تحقیق و بررسی در مورد جوش قوس الکتریکی

اختصاصی از رزفایل تحقیق و بررسی در مورد جوش قوس الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 2

جوش قوس الکتریکی

جوش قوس الکتریکی یکی از متداول ترین روشهای اتصالقطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دوالکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترودوجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاءجوشکاری نمود.در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکساننبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورتقوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته استبطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.در این شرایط درجه حرارتدر مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله درحالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عملجوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر میگردد.طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد وتقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت درجریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدتجریان باید بالا باشد نه ولتاژانتخاب صحیح الکترود برای کارانتخابصحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتراست برای ردیف اول گرده جوش استفاده می گردد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولیچنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهدماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می دهدانتخاب صحیح الکترود( ازنظر قطر(بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمترباشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامتبیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادترباشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد.همچنین انتخاب صحیحقطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا - ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یکدرز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنجشانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوشداد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهدماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حینجوشکاری گاهی اوقات جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیراست.1. ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی2. ازدیادفاصله الکترود نسبت به سطح کار3. آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیرضروری4. عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری

تحقیق و بررسی در مورد بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولی

اختصاصی از رزفایل تحقیق و بررسی در مورد بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 5

بهره برداری مطمئن و بی وقفه از تاسیسات الکتریکی و مراکز تولید نیرو و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز تجهیزات برقی کارخانه جات صنعتی و مراکز اقتصادی تا حدود زیادی به خصوصیات و ویژگی ها و طرز عمل کلیدها و وسایل کنترل مدارها بستگی دارد.در مدارهای الکتریکی  وسایل مختلفی به کار میرود که از مهمترین انها کنتاکتور یا کلید مغناطیسی است .استفاده از این کنتاکتور در مدارهای کنترل تنوع طراحی های مختلف را به وجود می آورد.برای طراحی مدارهای کنترل و کار با آنها باید وسایل تشکیل دهنده آن را به طور کامل شناخت و به اصول ساختمان و مورد استفاده این وسایل آشنا شد.وسایلی که در مدارهای فرمان به کار میروند  به این قرار است:1_کنتاکتور(کلید مغناطیسی)2_شستی استاپ استارت3_رله الکتریکی4_رله مغناطیسی5_لامپ های سیگنال 6-فیوزها 7_لیمیت سویچ8_کلیدهای تابع فشار 9_کلیدهای شناور10_چشم های الکتریکی(سنسورها)11_تایمر و انواع آن12_ترموستات13_کلیدهای تابع دوردر مورد کنتاکتور میتوان گفت که یک کلید مغناطیس است که وقتی ولتاژ مورد نظر به آن اعمال میشود یک سری کنتاکت(یا کلید)باز را بسته و یک سری کنتاکت بسته را باز میکند.که با استفاده از این خاصیت مدارهای مختلفی میتوان مدارهای زیادی رو طراحی کرد.