تحقیق درباره ی طراحی و ساخت جبران کننده ایستای توان راکتیو منبع

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

طراحی و ساخت جبران کننده ایستای توان راکتیو منبع

ولتاژی برای جبران بار

محمد مهدی منصوری

صندوق پستی:3173-89195

کلمات کلیدی: جبران کننده ایستای توان راکتیو، SVC ، STATCOM، اینورتر چند سطحی.

چکیده

هدف، طراحی و ساخت یک جبران کننده ایستای توان راکتیو از نوع منبع ولتاژی و بصورت چند سطحی بوده‌است، یک اینورتر سه سطحی از نوع اینورترهای متوالی با توان نامی +3KVAR طراحی و ساخته شده‌است، و یک روش کنترلی بر اساس کنترل اختلاف فاز با استفاده از مدولاسیون برنامه‌ریزی و بهینه شده اجرا شده‌است.

مدارات پروژه شامل برد راه‌انداز کلیدهای الکترونیک قدرت، بردهای اندازه‌گیری ولتاژ و جریانهای فیدبک، برد پردازشگر اصلی، برد حفاظت از خازنها بوده‌است.

1-    مقدمه

از پیشرفته‌ترین کنترل کننده‌های توان راکتیو که در دو دهة اخیر به مدد پیشرفت ساخت ادوات نیمه‌هادیهای قدرت با توان بالا ارائه شده‌اند جبران کننده‌های ایستای توان راکتیو ( SVC ) می‌باشند. این جبران کننده‌ها در مقایسه با جبران کننده‌های دیگر مزایایی مانند قابلیت انعطاف بیشتر و سرعت پاسخ بالاتر دارند، یکی از آخرین انواع SVC نوع اینورتری آن معروف به STATCOM می‌باشد که نسبت به انواع قبلی مزایایی مانند استفاده از حداقل عناصر ذخیره کننده انرژی، فضای کمتر مورد نیاز و سرعت پاسخ بالاتر دارد، در این جبران کننده‌ها از مبدلهای DC/AC استفاده می‌شود که در حالت کلی می‌توانند چند سطحی باشند. اینورترهای چند سطحی نسبت به اینورترهای متداول قابلیت کار در توانها و ولتاژهای بالاتری دارند و همچنین در فرکانس کلیدزنی مشابه میزات آلودگی کمتری به لحاظ هارمونیکی ایجاد می‌کنند.

از آنجا که برای نمونه آزمایشگاهی طراحی، ساخت و تست یک سیستم تک فاز راحتتر است، جبران کننده مورد نظر بصورت تکفاز در نظر گرفته شد ولی در طراحی همواره سعی شد تا ملاحظاتی در نظر گرفته شود که سیستم قابل گسترش به سه‌فاز هم باشد و یا اینکه بتوان برای هر فاز یک جبران کننده مستقل در نظر گرفت.طراحی براساس دو اینورتر متوالی انجام شده که یک اینورتر پنج سطحی تکفاز را تشکیل می‌دهد.

در طراحی سعی شده که همه متغیرهای لازم بصورت نرم‌افزاری وجود داشته باشند تا انواع روشهای مدولاسیون و کنترل قابل پیاده سازی باشند و در انتها دو روش مدولاسیون و کنترل اجرا شده‌است.

2- تقسیم بندی

یک جبرانساز ایستای سنکرون با کنترل میکروپروسسوری را می‌توان بصورت شکل 1) تقسیم بندی نمود. هدف از تقسیم بندی مستقل سازی وظایف هر یک از بخشها و ریز کردن پروژه به بخشهای کوچکتر است. در اینجا به توصیف مختصری از شرح وظایف هر یک از این بخشها می‌پردازیم.

شکل1) بلوک دیاگرام جبران کننده طراحی شده

2-1- حفاظت ورودی

وظیفه این بخش حفاظت کل سیستم شامل جبران کننده و بار در مقابل خطاهای اضافه ولتاژ یا اضافه جریان است. از آنجا که این سیستم در حال تست بوده و به دفعات زیاد آزمایش می‌شود در مقابل وقوع خطا مستعد بوده و حفاظت در مقابل انواع خطاها از جمله اضافه ولتاژ و اضافه جریان بعلت خطاهای سیستم و ناپایداری آن لازم به نظر می‌رسد. این قسمت شامل چهار نوع حفاظت زیر می‌باشد.

-          حفاظت اضافه جریان کم و بلند مدت

-          حفاظت اضافه جریان زیاد و لحظه‌ای

-          حفاظت اضافه ولتاژ کم و بلند مدت

-          حفاظت اضافه ولتاژ زیاد و لحظه‌ای

2-2- فیلتر ورودی

وظیفه این بخش فیلترکردن جریان کل سیستم شامل جبران کننده و بار است تادرحد ممکن درشبکه برق شهری هارمونیکهای کمتری تزریق گردد، وجود این بخش از آن جهت لازم به نظر می‌رسید که بدلیل موقعیتهای مختلف و زیاد در تست، تأثیر کارکرد سیستم بر شبکه بخصوص مصرف کننده‌های نزدیک را کاهش دهیم، این بخش از یک فیلتر LC تشکیل شده است.

شکل 2) فیلتر ورودی

2-3- بخش ترانسهای جریان و ولتاژ

این بخش از دو عدد ترانسفورماتور جریان و ولتاژ تشکیل شده است تا از جریان و ولتاژ مجموعه بار و جبران کننده اندازه گیری نمایند. ترانسفورماتور ولتاژ جهت تهیه سیگنالی متناسب و ایزوله از ولتاژ ورودی استفاده می‌شود، نسبت تغییرات ولتاژ صفر تا 250 ولت اولیه به صفر تا 10 ولت ثانویه می‌باشد.

ترانسفورماتور جریان جهت تهیه سیگنالی متناسب و ایزوله از مجموع جریان بار و جبران کننده استفاده می‌شود. نسبت تغییرات صفر تا 100 آمپرجریان اولیه به تغییرات صفر تا 250 میلی آمپر ثانویه است. این ترانسفورماتور در حالتهای خطا و گذرا نباید به اشباع یا ناحیه غیر خطی نزدیک گردد و به این منظور دامنه کارکرد آن بزرگتر در نظر گرفته شده‌است.

