دانشکده
دانلود فایل ها و تحقیقات دانشگاهی ,جزوات آموزشیدانشکده
دانلود فایل ها و تحقیقات دانشگاهی ,جزوات آموزشیمفاهیم پایه فن آوری اطلاعات 42 ص
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 42
مفا‌هیم‌پا‌یه فن‌آوری‌اطلا‌عات
فهمیدن مفاهیم پایه سخت‌افزار. نرم‌افزار و فن‌آوری اطلاعات
کامپیوتر در زبان‌فا‌رسی به‌را‌یا‌نه‌تر‌جمه شده است و در‌نگاه اول به‌دو‌قسمت سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم میشود
1-سخت‌افزار :منظور وسایل جانبی، قطعات فیزیکی ، مدار‌ها ،دیود‌ها،
2-نرم‌افزار : منظور‌بر‌نا‌مه‌هایی است که سخت‌افزار‌را‌به‌کار‌می‌اندازد.
در‌یک نگاه مقد‌ما‌تی به‌سخت‌افزار, می‌توان آنرا شامل 5 قسمت دانست:
1-Main Memory “ حا‌فظه اصلی “
2- secondary Memory “ حا‌فظه‌جا‌نبی “
سخت‌افزار 3-Input Devices “ دستگاه‌های ورودی “
4-Centeral Processing Unit “ واحد پردا‌زشگر‌مر‌کزی “
5-Output Devices “ دستگاه‌های خروجی”
را‌بطه بین آنها‌را می‌توان با نمو‌دار‌زیرنشان‌داد:
data
یا داده‌ها چنین مسیری را طی می‌کنند:
داده‌ها از طریق دستگاه‌های ورودی به‌منظور پردازش وارد می‌شوند و در حا‌فظه اصلی قرار می‌گیرند اگر قرار است داده‌ها به‌مدت طولانی در سیستم بما‌ند تا نو‌بت پردازش آن بر‌سد در حا‌فظه جانبی ذخیره میشود.سپس وقتی نو‌بت پردازش آن رسید وارد حا‌فظه اصلی شده و از طریق پردازشگر، مورد پردازش قرار می‌گیرد. نتیجه وارد حا‌فظه اصلی شده و در صورتیکه لازم باشد مد‌تی در سیستم بما‌ند تا نو‌بت نمایش آن در خروجی بر‌سد در حا‌فظه جانبی ذخیره میشود..وقتی نو‌بت نمایش آن رسید به حا‌فظه اصلی منتقل شده و در خروجی نمایش داده میشود.
مقایسه کار کامپیوتر با بدن انسان:
انسان با حواس پنج‌گانه اطلاعات را دریافت مینماید.(دستگاه ورودی)
آنرا در حا‌فظه خود ذخیره مینماید.(حا‌فظه اصلی)
اگر بخوا‌هد آنرا در مدت طولانی نگاه دارد در دفتر‌چه یاد‌داشت می‌نویسد(حا‌فظه جانبی)
موقع استفاده از دفتر‌چه یاد‌داشت، مجددا‍ً در حا‌فظه می‌آورد.
مغز آنرا تجزیه و تحلیل می‌کند و تصمیم مناسب می‌گیرد.(واحد پردازش مرکزی)
تصمیم مغز به اعضا ء بدن انسان ابلاغ میشود و انسان عکس‌العمل نشان می‌دهد..
(دستگاه خروجی)
دو اصطلاح داده و اطلاعات را در علم کامپیوتر زیاد می‌شنویم:
data یا داده:به کاراکتر‌ها ، علایم ، اشکا‌لی می‌گویند که هیچ معنی خا‌صی به مخا‌طب خود ارائه نمی‌دهد مثل عدد 021
information یا اطلاعات : به داده‌ای گفته میشود که دارای توصیف ، معنای تعریف شده‌ای باشد مثلاً کد بین شهری تهران = 021
فن‌آوری اطلاعات technology” “ information
تمام جنبه‌های مدیریت و پردازش اطلاعات مخصوصاً در داخل یک سازمان یا کمپانی موضوع وسیع it را تشکیل می‌دهد.. مرکزیت مدیریت اطلاعات با کامپیو‌ترها‌ست. به‌همین دلیل در مفاهیم پایه فن‌آوری اطلاعات کامپیوتر را نیز مطا‌لعه می‌کنیم.