ساختمان کنتاکتور:این کلید از دو هسته به شکل E یا U که یکی ثابت و دیگری متحرک است و در میان هسته ثابت یک بوبین یا سیم پیچ قرار دارد،تشکیل شده است. وقتی بوبین به برق وصل میشود با استفاده از خاصیت مغناطیسی ،نیروی کششی فنر را خنثی میکند و هسته فوقانی را به هسته تحتانی متصل کرده باعث میشود که تعدادی کنتاکت عایق شده از یکدیگر به ترمینال های ورودی و خروجی  کلید متصل میشود و یا باعث باز شدن کنتاکت های بسته کنتاکتور بسته کنتاکتور گردد.در صورتی که مدار تغذیه بوبین  کنتاکتور قطع شود ،در اثر نیروی فنری که داخل کلید قرار دارد هسته متحرک دباره به حالت اول باز میگردد.مزایای استفاده از کنتاکتورکنتاکتورها نسبت به کلیدهای دستی صنعتی مزایایی به شرح زیر دارند:1_مصرف کننده می تواند از راه دور کنترل می شود.2_مصرف کننده میتواند از چند محل کنترل شود.3_امکان طراحی مدار فرمان اتوماتیک برای مراحل مختلف کار مصرف کننده وجود دارد.4_سرعت قطع و وصل کلید زیاد و استهلاک آن کم است.5_از نظر حفاظتی مطمئن ترند و حفاظت مطمئن تر و کامل تری دارند.6_عمر موثرشان بیشتر است.7_هنگام قطع برق،مدار مصرف کننده نیز قطع می شود و به استارت مجدد پیدا میکند؛در نتیجه از خطرات وصل ناگهانی دستگاه جلو گیری می کند.کنتاکتور برای جریان های AC وDC ساخته میشود.تفاوت این دو کنتاکتور در این است که در کنتاکتور های AC از یک حلقه اتصال کوتاه برای جلوگیری از لرزش حاصل از فرکانس برق استفاده می شود. نیروی کششی یک مغناطیس الکتریکی جریان متناوب،متناسب با مجذور جریان عبوری از آن و در نتیجه متناسب با مجذور اندکسیون مغناطیسی است.چون مقدار جریان        لحظه ای با توجه به رابطه i=ImaxSIN wt تعقیر میکند،نیروی کششی مغناطیسی نیز برابر با F=Fmax sin wt  (سینوس توان 2 دارد که نمیشد تایپ کنی) خواهد شد و تعداد دفعاتی که این نیرو ماکزیمم و صفر می شود، به اندازه دو برابر فرکانس شبکه خواهد گردید.در نتیجه ،در لحظاتی که مقدار نیروی کششی بیشتر از نیروی مقاوم فنر های کنتاکتور باشد ،هسته کنتاکتور جذب می شود و در لحظاتی که مقدار نیروی کششی کمتر از مقدار نیروی فنر ها شود،هسته متحرک هسته نیز آزاد شده و به محل اول خود باز می گردد.بدین ترتیب در هسته متحرک لرزش و صدا ایجاد خواهد شد این نوسانات را می توان به وسیله یک حلقه بسته در سطح قطب ها جا سازی شده و حدود نصف تا 3/2 سطح هر قطب را پوشانده است از بین برد و لرزش آن را برطرف کرد. عمل این حلقه آن است که مانند سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتوری که در حالت اتصال کوتاه قرار گرفته است،از آن جریان القایی عبور میکند و باعث ایجاد فوران مغناطیسی فرعی در مدار هسته می شود. این فوران فرعی با فوران اطلی اختلاف فاز دارد و در زمانی که نیروی کششی  حاطل از فوران اطلی صفر باشد ،نیروی کششی حاصل از فوران اطلی ماکزیمم خواهد بود و در حالتی که نیروی حاصل از فوران ماکزییم باشد ،این نیرو صفر خواهد بود و چون جمع این دو نیرو به هسته متحرک اثر میکند،نیروی کششی در هر لحظه از نیروی مقاومت فنر بیشتر خواهد بود.ولتاژ تغذیه بوبین متفاوت است و از 24 تا 380ولت ساخته می شود. در اکثر کشورهای صنعتی برای حفاظت بیشتر ،تغذیه بوبین کنتاکتور را زیر ولتاژ حفاظت شده (65ولت)انتخاب میکنند. و یا برای تغذیه مدار فرمان ،ترانسفورماتور مجزا کننده به کار می برند.شناخت مشخصات کنتاکتورنوع کنتاکتوربا توجه به نوع مصرف کننده و شرایط کار ،کنتاکتورها دارای قدرت و جریان عبوری مشخصی برای ولتاژهای مختلف هستنند. بنابراین باید به جدول و مشخصات کنتاکتور توجه کافی مبذول کرد و انخاب کنتاکتو.را منطبق بر مشخصات مورد نیاز قرار داد.برای اتصال مصرف کننده به شبکه باید از کلید یا کنتاکتوری با مشخصات مناسب استفاده کرد که کنتاکت های آن تحمل جریان راه اندازی و جریان دائمی را

تحقیق و بررسی در مورد آسیبهای الکتریکی حفاظت سیستمهای قدرت

اختصاصی از رزفایل تحقیق و بررسی در مورد آسیبهای الکتریکی حفاظت سیستمهای قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

آسیبهایالکتریکیحفاظتسیستمهایقدرت

مقدمه

وقتی‌شخصی‌دچاربرق‌گرفتگی‌می‌شود،عبورجریان‌الکتریکی‌ازطریق‌بدن‌ممکن‌است‌وی‌راازهوش‌برده‌،منجربه‌توقف‌تنفس‌وحتی‌ضربان‌قلب‌وی‌شود. جریان‌الکتریکی‌می‌تواندهم‌درمحلی‌که‌واردبدن‌می‌شودوهم‌درمحلی‌که‌برای‌تخلیه‌