2-4- بخش اتصال بار

این بخش جهت اتصال بار امکاناتی را فراهم می‌نماید و بطور ساده می‌تواند فقط شامل ترمینالهایی باشد، این بخش به این علت در نظر گرفته شده است تا موقعیت اتصال بار به سیستم مشخص باشد. در این بخش امکانات دیگری نظیر کلید، فیوز و محافظتهای دیگر می‌توان در نظر گرفت.

2-5- بخش راکتانس

این بخش شامل یک سلف است که راکتانس اصلی جبران کننده ایستای توان راکتیو به منظور فیلتر سازی ولتاژ خروجی اینورتر می‌باشد. مقدار سلف از رابطه اصلی جبران کننده توان راکتیو و مشخصات مورد نیاز بدست آمده است و به صورت زیر طراحی شده است:

(1)

که α زاویه آتش پالسهای اینورتر است ،اگر Vs برابر 220 ولت باشد و توان راکتیو +3KVAR تا –3KVAR بخواهیم داشته باشیم آنگاه :

(2) L=10mH

(3)                                         IMAX=14A

2-6- کلیدهای اصلی

این بخش شامل کلیدهای اصلی اینورتر از نوع IGBT می‌باشد که به صورت آرایش تمام پل و تک فاز بسته شده‌اند. همچنین مدارهای اسنابری، دیودهای موازی- معکوس، خازنهای طرف DC در این بخش هستند.

آرایش این بخش بصورت دو اینورتر متوالی تک فاز تمام پل است که یک اینورتر تک فاز پنج سطحی را تشکیل می‌دهند. کلیدها از نوع IGBT همراه با دیودهای موازی- معکوس هستند که با توجه به نیازهای طراحی و المان بصرفه موجود در بازار ایران، المان SKM75GD123 از محصولات شرکت SEMIKRON انتخاب شده است.

مدار اسنابر : با توجه به پیشنهاد سازندة کلیدها و اینکه از نوع IGBT هستند، یک مدار اسنابر خازنی ساده برای کلیدها کفایت می‌کند، که با توجه به این پیشنهاد از خازنهای از نوع MKP با سلف بسیار کم در نزدیکترین نقطه به کلیدها با اندازه 100nF تا 200nF استفاده شده است.

مدار محافظت اتصال کوتاه: این بخش شامل یک فیوز و یک مدار تشخیص اضافه جریان است که در صورت عبور جریان بیش از حد از خازن با اصال کوتاه نمودن مدار باعث سوختن فیوز می‌شود.

محافظت در لحظه راه‌اندازی: چنانچه اینورتر را بصورت شکل 3) در نظر بگیریم در لحظه‌ای که ولتاژ خازن پائین بوده و مدار به برق شهر متصل می‌گردد مسیری از طریق دیودهای موازی- معکوس برای شارژ اولیه خازن وجود دارد که جریان این شارژ اولیه می‌تواند تا چندین برابر جریان نامی کلیدها و دیودها باشد و حتی به خازنها نیز صدمه بزند ، برای جلوگیری از این موضوع همواره مقاومتی با این

تحقیق درباره ی توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 61

توان الکتریکی که اغلب به عنوان برق یا الکتریسیته شناخته می شود، شامل تولید و ارایه انرژی الکتریکی به میزان کافی برای راه اندازی لوازم خانگی، تجهیزات اداری، دستگاه های صنعتی و فراهم آوردن انرژی کافی برای روشنایی، پخت و پز، گرمای خانگی و صنعتی و فرایندهای صنعتی بکار می رود.

تاریخچه

اگرچه که الکتریسته به عنوان نتیجه واکنش شیمیایی ای که در یک پیل الکترولیک از زمانی که الساندرو ولتا در سال1800م این آزمایش را انجام داد، شناخته می شده است، اما تولید آن به این روش گران بوده و هست. در سال 1831م، میشل فارادی ماشینی ابداع کرد که از حرکت چرخشی تولید الکتریسته می کرد، اما حدود پنجاه سال طول کشید تا این فن آوری از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شود. در سال 1878م، توماس ادیسون جایگزین عملی تجاری ای را برای روشنایی های گازی و سیستم های حرارتی ایجاد کرد و به فروش رساند که از الکتریسته جریان مستقیمی استفاده می کرد که بطور منطقه ای تولید و توزیع شده بود، استفاده می کرد. در سیستم جریان مستقیم ادیسون، ایستگاه های تولید توان اضافی می بایست نصب می شدند. بدلیل اینکه ادیسون قادر نبود سیستمی را تولید کند که به ژنراتورهای چندگانه اجازه بدهد که به یکدیگر متصل شوند، گسترش سیستم او نیاز داشت که تمامی ایستگاه های تولید جدید مورد نیاز ساخته شوند. نیاز به نیروگاه های اضافی ابتدا توسط قانون اهم بیان شده است: بدلیل اینکه تلفات با مربع جریان یا بار و با خود مقاومت متناسب است، بکار بردن کابل های طولانی در سیستم ادیسون به مفهوم داشتن ولتاژهای خطرناک در برخی نقاط یا کابل های بزرگ و گران قیمت و یا هر دوی اینها بود. نیکولا تسلا که مدت کوتاهی برای ادیسون کار می کرد و تئوری الکتریسته را بگونه ای درک کرده بود که ادیسون درک نکرده بود، سیستم جایگزینی را ابداع کرد که از جریان متناوب استفاده می کرد. تسلا بیان داشت که دو برابر کردن ولتاژ جریان را نصف می کند و منجر به کاهش تلفات به میزان 4/3 می شود و تنها یک سیستم جریان متناوب اجازه انتقال بین سطوح ولتاژ را در قسمت های مختلف آن سیستم ممکن می سازد. او به توسعه و تکمیل تئوری کلی سیستم اش ادامه داد و جایگزین تئوری و عملی ای را برای تمامی ابزارهای جریان مستقیم آن زمان ابداع کرد و ایده های بدیعش را در سال 1887م در 30 حق انحصاری اختراع به ثبت رساند. در سال 1888م کار تسلا مورد توجه جرج وستینگهاوس که حق انحصاری اختراع یک ترانسفورماتور را در اختیار داشت و یک کارخانه روشنایی را از سال 1886م در گریت بارینگتون، ماساچوست راه اندازی کرده بود، قرار گرفت. اگرچه که سیستم وستینگهاوس می توانست از روشنایی های ادیسون استفاده کند و دارای گرم کننده نیز بود، اما این سیستم دارای موتور نبود. توسط تسلا و اختراع ثبت شده اش، وستینگهاوس یک سیستم قدرت برای یک معدن طلا در تلورید، کلورادو در سال 1891 ساخت که دارای یک ژنراتور آبی 100 اسب بخار(75 کیلو وات) بود که یک موتور 100 اسب بخار (75 کیلو وات) را در آنسوی خط انتقالی به فاصله 5/2 مایل (4 کیلومتر) تغذیه می کرد. سپس در یک قرارداد با جنرال الکتریک که ادیسون مجبور به فروش آن شده بود، شرکت وستینگهاوس اقدام به ساخت یک نیرگاه در نیاگارا فالس کرد که دارای سه ژنراتور تسلای 5000 اسب بخار بود که الکتریسته را به یک کوره ذوب آلومینیوم در نیاگارا ، نیویورک و به شهر بوفالو، نیویورک به فاصله 22 مایل (35 کیلومتر) انتقال می داد. نیروگاه نیاگارا در 20 آوریل 1895م شروع به کار کرد.

