تحقیق در مورد قانون لنز که در مورد جریانهای القایی بکار می با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

قانون لنز که در مورد جریانهای القایی بکار می‌رود چنین بیان می‌شود که جریان القایی در مدارهای بسته در جهتی است که با عامل بوجود آورنده خود مخالفت می‌کند. این قانون علامت منفی موجود در قانون فاراده را توجیه می‌کند.

مقدمه

طبق قوانین القای الکترومغناطیسی اگر شارمغناطیسی گذرا از مدار تغییر کند، نیرو محرکه الکتریکی در مدار جاری می شود. با برقراری نیرو محرکه القایی در مدار، جریان الکتریکی القایی در آن جاری می شود. طبق قانون لنز جهت جریان القایی در مدار در جهتی است که میدان مغناطیسی حاصل از آن با تغییرات شار مغناطیسی گذرا از مدار مخالفت می کند. اگر چکشی را از بالای نردبانی رها کنیم، هیچ نیازی به قاعده‌ای که بگوید چکش به طرف مرکز زمین یا در جهت مخالف آن حرکت می‌کند، نداریم. اگر در این موقع کسی از ما بپرسد که از کجا می‌دانید که چکش سقوط خواهد کرد، بهترین پاسخی که می‌توانیم بدهیم این است که بگوییم، همیشه به این صورت بوده است و اگر بخواهیم جوابمان علمی‌تر باشد، می‌توانیم بگوییم که زمانی که چکش سقوط می‌کند، انرژی پتانسیل گرانشی آن کاهش می‌یابد و برعکس انرژی جنبشی آن افزایش پیدا می‌کند.

اما اگر چکش به جای سقوط ، به طرف بالا برود، در این صورت انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل آن هر دو افزایش پیدا می‌کنند و این موضوع پایستگی یا بقای انرژی را نقض می‌کند. استدلال مشابه را می‌توان در مورد تعیین جهت نیروی محرکه الکتریکی که با تغییر شار مغناطیسی در یک مدار القا می‌شود، بکار برد، یعنی در این مورد اخیر نیروی محرکه القایی باید در جهتی باشد که با اصل پایستگی سازگار باشد و این با استفاده از قانون لنز توضیح داده می‌شود.

تاریخچه

در سال 1834 ، یعنی سه سال بعد از این که فاراده قانون القا خود را ارائه داد (قانون القا فاراده)، هاینریش فریدریش لنز (Heinrich Friedrich Lenz) قاعده معروف خود را که به قانون لنز معروف است، برای تعیین جهت جریان القایی در یک حلقه رسانای بسته ارائه داد. این قانون به صورت یک علامت منفی در قانون القای فاراده ظاهر می‌گردد. به این معنی که در رابطه نیروی محرکه القایی یک علامت منفی قرار داده و اعلام کنند که این علامت بیانگر قانون لنز است.

تشریح قانون لنز

حلقه رسانایی را در نظر بگیرید که به یک گالوانومتر حساس متصل است. حال آهنربایی را در دست گرفته و به آرامی به این حلقه ، نزدیک کنید. ملاحظه می‌گردد که با نزدیک شدن آهنربا به حلقه عقربه گالوانومتر منحرف شده و وجود جریانی را در مدار نشان می‌دهد. این جریان را جریان القایی می‌گویند. حلقه جریان ، مانند آهنربای میله‌ای ، دارای قطب‌های شمال و جنوب است.

حال اگر آهنربا را از حلقه دور کنیم، باز هم گالوانومتر منحرف می‌شود، اما این بار انحراف در جهت مخالف است و این امر نشان دهنده این مطلب است که جریان در جهت مخالف در حلقه جاری شده است. اگر میله آهنربا را سر و ته کنیم و آزمایش را تکرار کنیم، باز همان نتایج حاصل خواهد شد، جز این که جهت انحراف‌های عقربه گالوانومتر عوض خواهند شد. برای تشریح این آزمایش با استفاده از قانون لنز به صورت زیر عمل می‌کنیم:

زمانی که آهنربا را به آرامی به حلقه نزدیک می‌کنیم، تعداد خطوط شار مغناطیسی که از حلقه می‌گذرد، تغییر می‌کند و همین امر سبب ایجاد یا القا جریان در حلقه می‌شود و چون در ابتدا هیچ جریانی وجود نداشت، این جریان باید در جهتی باشد که با هل دادن آهنربا به سمت حلقه مخالفت کند. برعکس ، اگر بخواهیم آهنربا را از حلقه دور کنیم، باز جهت جریان در حلقه عوض شده و از دور کردن آن جلوگیری می‌کند. یعنی در حالت اول اگر قطب N آهنربای میله‌ای در طرف حلقه باشد، جریان القایی در حلقه به گونه‌ای خواهد بود که در برابر آن یک قطب N ایجاد کند تا مانع نزدیک شدن آهنربا شود.

حال زمانی که آهنربا را از حلقه دور می‌کنیم، حلقه جهت جریان خود را عوض نموده و با ایجاد قطب S ، آهنربا را جذب کرده و مانع از دور کردن آن می‌شود.

قانون لنز و پایستگی انرژی

اگر توضیحات فوق بر اساس قانون لنز نبوده و عکس آن چیزی که گفته شد، اتفاق بیفتد، یعنی اگر جریان القایی به تغییری که باعث بوجود آمدن آن شده است، کمک کند، قانون بقای انرژی نقض می‌شود، یعنی اگر هنگام نزدیک کردن قطب آهنربا به حلقه در برابر آن قطب مخالف S ایجاد شده و آهنربا را جذب کند، در این صورت آهنربا باید به طرف حلقه شتاب پیدا کند و رفته رفته انرژی جنبشی آن افزایش پیدا کند و در همین هنگام انرژی گرمایی نیز ظاهر می‌شود. یعنی در واقع از

تحقیق در مورد قانون لنز که در مورد جریانهای القایی بکار م1 با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

قانون لنز که در مورد جریانهای القایی بکار می‌رود چنین بیان می‌شود که جریان القایی در مدارهای بسته در جهتی است که با عامل بوجود آورنده خود مخالفت می‌کند. این قانون علامت منفی موجود در قانون فاراده را توجیه می‌کند.

مقدمه

طبق قوانین القای الکترومغناطیسی اگر شارمغناطیسی گذرا از مدار تغییر کند، نیرو محرکه الکتریکی در مدار جاری می شود. با برقراری نیرو محرکه القایی در مدار، جریان الکتریکی القایی در آن جاری می شود. طبق قانون لنز جهت جریان القایی در مدار در جهتی است که میدان مغناطیسی حاصل از آن با تغییرات شار مغناطیسی گذرا از مدار مخالفت می کند. اگر چکشی را از بالای نردبانی رها کنیم، هیچ نیازی به قاعده‌ای که بگوید چکش به طرف مرکز زمین یا در جهت مخالف آن حرکت می‌کند، نداریم. اگر در این موقع کسی از ما بپرسد که از کجا می‌دانید که چکش سقوط خواهد کرد، بهترین پاسخی که می‌توانیم بدهیم این است که بگوییم، همیشه به این صورت بوده است و اگر بخواهیم جوابمان علمی‌تر باشد، می‌توانیم بگوییم که زمانی که چکش سقوط می‌کند، انرژی پتانسیل گرانشی آن کاهش می‌یابد و برعکس انرژی جنبشی آن افزایش پیدا می‌کند.

اما اگر چکش به جای سقوط ، به طرف بالا برود، در این صورت انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل آن هر دو افزایش پیدا می‌کنند و این موضوع پایستگی یا بقای انرژی را نقض می‌کند. استدلال مشابه را می‌توان در مورد تعیین جهت نیروی محرکه الکتریکی که با تغییر شار مغناطیسی در یک مدار القا می‌شود، بکار برد، یعنی در این مورد اخیر نیروی محرکه القایی باید در جهتی باشد که با اصل پایستگی سازگار باشد و این با استفاده از قانون لنز توضیح داده می‌شود.