وقتی‌شخصی‌دچاربرق‌گرفتگی‌می‌شود،عبورجریان‌الکتریکی‌ازطریق‌بدن‌ممکن‌است‌وی‌راازهوش‌برده‌،منجربه‌توقف‌تنفس‌وحتی‌ضربان‌قلب‌وی‌شود. جریان‌الکتریکی‌می‌تواندهم‌درمحلی‌که‌واردبدن‌می‌شودوهم‌درمحلی‌که‌برای‌تخلیه‌به‌ «زمین‌»ازبدن‌خارج‌می‌شود،سوختگی‌ایجادکند. دربعضی‌موارد،جریان‌برق‌،گرفتگی‌عضلانی‌هم‌ایجادمی‌کندکه‌این‌موضوع‌،مانع‌ازقطع‌ارتباط‌مصدوم‌بامنبع‌برق‌می‌شود. بنابراین‌وقتی‌به‌صحنه‌حادثه‌می‌رسید،امکان‌داردکه‌هنوزجریان‌الکتریکی‌دربدن‌مصدوم‌برقرارباشد («برق‌دار»). آسیب‌های‌الکتریکی‌معمولاًدرمنزل‌یامحل‌کارودراثرتماس‌بامنابع‌برق‌باولتاژپایین‌رخ‌می‌دهند. همچنین‌ممکن‌است‌این‌آسیب‌هادراثرتماس‌بامنابع‌برق‌باولتاژبالا (مثل‌خطوط‌انتقال‌نیروی‌افتاده‌روی‌زمین‌) هم‌رخ‌دهند. افرادی‌که‌باجریان‌ولتاژبالادچاربرق‌گرفتگی‌می‌شوند،ندرتاًزنده‌می‌مانند.

مباحث‌زیرراهم‌ببینید:

سوختگی‌های‌الکتریکی‌،اقدامات‌نجات‌دهنده‌حیات‌ .

صاعقه‌

صاعقه‌یک‌جریان‌الکتریکی‌ناگهانی‌طبیعی‌است‌که‌ازجوتخلیه‌می‌شودودرمسیرخود،مقادیرزیادی‌ازحرارت‌ونوررامنتقل‌می‌کند. صاعقه‌،تماس‌خودبازمین‌راازطریق‌نزدیک‌ترین‌ساختارهای‌بلندمحوطه‌واحتمالاًهرشخصی‌که‌نزدیک‌آن‌ساختارایستاده‌باشد،برقرارمی‌کند. اصابت‌صاعقه‌می‌تواندبه‌آتش‌گرفتن‌لباس‌ها،زمین‌خوردن‌مصدوم‌وحتی‌مرگ‌آنی‌منجرشود. هرچه‌سریع‌ترتمام‌افرادراازمحل‌اصابت‌صاعقه‌دورکنید.

جریان‌ولتاژبالا

تماس‌باجریان‌ولتاژبالا (که‌معمولاًدرخطوط‌نیرووکابل‌های‌هوایی‌پرفشاروجوددارد) معمولاًبه‌مرگ‌فوری‌منجرمی‌شود. افرادی‌که‌زنده‌می‌مانند،سوختگی‌های‌شدیدی‌خواهندداشت‌. ازاین‌گذشته‌،این‌شوک‌می‌تواندباایجاداسپاسم‌عضلانی‌،مصدوم‌رابه‌اطراف‌پرتاب‌کرده‌،آسیب‌هایی‌مثل‌شکستگی‌ایجادکند. جریان‌برق‌باولتاژبالامی‌تواندتا 18 مترجهش‌ («قوس‌») داشته‌باشد. اشیایی‌مثل‌چوب‌خشک‌یالباس‌نمی‌توانندازشمامحافظت‌کنند. قبل‌ازنزدیک‌شدن‌به‌مصدوم‌،منبع‌جریان‌برق‌بایدقطع‌شده‌باشد؛درصورتی‌که‌خطوط‌نیروی‌هوایی‌درراه‌آهن‌آسیب‌دیده‌باشند،قطع‌منبع‌برق‌بسیارحیاتی‌خواهدبود. مصدوم‌احتمالاًبی‌هوش‌است‌. پس‌ازآنکه‌ازبی‌خطربودن‌محل‌مطمئن‌شدید،راه‌تنفسی‌مصدوم‌رابازکرده‌،تنفس‌وی‌رابررسی‌کنید؛آماده‌باشیدتادرصورت‌لزوم‌احیای‌تنفسی‌وماساژقفسه‌سینه‌راآغازکنید (مبحث‌ « اقدامات‌نجات‌دهنده‌حیات‌ » راببینید). درصورتی‌که‌مصدوم‌درحال‌نفس‌کشیدن‌است‌،وی‌رادروضعیت‌بهبودقراردهید. علایم‌حیاتی‌ (سطح‌پاسخ‌دهی‌،نبض‌وتنفس‌) رامرتباًکنترل‌وثبت‌کنید.