انرژی الکتریکی در حال حاضر

امروزه سیستم انرژی الکتریکی جریان متناوب تسلا کماکان مهمترین ابزار ارایه انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان در سراسر جهان است. با وجود جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVXC) برای ارسال مقادیر عظیم الکتریسته در طول فواصل بلند بکار می رود، اما قسمت اعظم تولید الکتریسته، انتقال توان الکتریکی، توزیع الکتریسته و داد و ستد الکتریسته با استفاده از جریان متناوب محقق می شود. در بسیاری از کشورها شرکت های توان الکتریکی کلیه زیرساخت ها را از نیروگاه ها تا زیرساخت های انتقال و توزیع در اختیار دارند. به همین علت، توان الکتریکی به عنوان یک حق انحصاری طبیعی در نظر گرفته می شود. صنعت عموماْ به شدت با کنترل قیمت ها کنترل می شود و معمولا مالکیت و عملکرد آن در دست دولت است. در برخی کشورها بازارهای الکتریسته وسیع با تولید کننده ها و فروشندگان الکتریسته، الکتریسته را مانند پول نقد و سهام معامله می کنند.

ترانسفورماتور

مهندسی و فن‌آوری > مهندسی > مهندسی برقعلوم طبیعت > فیزیک > الکتریسیته م مغناطیس > الکتریسیتهعلوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک الکترونیک

(cacheX)

مقدمه

قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در تمام کشورهای جهان ، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری ، آبی و هسته‌ای تولید می‌شود. این مراکز دارای توربینها و آلترناتیوهای سه فاز هستند و ولتاژی که بوسیله ژنراتورها تولید می‌شود، باید تا میزانی که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندین مرکز تولید بوسیله شبکه‌ای به هم مرتبط می‌شوند تا انرژی الکتریکی مورد نیاز را بطور مداوم و به مقدار کافی در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.

تحقیق درباره آموزش ریاضیات word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

آموزش ریاضیات، تنها برای افزایش توان فکری یا تحلیلی بشریت و کاربرد در زندگی یا سایر علوم مرتبط نیست. ریاضیات به علت داشتن تاریخ طولانی، انبوهی از دانسته ها را پدید آورده است، که بخش مهمی از علم و دانش بشری را تشکیل می‌دهد. بنابراین اگر آموزش را به عنوان ابزار حفظ، انتقال و بالا رفتن سطح فرهنگ جامعه و مخاطبان تعریف کنیم. یکی از وظایف معلم‌های ریاضی این است که دستاوردهای عظیم تاریخ ریاضیات را از طریق مدارس و کلاس های درس به نسل آینده انتقال دهند.

در کلاس‌های درس ریاضیات کنونی، اغلب معلمان ریاضی همواره می‌کوشند، تا ابتدا دانش‌آموزان درک درستی از مفاهیم ریاضی داشته باشند، سپس تکنیک ها و روش‌های حل مسأله را ارائه می‌دهند و در مرحله آخر، کاربردهایی از درس مورد نظر را برای دانش‌آموزان بیان می‌کنند و در ارائه این مطالب از روش‌های مختلف آموزش استفاده می‌کنند. اما معلم ریاضی با دانستن تاریخ ریاضیات براساس فعالیت دانش‌آموز، می‌تواند طوری تدریس کند که دانش‌آموز در فرایند حل مسأله یا اثبات یک قضیه قرار گرفته و تنها به راه حل اکتفا نکند. با این روش کاری می کنیم که دانش‌آموز، مراحل مختلف حل مسأله را خودش انجام دهد. این کار باعث می‌شود که دانش‌آموز تا اندازه ای در جریان حل مسأله و تاریخچه کشف یک قضیه قرار گیرد و به جای تکرار لفظی قضایا، علم را پیش خود بازآفرینی کند، تا این که به نتیجه مطلوب برسد. باید توجه داشته باشیم که تاریخ ریاضی فقط نقل روایت های زندگی علمی دانشمندان نیست.

وقتی به تاریخ می نگریم، ملاحظه می کنیم که در گذشته دور، سقراط نیز مسأله آموزش و پرورش و تئوری‌های یادگیری را مورد مطالعه قرار داده است. سقراط در روش خود، موسوم به روش «مامایی» بیان می کند که آموزش باید طوری باشد که دانش‌آموز (به معنی اعم آن) مفاهیم را بزاید و به نظر او معلم در این تولد، نقش «ماما» را دارد. همچنین ژان ژاک روسو اعتقاد خود را به آموزش بر محور دانش‌آموز بیان می کند، همچنین وی تاکید می‌کند که دانش‌آموز باید علم را پیش خود بازآفرینی کند. او می‌گوید دانش‌آموز باید علوم را کشف کند.