تاریخچه

در سال 1834 ، یعنی سه سال بعد از این که فاراده قانون القا خود را ارائه داد (قانون القا فاراده)، هاینریش فریدریش لنز (Heinrich Friedrich Lenz) قاعده معروف خود را که به قانون لنز معروف است، برای تعیین جهت جریان القایی در یک حلقه رسانای بسته ارائه داد. این قانون به صورت یک علامت منفی در قانون القای فاراده ظاهر می‌گردد. به این معنی که در رابطه نیروی محرکه القایی یک علامت منفی قرار داده و اعلام کنند که این علامت بیانگر قانون لنز است.

تشریح قانون لنز

حلقه رسانایی را در نظر بگیرید که به یک گالوانومتر حساس متصل است. حال آهنربایی را در دست گرفته و به آرامی به این حلقه ، نزدیک کنید. ملاحظه می‌گردد که با نزدیک شدن آهنربا به حلقه عقربه گالوانومتر منحرف شده و وجود جریانی را در مدار نشان می‌دهد. این جریان را جریان القایی می‌گویند. حلقه جریان ، مانند آهنربای میله‌ای ، دارای قطب‌های شمال و جنوب است.

حال اگر آهنربا را از حلقه دور کنیم، باز هم گالوانومتر منحرف می‌شود، اما این بار انحراف در جهت مخالف است و این امر نشان دهنده این مطلب است که جریان در جهت مخالف در حلقه جاری شده است. اگر میله آهنربا را سر و ته کنیم و آزمایش را تکرار کنیم، باز همان نتایج حاصل خواهد شد، جز این که جهت انحراف‌های عقربه گالوانومتر عوض خواهند شد. برای تشریح این آزمایش با استفاده از قانون لنز به صورت زیر عمل می‌کنیم:

زمانی که آهنربا را به آرامی به حلقه نزدیک می‌کنیم، تعداد خطوط شار مغناطیسی که از حلقه می‌گذرد، تغییر می‌کند و همین امر سبب ایجاد یا القا جریان در حلقه می‌شود و چون در ابتدا هیچ جریانی وجود نداشت، این جریان باید در جهتی باشد که با هل دادن آهنربا به سمت حلقه مخالفت کند. برعکس ، اگر بخواهیم آهنربا را از حلقه دور کنیم، باز جهت جریان در حلقه عوض شده و از دور کردن آن جلوگیری می‌کند. یعنی در حالت اول اگر قطب N آهنربای میله‌ای در طرف حلقه باشد، جریان القایی در حلقه به گونه‌ای خواهد بود که در برابر آن یک قطب N ایجاد کند تا مانع نزدیک شدن آهنربا شود.

حال زمانی که آهنربا را از حلقه دور می‌کنیم، حلقه جهت جریان خود را عوض نموده و با ایجاد قطب S ، آهنربا را جذب کرده و مانع از دور کردن آن می‌شود.

قانون لنز و پایستگی انرژی

اگر توضیحات فوق بر اساس قانون لنز نبوده و عکس آن چیزی که گفته شد، اتفاق بیفتد، یعنی اگر جریان القایی به تغییری که باعث بوجود آمدن آن شده است، کمک کند، قانون بقای انرژی نقض می‌شود، یعنی اگر هنگام نزدیک کردن قطب آهنربا به حلقه در برابر آن قطب مخالف S ایجاد شده و آهنربا را جذب کند، در این صورت آهنربا باید به طرف حلقه شتاب پیدا کند و رفته رفته انرژی جنبشی آن افزایش پیدا کند و در همین هنگام انرژی گرمایی نیز ظاهر می‌شود. یعنی در واقع از

تحقیق در مورد جریانهای برخورد کننده

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 37 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

به نام خدا

جریانهای برخورد کننده

بسیاری از عملیات مهندسی که در بین دو فاز امتزاج ناپذیر انجام می شود بوسیلة انتقال جرم یا انتقال حرارت کنترل می شوند، بنابراین همواره کوشش می شود که تا حد امکان چنین مقاومتهایی را کاهش داد.