انفورماتیک: واژه‌ای فرانسوی است که از ترکیب دو کلمه انفور‌ما‌سیون و اتو‌ماتیک به‌وجود آمده اسنت. در مورد کاربرد این واژه اتفاق نظر کامل نیست. ولی در کشور‌های غربی بیشتر به‌معنی “ علوم آگاهی “ یا “ علوم کاربردی کامپیوتر” به‌کار می‌رود. و معادل آمریکایی آن IT است.
فناوری اطلاعات، با طیفی از تعا‌بیر گسترده مواجه است که گاهی حوزه به‌کارگیری آن بسار جزئی است و گاهی به‌صورت ها له‌ای کلیه فعا‌لیت‌های بشری را در بر می‌گیرد.
تعا‌ریف رایج از انفورماتیک در ایران:
انفورماتیک از تقا‌طع سه تکنولژی ، کامپیوتر اطلاعات ، ارتباطات بهره‌گیری می‌کند.
هدف از به‌کار بردن فن انفورماتیک آماده ساختن و پرورش حجمی از اطلاعات است، به‌طوریکه این اطلاعات در جای درست و در زمان درست و در اختیار افراد مناسب قرار گیرد.
چهار تکنولژی اصلی و اولیه جهان صنعتی برای تولید کا‌لا و ارائه خدمات عبارت است از:
مواد اولیه، کارگر ، انرژی ، انفورماتیک. تکنولژی چهارم در واقع از سه تکنولژی اول خلق شده و برای کمک به‌آنها استفاده میشود.
-انجمن انفورماتیک ایران واژه انفورماتیک را” خود‌کاری آگا‌ها‌نه “ تعریف کرده است
-خود‌کاری : جمع‌آوری ، دسته‌بندی ، ذخیره‌سازی، دستیابی و استخراج اطلاعات به‌طوریکه حد‌اقل نیروی انسا‌نی ممکن به‌کار گر‌فته‌شود.
1-micro computer
2 - computer mini
3-main frame
دسته‌بندی کامپیوترها -4super computer
5-network
6-laptops
مفهوم فن آوری اطلاعات و ارتباطاتITC 12 ص
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 12
مفهوم فن آوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) چیست؟ فن آوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) وسیله ای برای ذخیره سازی، پردازش و ارائه اطلاعات است که به صورت الکترونیکی و مبتنی بر تعدادی رسانه می باشد. کامپیوترها وآلات میکروالکترونیک همه روزه به اشکال متنوعی دروسایل، به کاربرده می شوند. با این حال انواع فن آوری دخیل در تعلیم و تربیت بر انتقال محتوا و اطلاعات به منظور پشتیبانی فرآیندهای رسمی یادگیری متمرکز هستند. عمدتاً استفاده از ICT براستفادة آن در کامپیوترها خلاصه می شود.البته همیشه اینطور نیست و اکنون بسیاری از آنها توانایی چند رسانه ای دارند و سخت افزارو نرم افزارهای مرتبط را به کار می گیرند. سخت افزار شامل قطعات جانبی از قبیل چاپگرها، دستگاهDVD و اسکنرها می باشد، در حالیکه نرم افزار شامل مجموعه هایی است که ویرایش، واژه پردازی، کارهای گرافیکی، بانکهای اطلاعاتی و ارائه کنفرانسها را آسان می کنند. از بعد ارتباطی، ICT ارتباط شبکه ای کامپیوترها را فراهم می کندکه خود امکان دسترسی به دامنه وسیعی از نرم افزارها و اطلاعات را افزایش می دهد و همچنین ارتباط در محدوده سازمانها و دسترسی به اینترنت و ایمیل(پست الکترونیکی) را مهیا می سازد. اینترنت همچنین در سازوکارهای دیگری همچون تلویزیون دیجیتالی، تلفنهاو بازیهای اینترنتی قابل دستیابی است. چرا ICT برای کودکان مهم است ؟