ژاک آدمار در کتاب روان شناسی ابداع در ریاضیات از قول هانری پوانکاره می نویسد:

«من بیان خواهم کرد که حل فلان قضیه، تحت بهمان شرایط اتفاق افتاد؛ این قضیه یک نام غیر مصطلح دارد که برای بسیاری کسان بیگانه است، اما این موضوع اهمیتی ندارد، آنچه برای روان شناس ریاضی جالب است، نه خود قضیه بلکه اوضاع و احوالی است که به ابداع منجر می‌شود.»

جمیز کلارک ماکسول معتقد است، خیلی مفید خواهد بود، اگر شاگردان در هر مبحثی، نوشته های دست اول مربوط به آن مبحث را بخوانند، زیرا علوم همیشه در همان صورتی که تولد یافته اند، بهتر جذب می‌شوند.‌‌

بنابراین، برای رسیدن به هدف های ظریفی که توسط محققان آموزش ریاضی در بالا پیشنهاد شده است، یعنی «افزایش درک ریاضی»، باید تاریخ ریاضیات را به عنوان یک ابزار موثر در دست معلم برای دادن بینش به دانش‌آموزان و برانگیختن علاقه آن‌ها در نظر گرفت. اگر با کاوشی در تاریخ ریاضیات بتوانیم دانش‌آموز را در اوضاع و احوالی قرار دهیم که منجر به کشف یک قضیه یا فرایند حل یک مسأله ‌شود در این صورت تدریس را به طور جذاب‌تر انجام داده‌ایم و دانش‌آموز با فکر خود «مانند یک ریاضیدان» شروع به اکتشاف می کند. در نتیجه دانش‌آموز با این عمل مفاهیم را کمتر فراموش خواهد کرد و چه بسا با این فرایند، دانش‌آموز بتواند مطالبی را با فکر خود بزاید، که برای ما تازگی داشته باشد، زیرا ریاضیات در حقیقت آفرینش آزادانه ذهن بدون هیچ محدودیتی به جز ماهیت خود ذهن است.

آشنایی با تاریخ ریاضیات، تسلط معلمان ریاضی را بر مباحث درسی کامل‌تر می کند و به آن‌ها امکان می دهد تا موضوع تدریس خود را عمیق تر و با احساس قوی‌تری درک و تدریس کنند. تا این جا دلایل لزوم آموزش تاریخ ریاضی در کلاس درس ذکر شد، اکنون نقش تاریخ ریاضیات در آموزش ریاضی را به شش مورد ذیل تقسیم می‌کنیم، سپس درباره هر کدام شرح می دهیم:

1ـ تاریخچه مختصری از موضوع درسی می‌تواند در دانش‌آموز ایجاد انگیزه و کلاس درس را زنده‌تر و جذاب‌تر کند.

وقتی معلم، هنگام تدریس یک موضوع گوشه ای از تاریخ مرتبط با موضوع درسی را بیان می کند، چون این‌گونه مطالب برای دانش‌آموزان جذابیت دارد، بنابراین آن‌ها به طور دقیق به این مطالب گوش می دهند و آمادگی کامل را برای خود درس پیدا می‌کنند؛ یعنی یکی از راه‌های آماده کردن دانش‌آموزان در کلاس درس، گریزهایی است که معلم به تاریخ ریاضی می‌زند. بنابراین آگاهی از روند پیدایش مفهوم‌ها و مباحث هر رشته علمی از جمله ریاضیات، موضوع درسی را برای فراگیرنده آن ملموس‌تر و جذاب‌تر می کند و این امر، یادگیری مطالب ریاضی را سریع تر و آسان‌تر می کند. همچنین با این کار، دانش‌آموزان به درک علت پیدایش مفهوم‌ها و موضوع‌های ریاضی دست پیدا می‌کنند و این امر باعث ایجاد انگیزه برای آموختن یک موضوع درسی در دانش‌آموزان می‌گردد. در زیر به ارائه چند تاریخچه از مفاهیم ریاضی می پردازیم:

وقتی موضوع لگاریتم را تدریس می کنیم، اگر وقت کلاس و میزان اطلاعات دانش‌آموزان این اجازه را به ما ندهد که تاریخچه پیدایش لگاریتم را مطرح کنیم، دست‌کم باید نامی از جان نپر و کارهای شگفت انگیز او برده شود، به عنوان مثال؛ شگفت آور نیست که نبوغ و قدرت تجسم نپر، بعضی ها را بر آن داشت تا وی را از لحاظ فکری نامتعادل پندارند و برخی دیگر او را به عنوان رواج دهنده سحر و جادو تلقی کنند، همچنین داستان‌های نپر را درباره خروس سیاه زغالی … و کبوترهای مزاحم همسایه‌اش …

بازگو کنیم.

هنگامی که موضوع احتمال را تدریس می کنیم، معمولاً تاریخچه علم احتمال را براساس بازی های شانسی معرفی می کنیم،

در این صورت درس برای دانش‌آموزان جذاب‌تر شده و درمی‌یابند که ریاضیات در زندگی روزمره آن‌ها کاربرد دارد. در این باره می‌توان گفت:

بازی هایی که متکی بر شانس است، از زمان های بسیار قدیم رایج بوده است. در حفاری‌های باستان شناسی، برخی وسایل و آثار مربوط به بازی های شانسی مشاهده شده است که می‌توان از مکعبی استخوانی که روی وجه های آن عددهایی از 1 تا 6 نقش شده است، نام برد. امروزه در مواردی که به راحتی نتوان یک انتخاب را برانتخاب دیگر ترجیح داد، از شانس استفاده می‌شود؛ مثلاً برای شروع بازی از پرتاب سکه استفاده می‌کنند یا برای قبول یا رد یک موضوع از قرعه استفاده می‌کنند. در گذشته نیز خانواده‌هایی که همسرشان را به روش سنتی انتخاب می کردند، در حقیقت براساس شانس انتخاب همسر کرده‌اند. و در روزگار کنونی کسانی که قادر به تصمیم گیری نیستند، به فال گیری و پیش گویی روی می آوردند و از این طریق بر شانس تکیه می‌ورزند.