اصولاً فرایندهای انتقال حرارت یا جرم در سیستم، گاز-جامد، گاز-مایع، مایع-مایع و جامد-مایع عموماً ممکن است با سه مقاومت سری در نظر گرفته‌شوند، که با فرض یک سیستم قطرة مایع-گاز به عنوان حالت مبنا، ممکن است برحسب خواص سیستم مقاومت های زیر مؤثر باشند، مقاومت خارجی مقاومت سطح، مقاومت داخلی.

مقاومت داخلی را ممکن است با کاهش اندازة ذرة فار پیوسته کاهش داد، اگر این کار امکان پذیر نباشد باید زمان اقامت ذره را در داخل سیستم افزایش داد. کاهش مقاومت خارجی ممکن است از طریق روشهای زیر میسر گردد.

a- افزایش سرعت نسبی بین ذرات و فاز پیوسته که با افزایش اصطکاک بین فازها نیز مرتبط است

b- کاهش ابعاد ذرات که باعث کاهش ضخامت زیر لایة آرام که کنار سطح تشکیل می شود، می گردد. کاهش ابعاد ذرات باعث افزایش ضرایب انتقال می‌گردند.

c- توزیع یکنواخت فاز پراکنده درون فاز پیوسته.

d- اعمال تأثیرات دیگر روی ذرات، مثل نیروهای اینرسی و سانتریفوژی

مقاومت سطح با حذف ناخالصی ها ممکن است به دست‌ آید.

در دهة 60 میلادی روش بسیار ویژه ای بعنوان جریانهای برخورد کننده (IS) توسط [1]Elperin مطرح شد که روش بسیار مؤثری برای فرایندهای انتقال جرم و حرارت محسوب می گردد. انتظار می رود که این سیستم ها بصورت گسترده ای مورد استفاده قرار بگیرند.

این سیستم می تواند برای سیستم های دو فازی مایع-گاز-جامد بکار برود. در این روش دو جریان در خلاف جهت هم روی یک محور به یکدیگر برخورد می‌کنند. برای یک جریان نمونة گاز-جامد همانطور که در شکل 1-1 دیده می‌شود دو جریان در وسط (ناحیة برخورد) به شدت به هم برخورد می کنند، بدلیل برخورد بین جریانهای مخالف، یک ناحیة نسبتاً باریکی با تلاطم شدید ایجاد می شود، که شرایط بسیار مطلوبی را برای افزایش سرعت انتقال جرم و حرارت بوجود می‌آورد. علاوه بر این در این ناحیه غلظت (تراکم) ذرات بیشترین مقدار است [2]، و بصورت یکنواخت تا نقطة تزریق کاهش می یابد، این تکنیک در سیستم های گاز-مایع، مایع-مایع و جامد-مایع نیز بکار می رود. جریان مخالف باعث ورود ذرات به داخل فاز پیوستة مقابل به علت وجود نیروی اینرسی می‌شود. بعلت نیروی درگ سرعت ذره‌ها در فاز مخالف کاهش پیدا می کند و در نهایت همراه فاز پیوسته بر می‌گردد و دوباره به ناحیه برخورد می‌رسد و این عمل تکرار می‌گردد.

بطور کلی سه حالت ممکن است برای ذرات در سیستم پیش بیاید.

اول ممکن است برخی ذرات بصورت رودررو با هم برخورد کنند و در نتیجه سرعت آنها صفر گردد و از سیستم بخاطر نیروی وزن خارج گردند. دوم اینکه گاهی این برخورد با زاویه صورت بگیرد که باعث تغییر مسیر ذره شده و ذره را از سیستم خارج می کند. در حالت سوم ذره بدون برخورد وارد جریان فاز پیوسته مقابل می شود. با توجه به شکل 1-1 ذره در ابتدا هم سرعت فاز گاز می‌باشد و سرعت آن ug است وقتی که ذره وارد فاز مقابل می شود سرعت نسبی فاز پیوسته و ذره برابر 2ug می باشد.