ICT نقشی روزافزون در زندگی مردم ایفا کرده است و دولتها هدف « دسترسی جهانی» به اینترنت را تا سال 2005 تدوین کرده اند. این خود جنبه ای از تعلیم و تربیت برای سن پس از 16 سالگی است و مدارسی برنامه ریزی شده اند که تا آخر 2005 به اینترنت دسترسی داشته باشند. ICT همچنین درحال تبدیل به جنبه ای مهم در بخش اشتغال است و ابزاری برای مشارکت شهروندان در ارایه خدمات بیشتر و بیشتر، به نحویکه محصولات و خدمات توسط واسطه های الکترونیکی قابل دسترسی می شوند. کودکان احتمالاً بیم و ترس کمتری از اینترنت دارند تا بزرگسالان، و بدین ترتیب می توانند سریعتر با نحوة بهره برداری از فن آوری تطابق بیابند. بنابراین‌اگر اینترنت به خوبی مدیریت بشود، می تواند ابزار مناسب و جذابی برای آموزش و یادگیری باشد.
چرا ICT در مدارس استفاده می شود؟ مدارس از ICT استفاده می کنند تا بعد جدیدی را به فرآیند یادگیری بیافزایند و همچنین باعث افزایش ارتباط میان خانه و مدرسه بشوند.بعضی مدارس از سایت اینترنتی خودشان استفاده می کنند تا منابع یادگیری را به صورت پیوسته(On Line) مهیا سازند. همچنین با توانایی ICT، بعضی مدارس قادرند با ارایه اطلاعات به والدین درباره حضور و غیاب، پیشرفت‌و دیگر اطلاعات مدرسه جامعی مهیا سازند. تحقیقات نشان داده است که به احتمال زیاد دانش آموزان از ICT برای انجام تکالیفشان درخانه استفاده می کنند. فواید ICT در تعلیم و تربیت و جنبه های گسترده زندگی اجتماعی موجب شده تا مدارس بیشتر کوشش کنند تا دانش آموزان قابلیت استفاده از ICT را فرا بگیرند. از دیدگاه یادگیری، استفاده موثر از ICT می تواند به فوایدی در قالب : · انگیزش بالاتر · اعتماد به نفس بیشتر · سئوال پرسیدن بهتر · ترفیع قابلیت کار با اطلاعات · بهبود مهارتهای ارتباطی و اجتماعی منجر شود.· ترفیع یادگیری مستقل و پیشرفت در آن · بهبود ارایه مطالب · ایجاد قابلیت های حل مسئله · بهبود « زمان انجام کار » خصوصاً، ICT می تواند کودکان را به انجام موارد زیر قادرسازد : · ترکیب لغت ها و تصاویر برای تولیدیک کار« حرفه ای » · انجام کارها تلاش کمتر · آزمایش و ارائه ایده هایشان به روشهای مختلف برای مخاطبان گوناگون · کاوش سکانسهای موزیک وسرایش قطعات خودشان · بررسی واعمال تغییرات در مدلهای کامپیوتری · ذخیره و کاربری مقادیر بزرگ اطلاعات به راههای مختلف · انجام سریع و آسان کارهایی که بدون بهره گیری از ICT زمان زیادی می برد.