نخستین مسأله‌های مربوط به نظریه احتمال در سده شانزدهم میلادی پدید آمد و مسأله‌ای که انگیزه‌ای برای تولد احتمال شد، مربوط به دمره نامی از دوستان پاسکال بود؛ «قرار بود مبلغی پول بین دو نفر با انداختن یک تاس تقسیم گردد»، این مسأله را پاسکال حل کرد. سپس حل خود را به فرما نشان داد، و فرما به یاری آنالیز ترکیبی این مسأله را حل کرد. اکنون اگر کمی درباره تاریخ زندگی فرما صحبت کنیم. دانش‌آموزان درمی یابند که بعضی از ریاضیدانان بزرگ، شغل دیگری داشته‌اند و برای اوقات فراغت و سرگرمی، ریاضی می‌خواندند.

«پیرفرما، فرزند یک تاجر پوست؛ درس حقوق خواند و در آغاز به عنوان وکیل مدافع به کار پرداخت، ولی بعد مشاور مجلس شد که تا پایان زندگی خود آن را حفظ کرد. شغل فرما، هیچ ربطی به ریاضیات نداشت، و این از جلمه شگفتی هاست که وی از همه وقت آزاد خود برای بررسی های ریاضی استفاده می کرد. »

در جلسه اول تدریس هندسه در دورة متوسطه، قبل از پرداختن به درس، می‌توان جذابیت این درس را با این جملات، کامل‌تر کرد؛ هندسه از معرفت ناخودآگاه موسوم به هندسپه ناخودآگاه شروع می‌شود، می‌توان ناخودآگاه را علم مشترک انسان و حیوان معرفی کرد که از مشاهده تصاویر، شکل ها و طبیعت شروع می‌شود. برای مثال اگر آشیانه یک کلاغ دست کاری شود، دیگر کلاغ به آن لانه برنمی‌گردد چون شکلی از لانه در ذهن دارد که تغییر یافته است.

شکل اولین مفهوم ریاضی است که نزد انسان پیدا شده است و هندسه تجربی (هندسه بدون استدلال) را پدید آورده است.

«با استفاده از کاغذ یا مقوا، می‌توان به صورت شهودی مفاهیم و قضایای هندسی را به صورت هندسه تجربی برای دانش‌آموزان ارائه کنیم.»

بالاخره هندسه در تاریخ خود به هندسه برهانی منجر می‌شود که با اصول موضوعه شروع می‌شود. بنابراین مدل تکامل علم هندسه را می‌توان برای دانش‌آموزان به صورت زیر بیان کرد.

بعد از این که توانستیم در دانش‌آموز ایجاد انگیزه کنیم، باید او را هدایت کنیم، که وقت خود را برای حل مسائلی نگذارد که امتناع آن‌ها قبلاً ثابت شده است. به عنوان مثال، ما هنوز با دانش‌آموزان یا افرادی روبه رو هستیم که درباره تثلیث زاویه، تربیع دایره و تضعیف مکعب به کمک خط کش غیر مدرج و پرگار، وقت صرف می‌کنند؛ درحالی که عدم اثبات این‌گونه مسائل قبلاً ثابت شده است. بنابراین اگر معلم در کلاس با اطلاع از تاریخ ریاضیات، این صحبت ها را بازگو کند، دیگر کسی بی دلیل وقت خود را تلف نمی‌کند. اما کار برروی مسائلی که امتناع آن‌ها ثابت نشده است و می دانیم که بالاخره به طریقی باید راه حلی برای آن‌ها کشف کرد، مانند حدس گلدباخ می‌توانیم دانش‌آموزان را تشویق به‌کار روی این‌گونه مسائل کنیم و این مسائل دارای ویژگی مهمی به صورت زیر است:

«ریاضی‌دانان و حتی غیر ریاضی‌دانانی بر روی این گونه مسائل کار کرده‌اند و بعضی از آن ها ادعا می‌کردند که توانسته‌اند این مسائل را ثابت کنند، نکته مهم این است که ریاضی‌دانان برای این که بتوانند این مسائل را اثبات کنند، روش‌های جدیدی را پیدا کرده‌اند و هم اکنون این مسائل چه حل شده باشند، یا نباشند، چیزی که باقی مانده و ارزشمند است، روش‌ها و دیدگاه‌های مختلف ریاضی است.»

2ـ تقویت هدف پرورشی آموزش ریاضی که همان اعتقاد به خود و اتکای به نفس در دانش‌آموز است.

اغلب دانش‌آموزان تصور می‌کنند مطالبی را که می خوانند، از ابتدا به همین شکل، حاضر و آماده بوده است و کسی آن ها را پیدا نکرده، یا این گونه مطالب به کمک تردستی و شعبده بازی به دست آمده اند. درحالی که اگر مطالبی راجع به تاریخ ریاضی گفته شود، دانش‌آموزان می‌فهمند که این مطالب چه مراحلی را گذرانده‌اند. در ابتدای کار خیلی دقیق نبوده و به تدریج در طول سال‌ها و شاید قرن ها به وسیله ریاضیدانان به شکل امروزی درآمده است.

به همین مناسبت دانش‌آموز اعتماد به نفس ‍یدا می کند، اگر در جایی بی دقتی یا اشتباهی داشته باشد، متوجه می‌شود که ریاضیدان‌ها نیز در ابتدای کار چنین بوده‌اند و حتی بعضی از آن ها در نظر دیگران افرادی کندذهن به نظر می‌آمدند. در زیر به ارائه این‌گونه مطالب می پردازیم:

ریاضیدان های اروپایی و ایرانی به جواب های منفی معادله ها بی توجه بودند و به ‌آن‌ها اهمیتی نمی دادند و آن‌ها را جواب‌های دروغ و بی معنا می دانستند. عددهای منفی تنها وقتی مورد قبول عام قرار گرفتند که سرچشمه واقعی آن ها پیدا شد. این سرچشمه را هندی‌ها با این دیدگاه به وجود آوردند که عدد کمتر از صفر را قرض و مقدار مثبت را دارایی می نامیدند.