1-1 U=ug-(-ug)=2ug

تحقیق درمورد آزمایش کانال روباز 18 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

آزمایش کانال روباز :(بررسی جریانهای مختلف در یک کانال)

مقدمه :

جریان با سطح آزاد معمولاً به جریانی از مایعات اطلاق می شود که قسمتی از آن به نام سطح ازاد صرفاً تحت فشار معینی باشد . جریان در اقیانوسها و رودخانه ها و نیز جریان مایعات در لوله هایی که کاملاً پر نشده اند جریان با سطح آزاد هستند که در آنها قسمتی از مرز جریان تحت فشار اتمسفر قرار دارد . جریان در کانالهای روباز انواع بسیار متنوعی دارد . از جریان آب بر روی سطح یک زمین شخم زده در هنگام بارندگی شدید تا جریان با عمق ثابت در یک کانال منشوری بزرگ . این جریانها را می توان به انواع دائمی و غیردائمی یکنواخت و غیریکنواخت تقسیم بندی کرد . جریان دائمی یکنواخت جریانی است که دبی آن در طی زمان و عمق آن در طول کانال تغییر نمی کند . این نوع جریان در کانالهای منشوری بسیار طویل رخ می دهد . در چنین کانالهایی پس از طی مسافتی ، نیروی مقاوم اصطکاک با نیروی محرک جاذبه ثقل برابر شده سرعت جریان به سرعت حد می رسد . از آن پس یک جریان یکنواخت یعنی جریانی با عمق و سرعت ثابت برقرار می شود که در آن افت ارتفاع اصطکاکی با افت ارتفاع هندسی سبز کانال برابر است . عمق جریان دائمی یکنواخت را عمل نرمال گویند . جریان دائمی غیریکنواخت جریانی است که دبی آن در طی زمان تغییر می کند .اما عمق آن در طول کانال تغییر می نماید . این نوع جریان در کانالهای غیرمنشوری و سطوحی ابتدایی و انتهایی کانالهای منشوری رخ می دهد . جریان غیریکنواخت را اصطلاحاً جریان متغیر نامیده اند . جریان های متغیر را می‌توان به دو دسته متغیر تدریجی و متغیر سریع تقسیم بندی کرد . در جریان تدریجی عمق یا مقطع جریان تدریجاً تغییر می کنند . در جریان متغیر سریع ، سرعت و عمق جریان در فاصله کوتاهی از طول کانالهای سریعاً تغییر می کنند ، مانند جریان در یک تبدیل ، جریان غیردائمی یکنواخت بندرت رخ می دهد . جریان غیردائمی غیریکنواخت فراوان است اما تحلیل آن مشکل است .

اگر سرعت جریان کمتر از سرعت انتشار یک موج کوچک در کانال باشد بطوریکه اغتشاشهای کوچک در خلاف جهت جریان بالا دست حرکت کنند و شرایط جریان در بالادست تغییر دهند ، جریان را کند یا دوخانه ای گویند . در این نوع جریان ، شرایط بالادست متاثر از پایین دست است ، به عبارت دیگر ، جریان از پایین دست کنترل می‌شود . اگر سرعت انتشار امواج باشد بطوریکه اغتشاشهای کوچک همراه با مایع به پایین دست رفته شوند جریان را تند یا سیل آسا گویند . در این نوع جریان تغییرات کوچک در شرایط پایین دست ، شرایط بالادست را تغییر می دهد . به عبارت دیگر جریان از بالا دست کنترل می شود . اثر سرعت جریان با سرعت انتشار امواج کوچک برابر باشد جریان را بحرانی گویند . برای طبقه بندی فوق از اصطلاحات زیر بحرانی و فوق بحرانی نیزاستفاده می شود . جریان کند که سرعت آن از سرعت بحرانی کمتر است را زیر بحرانی و جریان تند که سرعت آن از سرعت بحرانی بیشتر است را فوق بحرانی گویند . سرعت درونی کانال صفر است و عموماً با افزایش فاصله از آن افزایش می یابد ، سرعت حداکثر که در روی سطح ازاد بلکه پایین تر از آن و معمولاً به