جریان‌برق‌باولتاژبالاناظران‌راازمحل‌حادثه‌ای‌که‌دراثرجریان‌ولتاژبالارخ‌داده‌است‌،دورکنید. فاصله‌ایمن‌،بیش‌از 18 مترازمنبع‌برق‌است‌.

جریان‌ولتاژپایین‌

جریان‌های‌خانگی‌که‌درمنازل‌ومحل‌های‌کارمورداستفاده‌قرارمی‌گیرند،می‌توانندآسیب‌های‌جدی‌یاحتی‌مرگ‌ایجادکنند. حوادث‌معمولاًناشی‌ازکلیدهای‌برق‌خراب‌،سیم‌های‌برق‌لخت‌شده‌یاوسایل‌برقی‌دارای‌نقص‌هستند. خصوصاًکودکان‌کم‌سن‌وسال‌درمعرض‌خطرهستند (کودکان‌به‌طورطبیعی‌کنجکاوبوده‌،ممکن‌است‌انگشتان‌خودیاسایراشیاءرابه‌داخل‌پریزهای‌دیواری‌برق‌فروکنند). آب‌ (که‌یک‌هادی‌قوی‌وخطرناک‌الکتریسیته‌است‌) میزان‌خطرراافزایش‌می‌دهد. تماس‌بایک‌وسیله‌برقی‌بی‌خطربادست‌های‌خیس‌یادرشرایطی‌که‌کف‌اتاق‌خیس‌باشد،خطرشوک‌الکتریکی‌رابه‌مقدارزیادی‌افزایش‌می‌دهد.

هشدار!

درصورتی‌که‌مصدوم‌درتماس‌باجریان‌الکتریکی‌است‌،به‌وی‌دست‌نزنید؛ممکن‌است‌مصدوم‌ «برق‌دار»باشدوشماهم‌درمعرض‌برق‌گرفتگی‌قراربگیرید.

هرگزازوسایل‌فلزی‌برای‌قطع‌تماس‌الکتریکی‌استفاده‌نکنید. روی‌یک‌ماده‌خشک‌نارساناایستاده‌،ازیک‌وسیله‌چوبی‌استفاده‌کنید.

آماده‌باشیدتادرصورت‌توقف‌تنفس‌مصدوم‌،احیای‌تنفسی‌یاماساژقلبی‌راتارسیدن‌کمک‌های‌اورژانس‌آغازکنید (عنوان‌ « اقدامات‌نجات‌دهنده‌حیات‌ » راببینید).

آنچه‌شمامی‌توانیدانجام‌دهید

درصورتی‌که‌به‌محل‌انشعاب‌اصلی‌یاکنتوربرق‌به‌سهولت‌دسترسی‌دارید،تماس‌بین‌مصدوم‌ومنبع‌برق‌راازطریق‌خاموش‌کردن‌آن‌،قطع‌کنید. درغیراین‌صورت‌،دوشاخه‌راخارج‌کنیدیاکابل‌رادرآورید. اگربه‌کابل‌،پریزیامحل‌انشعاب‌اصلی‌دسترسی‌ندارید،به‌مواردزیرعمل‌کنید:

برای‌محافظت‌ازخود،روی‌یک‌ماده‌خشک‌نارسانامثل‌یک‌جعبه‌چوبی‌،یک‌کفپوش‌پلاستیکی‌یایک‌دفترچه‌راهنمای‌تلفن‌بایستید.

بااستفاده‌ازیک‌وسیله‌چوبی‌ (مثل‌یک‌جارو)،اندام‌های‌مصدوم‌راازروی‌منبع‌الکتریکی‌کناربزنیدویامنبع‌الکتریکی‌راازمصدوم‌دورکنید.

اگرقطع‌تماس‌ (مصدوم‌بامنبع‌برق‌) بایک‌وسیله‌چوبی‌مقدورنیست‌،ضمن‌آنکه‌کاملاًمراقب‌هستیدتابه‌مصدوم‌دست‌نزنید،طنابی‌رابه‌دورمچ‌پای‌مصدوم‌یابازوان‌وی‌حلقه‌کنیدووی‌راازمنبع‌جریان‌الکتریکی‌دورکنید.