زمانی که بویویی و لباچفسکی در قرن 19 هندسه نااقلیدوسی را ابداع کردند، آن‌ها متوجه نبودند که با ابداع هندسه نااقلیدوسی، انقلابی در ریاضیات به وجود آورده اند و مطمئناً هرگز تصور نمی‌کردند که صد سال بعد از این کار، فیزیکدانان در فرمول‌بندی نظریه نسبیت، هندسه نااقلیدوسی را درست همان ابزاری می‌یابند که برای ساده‌سازی نظریه اینشتین نیاز دارند. در حقیقت ابداع کنندگان مفاهیم و دستگاه‌های ریاضی، غالباً کاربردهای این مفاهیم و دستگاه‌ها را پیش بینی نمی‌کردند و چنین کاربرهایی، سال‌ها بعد به روش‌های پیش بینی نشده‌ای یافت می‌شوند.

در کتاب مشهور «مقدمات» اقلیدس، یک اصل وجود دارد که می‌گوید: «هرکل، از جزء خود بزرگتر است.»

این «اصل» چنان بدیهی به نظر می‌رسید که کسی کمترین تردیدی درباره درستی آن نداشت. ولی امروزه می‌دانیم، که این اصل، تنها درباره مجموعه با پایان درست است. زیرا اگر فرض کنیم

[ 2 و 1 ] = A و (2 و1) = B می دانیم B زیر مجموعه A است درحالی که طول دوبازه A و B برابر یکدیگراند، یعنی:

L A = L B

درباره نحوه پیدایش مشتق و دیفرانسیل می‌توان گفت:

مفهوم‌های اصلی آنالیز ریاضی برای نیوتن بازتابی از مفهوم های مکانیک بود. نیوتن ساده‌ترین شکل‌های هندسی یعنی خط، زاویه و جسم را با جابه جایی مکانیکی در نظر می‌گرفت. لایپ نیتس از درون هندسه به مفهوم مشتق و دیفرانسیل رسید. درضمن، بسیاری از اصطلاح‌هایی که لایپ نیتس در نوشته‌های خود به کار برده است، چنان خوب انتخاب شده بودند که تا امروز در ریاضیات باقی مانده است، از جمله می‌توان اصطلاح های تابع، مختصات، منحنی جبری و نمادهایی مانند: ∫ ، ý و dy را نام برد.

با آن که نیوتن کوشیده بود، نظریه حد را با دقت بیان کند، بازهم کمبودهایی در آن دیده می شد. از این گذشته در استفاده نیوتن از مقدارهای بی نهایت کوچک هم، ناروشنی هایی به چشم می‌خورد. همچنین لایپ نیتس و هواداران معاصر وی، تعریفی از کمیت‌های بی‌نهایت کوچک ارائه نداده اند. به این ترتیب، آنالیز ریاضی به صورت ابزار نیرومندی برای مطالعة پدیده‌ها در دست انسان بود، بدون این که خود آنالیز ریاضی به درستی در پایه های خود سازمان یافته و ساختاری منطقی داشته باشد.

بعدها یاکوب برنولی و فرانسوا هوپیتال ادامه دهندگان کار نیوتن و لایپ نیتس شدند و هوپیتال در سال 1696 کتاب

«آنالیز بی‌نهایت کوچک» را منتشر کرد که باید آن را نخستین کتاب منظم درسی در زمینه دیفرانسیل و انتگرال دانست. بالاخره کوشی (1789ـ1857) ریاضیدان فرانسوی با تعریف کمیت‌های بی‌نهایت کوچک، توانست پایه‌های آنالیز ریاضی را مستحکم کند.

3ـ معرفی ریاضیدانان ایرانی به عنوان الگو، حفظ و انتقال فرهنگ ریاضی کشورمان به نسل آینده

معرفی ریاضیدانان ایرانی و کارهایی که آن‌ها انجام داده‌اند، باعث می‌گردد که دانش‌آموزان الگوهایی درست در جهت فعالیت درسی انتخاب کنند. وقتی دانش‌آموزان بفهمند که اساس حساب، جبر و مثلثات در ایران بنیان نهاده شده است و ریاضیدان‌های ایرانی، حتی مثلثات کروی را هم تجزیه و تحلیل کرده بودند، در این صورت نسبت به خودشان و کشورشان در مقابل دیگران احساس ضعف نمی‌کنند. وقتی به تاریخ ارج گزارده شود، دانش‌آموزان درمی یابند که اگر روزی در زمینه ریاضیات کاری انجام دهند، بعدها از آن‌ها نامی در تاریخ خواهد ماند و همین امر باعث ایجاد انگیزه در دانش‌آموز می‌شود.

اگر به بناهای سنتی و باستانی سراسر ایران با دقت بنگریم یا به موزه ها برویم و دست ساخته‌های عتیقه و قدیمی را ملاحظه کنیم، در این صورت در همه آن ها، مفاهیم و شکل‌های هندسی را ملاحظه می‌کنیم که تجلی بخش معماری و صنعت ایرانی است. بنابراین این نوع دست ساخته‌های ریاضی‌وار و همچنین نوع زندگی (معیشتی، اعتقادی) و نوع کار کردن علمی ریاضیدانان ایرانی بخشی از فرهنگ ما را تشکیل می دهد، که معلم ریاضی می‌تواند آن را در کلاس درس به نسل آینده منتقل کند.

4ـ پاسخ گویی به بعضی از پرسش های دانش‌آموزان که به اطلاعات دقیق تاریخ ریاضی نیاز است .

گاهی در کلاس درس، سؤالاتی برای دانش‌آموزان پیش می آید که معلم برای پاسخ به آن ها باید اطلاعات دقیقی از تاریخ ریاضی داشته باشد. در زیر به چند نمونه می‌پردازیم:

واژه سینوس در حقیقت تغییر شکل یافته واژه لاتینی است که ترجمه واژه عربی «جیب» است، که ریاضیدانان مسلمان اشتباهاً به جای واژه هندی «جیا» به معنی «نصف وتر» به کار می بردند.