تحقیق در مورد آزمایش کانال روباز 18 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

آزمایش کانال روباز :(بررسی جریانهای مختلف در یک کانال)

مقدمه :

جریان با سطح آزاد معمولاً به جریانی از مایعات اطلاق می شود که قسمتی از آن به نام سطح ازاد صرفاً تحت فشار معینی باشد . جریان در اقیانوسها و رودخانه ها و نیز جریان مایعات در لوله هایی که کاملاً پر نشده اند جریان با سطح آزاد هستند که در آنها قسمتی از مرز جریان تحت فشار اتمسفر قرار دارد . جریان در کانالهای روباز انواع بسیار متنوعی دارد . از جریان آب بر روی سطح یک زمین شخم زده در هنگام بارندگی شدید تا جریان با عمق ثابت در یک کانال منشوری بزرگ . این جریانها را می توان به انواع دائمی و غیردائمی یکنواخت و غیریکنواخت تقسیم بندی کرد . جریان دائمی یکنواخت جریانی است که دبی آن در طی زمان و عمق آن در طول کانال تغییر نمی کند . این نوع جریان در کانالهای منشوری بسیار طویل رخ می دهد . در چنین کانالهایی پس از طی مسافتی ، نیروی مقاوم اصطکاک با نیروی محرک جاذبه ثقل برابر شده سرعت جریان به سرعت حد می رسد . از آن پس یک جریان یکنواخت یعنی جریانی با عمق و سرعت ثابت برقرار می شود که در آن افت ارتفاع اصطکاکی با افت ارتفاع هندسی سبز کانال برابر است . عمق جریان دائمی یکنواخت را عمل نرمال گویند . جریان دائمی غیریکنواخت جریانی است که دبی آن در طی زمان تغییر می کند .اما عمق آن در طول کانال تغییر می نماید . این نوع جریان در کانالهای غیرمنشوری و سطوحی ابتدایی و انتهایی کانالهای منشوری رخ می دهد . جریان غیریکنواخت را اصطلاحاً جریان متغیر نامیده اند . جریان های متغیر را می‌توان به دو دسته متغیر تدریجی و متغیر سریع تقسیم بندی کرد . در جریان تدریجی عمق یا مقطع جریان تدریجاً تغییر می کنند . در جریان متغیر سریع ، سرعت و عمق جریان در فاصله کوتاهی از طول کانالهای سریعاً تغییر می کنند ، مانند جریان در یک تبدیل ، جریان غیردائمی یکنواخت بندرت رخ می دهد . جریان غیردائمی غیریکنواخت فراوان است اما تحلیل آن مشکل است .

اگر سرعت جریان کمتر از سرعت انتشار یک موج کوچک در کانال باشد بطوریکه اغتشاشهای کوچک در خلاف جهت جریان بالا دست حرکت کنند و شرایط جریان در بالادست تغییر دهند ، جریان را کند یا دوخانه ای گویند . در این نوع جریان ، شرایط بالادست متاثر از پایین دست است ، به عبارت دیگر ، جریان از پایین دست کنترل می‌شود . اگر سرعت انتشار امواج باشد بطوریکه اغتشاشهای کوچک همراه با مایع به پایین دست رفته شوند جریان را تند یا سیل آسا گویند . در این نوع جریان تغییرات کوچک در شرایط پایین دست ، شرایط بالادست را تغییر می دهد . به عبارت دیگر جریان از بالا دست کنترل می شود . اثر سرعت جریان با سرعت انتشار امواج کوچک برابر باشد جریان را بحرانی گویند . برای طبقه بندی فوق از اصطلاحات زیر بحرانی و فوق بحرانی نیزاستفاده می شود . جریان کند که سرعت آن از سرعت بحرانی کمتر است را زیر بحرانی و جریان تند که سرعت آن از سرعت بحرانی بیشتر است را فوق بحرانی گویند . سرعت درونی کانال صفر است و عموماً با افزایش فاصله از آن افزایش می یابد ، سرعت حداکثر که در روی سطح ازاد بلکه پایین تر از آن و معمولاً به