مقاله بررسی خطوط هم پتانسیل و رسم خطوط میدان الکتریکی

اختصاصی از رزفایل مقاله بررسی خطوط هم پتانسیل و رسم خطوط میدان الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:8

آزمایش (3) : بررسی خطوط هم پتانسیل و رسم خطوط میدان الکتریکی

 هدف آزمایش : ترسیم خطوط هم پتانسیل و خطوط میدان الکتریکی مربوط به بارهای الکتریکی

 وسایل آزمایش : 3 عدد الکترود، الکترود با دسته ی عایق، ولتمتر، منبع تغذیه، تعدادی سیم رابط، ظرف شیشه ای، کاغذ میلی متری

 تئوری آزمایش :

 1 ) میدان الکتریکی E : برای تعریف عملی میدان الکتریکی، بار آزمون کوچک را (که برای سهولت مثبت فرض می شود) در نقطه ای از فضا که مورد آزمایش است قرار می دهیم و نیروی الکتریکی F را (در صورت وجود) که بر این ذره وارد می شود، اندازه گیری می کنیم. میدان الکتریکی E در این نقطه به صورت زیر تعریف می شود :

  در اینجا E یک بردار است زیرا F بردار و کمیت نرده ای است. جهت E همان جهت F است. یعنی همان جهتی که بار مثبت ساکن واقع در نقطه ی موردنظر، در آن جهت میل به حرکت خواهد داشت.

 هنگام استفاده از معادله ی بالا باید از بار آزمونی که تا حدامکان کوچک است استفاده کنیم. یک بار آزمون بزرگ ممکن است بارهای اصلی ایجاد کننده ی میدان را آشفته سازد و در نتیجه برای دقت بیشتر باید معادله ی زیر را به جای معادله بالا به کار برد :

 فرض کرده که بار آزمون به فاصله ی r از بار نقطه ای q قرار داشته باشد. بزرگی نیروی وارد بر از قانون کولن به دست می آید، یعنی :

 میدان الکتریکی در محل بار آزمون، از معادله ی :

به دست می آید.

 راستای E بر خط شعاعی ممتد از q منطبق است و جهت آن اگر q مثبت باشد، به طرف خارج و اگر q منفی باشد، به طرف داخل است.

 خطوط نیرو، هنوز هم راه مناسبی برای تجسم نقشهای میدان الکتریکی اند. این خطوط تصویر روشنی از چگونگی تغییرات E را در ناحیه ی معینی از فضا به دست می دهند. میدان الکتریکی E در هر مسیری که میدان طی شود، به طور کاملاً پیوسته تغییر می کند. مماس بر هر خط نیرو در هر نقطه راستای E در آن نقطه را به دست می دهد.

مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

اختصاصی از رزفایل مقاله درباره مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:4

مبانی ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم

  

نوشته شده توسط سید هادی ملک   

وسایل تبدیل انرژی الکترومکانیکی گردان را ماشینهای الکتریکی می گویند.
طبقه بندی ماشینهای الکتریکی
ماشینهای الکتریکی به دو طریق دسته بندی می شوند:
1- از نظر نوع جریان الکتریکی
الف- ماشینهای الکتریکی جریان مستقیم
ب- ماشینهای الکتریکی جریان متناوب
2- از نظر نوع تبدیل انرژی
الف- مولدهای الکتریکی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند
ب- موتورهای الکتریکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند
به طور کلی ماشینهای الکتریکی جزء وسایل تبدیل انرژی غیر خطی هستند یعنی هر تغییر در ورودی همیشه به یک نسبت در خروجی ظاهر نمی شود.
مولد ساده جریان مستقیم
یک مولد ساده جریان مستقیم از چهار قسمت اصلی زیر تشکیل شده است
1- قطبهای مغناطیسی: که وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی مولد را بعهده دارد و می تواند بصورت آهنربای دائم و یا آهنربای الکتریکی باشد
2- هادیها: برای ایجاد ولتاژ القایی به کار گرفته میشود
3- کموتاتور: در ساده ترین حالت از دو نیم استوانه مسی که توسط میکا نسبت به یکدیگر عایق شده اند تشکیل می گردد، وظیفه یک طرفه کردن ولتاژ و جریان القایی را در خارج از مولد بعهده دارد.
4- جاروبک: جهت انتقال جریان الکتریکی از هادیها به مصرف کننده استفاده میشود شکل زیر مولد ساده جریان مستقیم را نشان میدهد.

طرز کار مولد ساده جریان مستقیم: با حرکت هادیها در فضای ما بین قطبها باعث میشود میدان مغناطیسی توسط هادیها قطع میشود بدین ترتیب مطابق پدیده القاء در هادیها ولتاژ القاء میشود.ابتدا و انتهای هر کلاف به یک نیم استوانه مسی یا یک تیغه کوموتاتور وصل میشود روی تیغه های کوموتاتور دو عدد جاروبک بطور ثابت قرار داشته و با حرکت هادیها تیغه های کموتاتور زیر جاروبک می لغزند، بدین ترتیب در ژنراتورهای جریان مستقیم از طریق کوموتاتور ولتاژ القاء شده طوری به جاروبکها منتقل می شود که همیشه یکی از جاروبکها دارای پلاریته مثبت و دیگری دارای پلاریته منفی است. شکل موج ولتاژ القاء شده در این مولد ساده بصورت زیر می باشد.