تحقیق درباره انواع توان در شبکه های توزیع word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 2

انواع توان در شبکه های توزیعمی دانیم در شبکه های جریان متناوب توان ظاهری که از مولدها دریافت می شود به دو بخش توان مفید و غیر مفید تقسیم می شود . نحوه این تقسیم به شرایط مدار بستگی دارد به این معنی که هر قدر ضریب توان (CosΦ) به یک نزدیکتر باشد سهم توان مفید بیشتر است . این اتفاق در مدارتی رخ می دهد که مصارف اهمی آن بیشتر است .مانند سیستمهای روشنایی یا تولید گرما توسط انرژی برق . اما می دانیم که سهم عمده مصارف شبکه ها را مصرف کننده های (اهمی – سلفی ) دریافت می کنند . مانند الکتروموتورها – ترانسفورماتورهای توزیع – چوکها و .... که درآنها سیم پیچ یا سلف نقش اصلی را ایفا می کند . در سیمپیچها به علت خاصیت ذخیره سازی انرژی الکتریکی بصورت میدان مغناطیسی توان همواره بین شبکه و سلف رد و بدل می شود . سلف در یک چهارم زمان تناوب توان دریافت می کند و در یک چهارم بعدی زمان ، توان را به شبکه پس می دهد . درست است که نتیجه ریاضی این عمل یعنی عدم مصرف انرژی زیرا توان داده شده به سلف با توان دریافت شده از ان برابر است اما در عمل این اتفاق رخ نمی دهد زیرا توان پس داده شده به شبکه امکان استفاده را برای مولد ایجاد نمی کند و این توان در هر حالتی از مولد دریافت شده است . و برای رسیدن به مصرف کننده اهمی – سلفی از شبکه توزیع شامل : سیمها – کابلها و ... عبور کرده است .نتیجه اینکه سلف توانی را از مولد دریافت می کند اما این توان را به شبکه پس می دهد . این توان قابل استفاده نیست و در مسیر عبور تلف می شود . پس مقدار از توان تلف می شود . مصرف کننده های فوق برای انجام اینکار به توان مذکور نیاز دارند اما این توان برای شبکه مضر است و زیانهای زیر را در پی دارد :- اضافه شدن جریان مولد و درنتیجه نیاز به مولدهایی با توانهای بیشتر - چون جریان شبکه زیاد می شود به سیمها و کابلهایی با سطح مقطع بالاتر برای کاهش افت ولتاژ نیاز است که این موضوع هزینه اولیه شبکه را افزایش می دهد .- اتلاف توان در شبکه های توزیع بصورت حرارت روی می دهد در نتیجه هر کاری کنید نمی توانید از این اتلاف جلوگیری کنید . نتیجه این اتلاف توان ،کاهش ولتاژ مصرف کننده می باشد که این موضع راندمان مصرف کننده را پایین می آورد . - نمی توان این توان را به مصرف کننده های اهمی سلفی تحویل نداد زیرا کار آنها مختل می شود . خازن ناجی شبکه های تولید و توزیعتوان هم در خازنها بصورت توان غیر مفید است درست مانند سلفها در یک چهارم پریود موج متناوب ،توان دریافت می کنند و در یک چهارم بعدی توان را تحویل می دهند پس خازنها هم مانند سلفها باعث افرایش توان راکیتو ( غیر مفید ) شبکه می شوند اما اتفاق بامزه زمانی روی می دهد که خازن و سلف با هم در شبکه قرار گیرند .این دو برعکس هم عمل می کنند . یعنی زمانی که سلف توان می گیرد خازن توان می دهد و زمانی که سلف توان می دهد خازن توان می گیرد . پس توانهای غیر مفید این دو فقط یکبار از شبکه دریافت می شود و در زمانهای بعد بین آنها تبادل می شود بدون اینکه مولد این توان را تحمل کند . پس مصرف کننده های اهمی سلفی توان راکتیو خود را دریافت می کنند و مولد و شبکه توزیع آنرا تولید و پخش نمی کنند زیرا این کار را خازن انجام می دهد . این خازنها از حالا به بعد ، خازنهای اصلاح ضریب توان نام می گیرند و وظیفه آنها تامین توان راکتیو مورد نیاز مصرف کننده های اهمی سلفی است .اتصال خازن به شبکهخازنهای اصلاح ضریب توان باید در شبکه بصورت موازی قرار گیرند . برای اینکار در شبکه های تکفاز باید به فاز و نول وصل شوند و در شبکه های سه فاز پس از اتصال بصورت ستاره یا مثلث آنگاه به سه فاز متصل می شوند . مانند نقشه زیر : http://f7.yahoofs.com/users/4456488ezb5f4a273/2410scd/__sr_/b751scd.jpg?phA2qgFBUSfLnIJQhttp://f7.yahoofs.com/users/4456488ezb5f4a273/2410scd/__sr_/4c16scd.jpg?phA2qgFBsRpE589Oاین خازنها باید از انواعی انتخاب شوند که بتوانند دایمی در مدار قرار گیرند پس باید بتوانند ولتاژ شبکه را تحمل کنند در محاسبه خازن از انواعی استفاده می شود که ولتاژ مجاز آنها 15% بیشتر از ولتاژ شبکه باشد . محاسبه خازن نقش خازن در شبکه کاهش توان راکتیو مصرف کنند های اهمی – سلفی از دید مولدها است . با این اتفاق ضریب توان مفید به یک نزدیک می شود . پس با کنترل ضریب توان امکان کنترل توان راکتیو وجود دارد . این کار بکمک یک کسینوس فی متر صورت می گیرد . یعنی بکمک کسینوس فی متر می توان دریافت که ضریب توان و در نتیجه توان راکتیو در چه وضعیتی قرار دارد . دامنه تغییرات ضریب توان (CosΦ) : نمودار زیر دامنه تغییرات ضریب توان را نشان می دهد . http://f7.yahoofs.com/users/4456488ezb5f4a273/2410scd/__sr_/9331scd.jpg?phA2qgFBx_CvxMEaخازن مذکور باید برابر نیاز شبکه باشد در غیر اینصورت خود توان راکتیو از مولد دریافت می کند و همچنین سبب افزایش ولتاژ آن می شود . پس باید خازن مطابق نیاز شبکه محاسبه شود .پرسش : شبکه به چه مقدار خازن نیاز دارد ؟پاسخ : مقداری که ضریب توان را به یک نزدیک کند . این مقدار خازن خود توان راکتیوی ایجاد می کند که توان راکتیو مصرف کننده اهمی – سلفی را جبران می کند . پس مقدار خازن به مقدار توان راکتیو مدار بستگی دارد . هر قدر این توان قبل از خازن گذاری بیشتر باشد ، اندازه خازن نیز بزرگتر خواهد بود . با توجه به مطالب گفته شده باید برای محاسبه خازن دو مقدار مشخص شود : یک – مقدار ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاریدو – مقدار ضریب توان شبکه بعد از خازن گذاری که انتظار داریم شبکه به آن برسدسه - اندازه توان اکتیو پس از تعیین این مقادیرمراحل زیر را پی می گیریم . برای مقدار ضریب توان مطلوب مثلا عدد 9/0 مقدار خوبی است . حال دو مقدار ضریب توان داریم یکی ضریب توان شبکه قبل از خازن گذاری و دیگری ضریب توان مطلوب که می خواهیم با گذاردن خازن به آن برسیم . بکمک رابطه زیر مقدار توان راکتیو مورد نظر را که با آمدن خازن تامین می شود محاسبه می کنیم . ( توجه : در خرید خازنهای اصلاح ضریب توان بجای فارد برای تعیین ظرفیت خازن از میزان توان راکتیو آن خازن سخن گفته می شود.) محاسبه خازن در این مرحله تمام می شود و مقدار توان بدست آمده همان مقدار خازن موردنیاز است .