· استفاده از شبیه سازی برای تجربه مواردی که تجربه آنها در زندگی واقعی بسیار دشوار یا خطرناک خواهد بود.· کنترل ادوات با روشن یا خاموش کردن موتورها، زنگ اخبارها و چراغها، یا با برنامه ریزی کردن آنها به نحوی که نسبت تغییرات به نور یا حرارت واکنش نشان دهند· ارتباط از راه دوربا دیگران. قابلیت ICT چیست ؟ قابلیت ICTتنها قابلیت به کارگیری گستره ای از عملیات مکانیکی نیست، بلکه یادآورآنست که کامپیوترها می توانند به بهبود یا تکمیل شماری از
مفاهیم پایه فن آوری اطلاعات 42 ص
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 42
مفا‌هیم‌پا‌یه فن‌آوری‌اطلا‌عات
فهمیدن مفاهیم پایه سخت‌افزار. نرم‌افزار و فن‌آوری اطلاعات
کامپیوتر در زبان‌فا‌رسی به‌را‌یا‌نه‌تر‌جمه شده است و در‌نگاه اول به‌دو‌قسمت سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم میشود
1-سخت‌افزار :منظور وسایل جانبی، قطعات فیزیکی ، مدار‌ها ،دیود‌ها،
2-نرم‌افزار : منظور‌بر‌نا‌مه‌هایی است که سخت‌افزار‌را‌به‌کار‌می‌اندازد.
در‌یک نگاه مقد‌ما‌تی به‌سخت‌افزار, می‌توان آنرا شامل 5 قسمت دانست:
1-Main Memory “ حا‌فظه اصلی “
2- secondary Memory “ حا‌فظه‌جا‌نبی “
سخت‌افزار 3-Input Devices “ دستگاه‌های ورودی “
4-Centeral Processing Unit “ واحد پردا‌زشگر‌مر‌کزی “
5-Output Devices “ دستگاه‌های خروجی”
را‌بطه بین آنها‌را می‌توان با نمو‌دار‌زیرنشان‌داد:
data
یا داده‌ها چنین مسیری را طی می‌کنند:
داده‌ها از طریق دستگاه‌های ورودی به‌منظور پردازش وارد می‌شوند و در حا‌فظه اصلی قرار می‌گیرند اگر قرار است داده‌ها به‌مدت طولانی در سیستم بما‌ند تا نو‌بت پردازش آن بر‌سد در حا‌فظه جانبی ذخیره میشود.سپس وقتی نو‌بت پردازش آن رسید وارد حا‌فظه اصلی شده و از طریق پردازشگر، مورد پردازش قرار می‌گیرد. نتیجه وارد حا‌فظه اصلی شده و در صورتیکه لازم باشد مد‌تی در سیستم بما‌ند تا نو‌بت نمایش آن در خروجی بر‌سد در حا‌فظه جانبی ذخیره میشود..وقتی نو‌بت نمایش آن رسید به حا‌فظه اصلی منتقل شده و در خروجی نمایش داده میشود.
مقایسه کار کامپیوتر با بدن انسان:
انسان با حواس پنج‌گانه اطلاعات را دریافت مینماید.(دستگاه ورودی)
آنرا در حا‌فظه خود ذخیره مینماید.(حا‌فظه اصلی)
اگر بخوا‌هد آنرا در مدت طولانی نگاه دارد در دفتر‌چه یاد‌داشت می‌نویسد(حا‌فظه جانبی)
موقع استفاده از دفتر‌چه یاد‌داشت، مجددا‍ً در حا‌فظه می‌آورد.
مغز آنرا تجزیه و تحلیل می‌کند و تصمیم مناسب می‌گیرد.(واحد پردازش مرکزی)
تصمیم مغز به اعضا ء بدن انسان ابلاغ میشود و انسان عکس‌العمل نشان می‌دهد..