برای افزایش سطح ولتاژ القاء شده و بهبود یکسوسازی بمنظور داشتن ولتاژ با دامنه ثابت باید تعداد کلافها را افزایش داد و کلافها را به کمک تیغه های کوموتاتور سری کنیم.
چگونگی تغییر پلاریته ولتاژ القایی در مولد ساده
در مولد جریان مستقیم تغییر پلاریته ولتاژ خروجی عملاٌ در صورت ایجاد یکی از دو حالت زیر ممکن می شود:
1- جهت چرخش آرمیچر عوض شود
2- جهت جریان در سیم پیچ قطبها تغییر کند در صورتیکه قطبها از نوع مغناطیس دائم نباشد
چگونگی تغییر دامنه ولتاژ القایی در مولد ساده
برای افزایش دامنه ولتاژ القا شده دو روش ممکن است:
1- افزایش سرعت چرخش آرمیچر که باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود

2- افزایش جریان تحریک که باعث افزایش ولتاژ مولد بصورت غیر خطی می شود

موتور ساده جریان مستقیم
موتور ساده از نظر ساختمانی مانند مولد ساده جریان مستقیم می باشد فقط نحوه کار آن با مولد ساده جریان مستقیم تفاوت دارد. در موتور ساده هادیها از طریق کوموتاتور و جاروبکها به یک منبع جریان مستقیم متصل می شود در اینصورت جریانی از هادیها عبور کرده و در نتیجه مطابق نیروی لورنس به هادیها نیروی وارد میشود و آنها به حرکت در می آید.
نحوه ایجاد نیرو و گشتاور در موتور ساده: در صورتیکه از یک کلاف تک حلقه که بین قطبهای یک مغناطیس قرار دارد جریان الکتریکی عبور کند مطابق شکل به بازوی سمت راست نیروی به سمت بالا و به بازوی سمت چپ نیروی بسمت پایین وارد می شود با وارد شدن دو نیروی مختلف الجهت به دو طرف کلاف طبیعی است که کلاف حول محورش شروع به دوران خواهد نمود یعنی وارد آمدن زوج نیرو موجب ایجاد گشتاور لازم شده است.
در این موتور ساده اگر صفحه کلاف عمود بر خطوط میدان مغناطیسی قرار گیرد به آن گشتاوری وارد نمیشود در ضمن که گشتاور وارد شده نیز دامنه یکنواخت ندارد برای رفع شدن این معایب می بایست تعداد کلافها و تیغه های کوموتاتور را افزایش داد کلافها در زاویه های مختلف قرار می گیرد و با هم توسط تیغه های کوموتاتور سری می شود.
تغییر جهت گردش در موتور ساده DC: تغییر جهت گردش موتور ساده به دو روش زیر ممکن است:
1- تغییر جهت جریان در کلاف که با تغییر پلاریته ولتاژ منبع از خارج موتور میسر است
2- تغییر قطبهای مغناطیسی که با تغییر جهت جریان در سیم پیچی تحریک ممکن است
ساختمان ماشینهای جریان مستقیم
اجزاء تشکیل دهنده ماشینهای جریان مستقیم را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد:
1- قسمت ساکن شامل قطبها و بدنه
2- قسمت گردان (آرمیچر)
3- مجموعه جاروبک و جاروبک نگهدارها
هر کدام از قسمتهای فوق بطور خلاصه توضیح داده می شود
1- اجزاء ساکن ماشینهای جریان مستقیم: قسمتهای ساکن جریان مستقیم شامل اجزاء زیر هستند:
الف- قطبهای اصلی
ب- قطبهای کمکی
ج- بدنه
- قطبهای اصلی: وظیفه این قسمت تامین میدان مغناطیسی مورد نیاز ماشین است. قطبهای اصلی خود شامل قسمتهای زیر می باشد:
- هسته قطب: از ورقهای فولاد الکتریکی به ضخامت حدود 5/0 تا 65/0 میلی متر با خاصیت مغناطیسی قابل قبول تشکیل می شود.
- کفشک قطب: شکل قطب به نحوی است که سطح مقطع کوچکتر برای سیم پیچ اختصاص داده می شود و قسمت بزرگتر که کفشک قطبی نام دارد سبب شکل دادن میدان مغناطیسی و سهولت هدایت فوران مغناطیسی به فاصله هوایی می شود.
- سیم پیچ تحریک: یا سیم پیچ قطب اصلی که دور هسته قطب پیچیده می شود، برای جریانهای کم باید تعداد دور سیم پیچ تحریک زیاد باشد و سطح مقطع آن کم و برا ی جریانهای زیاد تعداد دور کم برای سیم پیچ لازم است و با سطح مقطع زیاد
- قطبهای کمکی: قطبهای کمکی در ماشینهای جریان مستقیم از هسته و سیم پیچ تشکیل می شوند، هسته قطبهای کمکی را معمولاٌ از فولاد یکپارچه می سازند. سیم پیچی قطبهای کمکی نیز با تعداد دور کم و سطح مقطع زیاد پیچیده می شوند.
- بدنه: قطبهای اصلی، کمکی، جاروبک نگهدارها روی بدنه ماشین محکم می شوند و بوسیله ماشین روی پایه اش نصب می گردد. قسمتی از بدنه را هسته آهنی تشکیل می دهد که برای هدایت فوران مغناطیسی قطبهای اصلی و کمکی بکار می رود این قسمت طوق بکار می رود. شکلهای زیر قطب اصلی و کمکی ماشین جریان مستقیم را نشان میدهد.
2- قسمت گردان یا آرمیچر: در ماشینهای جریان مستقیم قسمت گردنده را القاء شوند یا آرمیچر می نامند که از اجزاء زیر تشکیل شده است:
الف- هسته آرمیچر
ب- سیم پیچی آرمیچر
ج- کلکتور یا یکسوکننده مکانیکی
د- محور
ﻫ- پروانه خنک کننده
- سیم پیچی آرمیچر: از کلافهای مشابهی تشکیل می شود که با الگوی مناسب تهیه و در شیارها قرار می گیرد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی بوده و از طراحی ماشینهای جریان مستقیم تبعیت می کند.
- کلکتور: از تیغه های مسی سخت که توسط میکا نسبت به یکدیگر و محور ماشین عایق شده اند تشکیل می شود.