انرژی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 33

انرژی را می توان به عنوان توانایی انجام دادن کار تعریف کرد. ماده و انرژی، اساس هر چیزی را در زندگی تشکیل می دهند. ماده در قیاس با انرژی، حضور عینی تر و ملموس تری دارد. انرژی از طریق حرارت دادن، حرکت دادن، و یا برقدار کردن، اثر می کند.

انرژی همواره با تغییر همراه است. هنگامی که انرژی از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود، تغییرات فیزیکی، شیمیایی یا زیست شناختی رخ می دهد، مثل زمانی که انرژی شیمیایی مواد سوختنی به انرژی گرمایی تبدیل می شود. در خلال این تغییرات، مقدار کل انرژی موجود، ثابت می ماند. انرژی را نمی توان ایجاد کرد یا از بین برد.

شکلهای انرژی

مقدار کل انرژی، به شکلهای متفاوت و با تنوعی وسیع در جهان، پراکنده شده است. مفاهیم آشنایی نظیر انرژی گرمایی، انرژی نوری، انرژی الکتریکی و انرژی صوتی از جمله شکلهای انری هستند.

پتانسیل، یک واژه عام است که به منظور توصیف هر نوع انرژی ذخیره شده به کار می رود. شلیک کردن یک منجنیق ساده می تواند فرصت مناسبی برای مطالعه انرژی پتانسیل یک نوار کشسان کشیده شده باشد. انرژی پتانسیل یک بمب اتمی قادر است در سطح وسیعی خرابی ایجاد کند، در حالی که یک نیروگاه هسته ای می تواند همان انرژی پتانسیل را برای استفاده بشر مهیا سازد. انرژی پتانسیل را می توان در انرژی پتانسیل شیمیایی باتری یک ماشین حسابگر یا در انرژی پتانسیل گرانشی آب جمع شده در پشت یک سد نیروی هیدرو الکتریک پیدا کرد.

انرژی جنبشی عبارت است از آن انرژی است که یک شیء، به دلیل آنکه در حال حرکت است، داراست. اشیای متحرک، از الکترون نامرئی که حول هسته اتم در گردش است گرفته تا یک ستاره بزرگ در مسیر خویش در پهنه گیتی، همگی به نسبت جرم و سرعتشان دارای انرژی جنبشی هستند.

تمام شکلهای انرژی را می توان تقریبا به دو نوع تقسیم کرد : انرژی درجه بالا و انرژی درجه پایین. انرژی الکتریکی به لحاظ آنکه می تواند به راحتی به شکلهای مفید دیگری تبدیل یابد، از نوع انرژی درجه بالا محسوب می شود. تبدیل گرما در دمای پایین به هر نوع دیگری از انرژی، به دشواری انجام می گیرد. به همین دلیل، انرژی گرمایی را معمولا از نوع درجه پایین توصیف می کنند.

قسمت اعظم انرژی ما به نحوی از خورشید تأمین می شود. انرژی خورشید، این امکان را به گیاهان می دهد تا غذای مورد نیاز انسان و حیوانات را تولید کنند. انرژی خورشید در زغال سنگ، چوب و نفت ذخیره شده است. انسان این مواد را می سوزاند تا انرژی حاصل از آنها برایش کار انجام دهد. رشد و تکامل انسان، رابطه نزدیکی با کشف منابع جدید انرژی از سوی وی دارد.

سوختها

سوخت منبعی از انرژی پتانسیل است که به آسانی می تواندبه گرما تبدیل شود. یک سوخت مطلوب همچنین باید ایمن و ارزان باشد و آلودگی ایجاد نکند. از گاز تولید شده در باتلاق گرفته تا پشکل شتر، انسان همواره در زمینه انتخاب سوخت مورد نیازش برخوردی مبتکرانه داشته است. اما هیچ یک از سوختهایی که تا کنون شناخته شده است واجد شرایط بالا نبوده است. امروزه زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی از منابع مهم انرژی محسوب می شوند، اما هنوز تا سوختهای مطلوب فاصله زیادی دارند. نکته قابل توجه در مورد این سوختهای طبیعی، صرف نظر از اینکه به صورت جامد، مایع و گاز باشند، این است که قابلیت بازیافت ندارند، یعنی پس از آنکه مصرف شدند امکان بازیافت و جانشین کردن موجودی آنها وجود ندارد.

انرژی هسته ای، جدیدترین و بالقوه خطرناک ترین سوختی است که انسان به وجود آن پی برده است. این انرژی، حاصل نیروهای نگهدارنده اجرام متراکم در هسته اتم است که انسان در صدد کنترل و استفاده از آن است.

نوع دیگری از سوخت به وسیله گلوگز که از خانواده کربو هیدراتهاست به دست می آید. این ماده به عنوان یک منبع انرژی برای سلولهای بدن عمل می کند و شاید