريكي در هر دقيقه در دنيا زده مي‎شود. يكي از خطرناك‎ترين ورزشها كه برق‎زدگي را آسان مي‎كند، شنا در محيط باز است. شدت جريان الكتريكي در رعد و برق ممكن است بين 10000 تا 40000 آمپر باشد (درحالي كه حداكثر شدت جريان قابل تحمل معمولاً ازچند صد متر متجاوز نمي‎كند). تخليه بار الكتريكي از يك ابر به ابر ديگر و يا به زمين بوجود مي‎آيد، مي‎تواند قلب انسان را از كار بياندازد، شش‎ها را پاره كند، مغز و ساير ارگان‎هاي حيات بدن را از بين ببرد و سبب سوختگي‎هاي جدي در بدن شود. هوايي كه نور برق از ميان آن مي‎گذرد به شدت گرم مي‎شود. جريان الكتريكي شديد ميزان حرارت هوا را در كانالي كه برق از آن عبور مي‎كند براي مدت يك ميلي‌ثانيه و يا كنرت از 30000 درجه سانتيگراد بالا مي‎برد. هوايي كه به طور ناگهاني اين ميزان گرم مي‎شود به سرعت منبسط شده و ضربه‎اي به هواي اطراف مي‎زند و امواجي را با فشار بين 10 تا 30 اتمسفر بوجود مي‎آورد. اغلب فلزاتي كه به عنوان وسايل زينتي به كار مي‎روند مانند گردنبند و دست بند نيز مي‎توان هنگام رعد و برق خطرناك باشند. در موقعي كه رعد و برق شديد رخ مي‎دهد بهترين كار براي حفظ سلامتي اين است كه هر نوع وسيله فلزي كه در دست داريد را فوراً رها كنيد و از ريسك كردن بپرهيزيد.

  در هنگام بروز صاعقه

1ـ نترسيد (احتمال خطر پايين است) و آرامش خود را حفظ نماييد.

2ـ از درختان، تپه‎ها، تيرك‎ها، طناب رختشويي، سيم برق هوايي، لوله‎هاي فلزي آب دور شويد. (ايستادن زير درخت روي تپه هنگام صاعقه خطرناك‎ترين اقدام است).

3ـ اگر درون آب در حال شنا يا اسكي روي آب هستيد و يا روي شناوري مثل قايق هستيد، فورا خود را به خودخشكي برسانيد و از آب بيرون بياييد.

4ـ درون اتومبيل، اتوبوس، يك ساختمان يا ايستگاه قطار زيرزميني برويد ولي به اشياء  فلزي دست نزنيد.

5ـ به اشياء فلزي (از قبيل دوچرخه، نرده‎هاي آهني، قلاب‎هاي ماهي‎گيري، لوازم فلزي خانه و واگن‎هاي قطار) دست نزنيد.

6ـ اگر از خانه بيرون هستيد در محلي باز  بدون درخت به حالت خميده دست را روي زانوهاي خود قراردهيد و باقي بمانيد (در نقاط مرتفع پناه نگيريد)

7ـ سعي كنيد در خانه بمانيد.

8ـ اگر لباس‎هاي شما خيس است از وارد آمدن صدمات جدي جلوگيري شود.

9ـ اگر هنگام رعد و برق، احساس كرديد كه موهاي سر يا دست‎هاي شما سيخ شده و يا از سنگ‎ها و تورهاي فلزي اطراف خود صداي وزوز شنيدند فورا آن محل را ترك كنيد.

10ـ سعي كنيد افراد برق زده را با كمك‎هاي اوليه و تنفس مصنوعي نجات دهيد، چون احتمال نجات اين اشخاص بسيار بالا است.

 

 

www.eelmi.blogfa.com