- محور: محور آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم باید از فولادی تهیه گردد که خاصیت مغناطیسی آن کم اما استحکام مکانیکی کافی در مقابل تنشهای برشی، کششی، و پیچشی را دارا باشد انتخاب کردن محور ضعیف خطر آفرین بوده و ممکن بوده در مواقع بروز خطا سبب انهدام کلی ماشین گردد.
- پروانه خنک کننده: پروانه خنک کننده سبب تهویه و ازدیاد عمر مفید ماشین میشود شکل زیر آرمیچر ماشین DC با پروانه خنک کننده را نشان میدهد.
3- جاروبک و جاروبک نگهدارها: وظیفه جاروبک نگهدار قرار دادن صحیح جاروبک روی تیغه های کلکتور است جاروبکها قطعاتی از جنس زغال یا گرافیت می باشند که برای گرفتن جریان از کلکتور یا دادن جریان به آن استفاده می شود.
سیم پیچی آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم
همانطور که قبلا اشاره شد سیم پیچی آرمیچر مبتنی بر اصول فنی خاص می باشد که در طراحی آن به نکات مهمی از قبیل استحکام مکانیکی، الکتریکی و حرارتی با عمر مفید و عادی حدود 20 سال حداکثر گشتاور و جریان و ولتاژ با حداقل نوسانة جرقه کم بین زغال و کلکتور و صرفه جویی در مواد اولیه باید توجه کرد.
بسته به نیاز کلافها می توانند بطور سری یا موازی یا ترکیبی از این دو به همدیگر وصل می شوند.
در صورتیکه کلافها با هم سری شوند نیرومحرکه کلافها با هم جمع می شوند و ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی موجی)
در صورتیکه کلافها موازی شوند تعداد مسیرهای جریان موجود در آرمیچر افزایش یافته و قابلیت ولتاژ دهی آرمیچر افزایش می یابد. (سیم پیچی حلقوی)
توضیح کامل روشهای سیم پیچی آرمیچر در کتابهای سیم پیچی DC مطرح شده است و ما در این جزوه به مصرفی آن کفایت می کنیم.
الف- سیم پیچی حلقوب شامل حلقوی ساده و حلقوی مرکب
ب- سیم پیچی موجی شامل موجی ساده و موجی مرکب
ج- سیم پیچی پای قورباغه ای
لازم است در اینجا تعداد مسیرهای جریان که در هر نوع ایجاد می شود نیز معرفی شود. تعداد مسیرهای جریان را با 2a نشان میدهند که بشرح زیر است:
                                                                     2a = 2P          حلقوی ساده
                                                                     2a = 2P.m      حلقوی مرکب
                                                                     2a = 2            موجی ساده
                                                                     2a = 2m         موجی مرکب
2P : تعداد قطبهای آرمیچر ، m : درجه مرکب بودن آرمیچر
عکس العمل مغناطیسی آرمیچر:
چنانچه ماشینهای جریان مستقیم زیر بار قرار گیرند یعنی از سیم پیچی آرمیچر جریان عبور کند یک میدان عکس العمل (عرضی) توسط آرمیچر ایجاد می گردد. این میدان باعث می شود منطقه خنثی در مولدها در جهت چرخش و در موتورها در خلاف جهت چرخش تغییر مکان دهد. عکس العمل آرمیچر علاوه بر انحراف محور خنثی سبب تضعیف میدان مغناطیسی اصلی می شود در نتیجه نیرو محرکه القاء شده در سیم پیچ کم شده، تلفات انرژی در ماشین و جرقه در زیر جاروبکها بوجود می آید برای از بین بردن و یا کم کردن اثر عکس العمل در ماشینهای جریان مستقیم می توان از قطبهای کمکی و یا در ماشینهای بزرگتر از سیم پیچی جبرانگر هم استفاده کرد.
پدیده کموتاسیون:
تغییر تماس جاروبک از یک تیغه کموتاتور به تیغه دیگر کموتاسیون نام دارد  در این جابجایی کلافی که تحت کموتاسیون قرار می گیرد چون توسط جاروبک اتصال شده  باید در صفحه خنثی قرار گیرددر عین حال چون جریان در این کلاف در زمان کموتاسیون تغییر مقدار و جهت میدهد سبب بوجود آمدن ولتاژ خود القایی در این کلاف شده و از آنجا که این کلاف توسط جاربک و تیغه های کموتاتور اتصال کوتاه شده است جرقه نسبتاٌ شدید بین زغالها و کموتاتور بوجود می آید. قطبهای کمکی برای رفع این عیب موثر خواهد بود. اما در ماشینهای که قطب کمکی ندارند بهبود عمل کموتاسیون با تغییر محل جاروبکها (در جهت گردش در مولدها و در خلاف جهت گردش در موتورها) انجام گیرد. این جابجایی درست کاملا امکان پذیر و قابل مشاهده می باشد.
رابطه نیرومحرکه القای در ماشینهای DC واقعی
ولتاژ القاء شده در هر ماشین به سه عامل بستگی دارد:
1- فوران مغناطیسی (Ф)
2- سرعت زاویه ای رتور ماشین (ω)
3- ضریب ثابت که به ساختمان ماشین بستگی دارد (K)
این ولتاژ از رابطه رو به رو بدست می آید.                                             
مقدار K و ω را میتوان از رابطه های زیر بدست آورد
P : تعداد جفت قطبهای ماشین
a : تعداد جفت مسیرهای جریان                                                                                                                                              
Z : تعداد هادی های آرمیچر
n : سرعت آرمیچر برحسب دور بر دقیقه 

رابطه گشتاور تولید شده در آرمیچر ماشینهای جریان مستقیم واقعی
گشتاور تولید شده در ماشینهای جریان مستقیم نیز به سه عامل بستگی دارد
1- فوران مغناطیسی (Ф)
2- جریان آرمیچر (IA)
3- یک ضریب ثابت (K)
این گشتاور از رابطه رو به رو بدست می آید.
توان و راندمان در ماشینهای DC
در صورتیکه توان ورودی یک ماشین P1 و توان خروجی آن را P2 بنامیم تفاوت این دو تلفات ماشین نام دارد.                                                                                              
ضریب بهره (راندمان): نسبت توان خروجی به توان ورودی ماشین را ضریب بهره می گویند.
                                                                                                      
تلفات در ماشینهای DC: تلفات در ماشینهای جریان مستقیم بصورت زیر تقسیم بندی می شوند.
1- تلفات مکانیکی یا اصطکاکی (Pmec)
2- تلفات آهنی یا تلفات هسته (PFe)
3- تلفات مسی (Pcu)
- تلفات مکانیکی بعلت اصطکاک محور ماشین در یاتاقانها و اصطکاک جاروبکها با کلکتور و مقاومت هوا بوجود می آید.
- تلفات هسته از تلفات هیسترزیس و تلفات ناشی از جریانهای گردابی در هسته آرمیچر تشکیل می شود.
- تلفات مسی یا ژولی در اثر عبور جریان از سیم پیچ های تحریک و آرمیچر بوجود می آید.