(دستگاه خروجی)
دو اصطلاح داده و اطلاعات را در علم کامپیوتر زیاد می‌شنویم:
data یا داده:به کاراکتر‌ها ، علایم ، اشکا‌لی می‌گویند که هیچ معنی خا‌صی به مخا‌طب خود ارائه نمی‌دهد مثل عدد 021
information یا اطلاعات : به داده‌ای گفته میشود که دارای توصیف ، معنای تعریف شده‌ای باشد مثلاً کد بین شهری تهران = 021
فن‌آوری اطلاعات technology” “ information
تمام جنبه‌های مدیریت و پردازش اطلاعات مخصوصاً در داخل یک سازمان یا کمپانی موضوع وسیع it را تشکیل می‌دهد.. مرکزیت مدیریت اطلاعات با کامپیو‌ترها‌ست. به‌همین دلیل در مفاهیم پایه فن‌آوری اطلاعات کامپیوتر را نیز مطا‌لعه می‌کنیم.
انفورماتیک: واژه‌ای فرانسوی است که از ترکیب دو کلمه انفور‌ما‌سیون و اتو‌ماتیک به‌وجود آمده اسنت. در مورد کاربرد این واژه اتفاق نظر کامل نیست. ولی در کشور‌های غربی بیشتر به‌معنی “ علوم آگاهی “ یا “ علوم کاربردی کامپیوتر” به‌کار می‌رود. و معادل آمریکایی آن IT است.
فناوری اطلاعات، با طیفی از تعا‌بیر گسترده مواجه است که گاهی حوزه به‌کارگیری آن بسار جزئی است و گاهی به‌صورت ها له‌ای کلیه فعا‌لیت‌های بشری را در بر می‌گیرد.
تعا‌ریف رایج از انفورماتیک در ایران:
انفورماتیک از تقا‌طع سه تکنولژی ، کامپیوتر اطلاعات ، ارتباطات بهره‌گیری می‌کند.
هدف از به‌کار بردن فن انفورماتیک آماده ساختن و پرورش حجمی از اطلاعات است، به‌طوریکه این اطلاعات در جای درست و در زمان درست و در اختیار افراد مناسب قرار گیرد.
چهار تکنولژی اصلی و اولیه جهان صنعتی برای تولید کا‌لا و ارائه خدمات عبارت است از:
مواد اولیه، کارگر ، انرژی ، انفورماتیک. تکنولژی چهارم در واقع از سه تکنولژی اول خلق شده و برای کمک به‌آنها استفاده میشود.
-انجمن انفورماتیک ایران واژه انفورماتیک را” خود‌کاری آگا‌ها‌نه “ تعریف کرده است
-خود‌کاری : جمع‌آوری ، دسته‌بندی ، ذخیره‌سازی، دستیابی و استخراج اطلاعات به‌طوریکه حد‌اقل نیروی انسا‌نی ممکن به‌کار گر‌فته‌شود.
1-micro computer
2 - computer mini
3-main frame
دسته‌بندی کامپیوترها -4super computer
5-network
6-laptops
تحقیق درباره بررسی فن آوریهای صفحات نمایشگر
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 38
Screen Technologies
بررسی فن آوریهای صفحات نمایشگر
CRT با یک تفاوت سابقه 100 ساله در مقایسه با فناوریهای رقیب ، هنوز یک فناوری نیرومند است این فناوری مبتنی بر قواعدی است که عموما درک شده اند و موادی را به کار می گیرد که بطور عادی در دسترس قرار دارند . نتیجه این خصوصیات ، نمایشگرهائی با امکان تولید ارزان هستند که بازدهی فوق العاده ای را ارائه نموده و تصاویر پایداری را با رنگهای واقعی و وضوح نمایش بالا تولید می کنند.
با اینحال مهم نیست که این فناوری تا چه حد خوب است . بدیهی ترین نقایص CRT کاملا شناخت شده هستند .
این فناوری الکتریسته بسیار زیادی را می بلعد .
طراحی پرتوتک الکترونی آن مستعد عدم تمرکز است .
عدم تقارب واختلاف رنگ در سطح صفحه نمایشگر .
مدارات الکتریکی High - Voltage و میدانهای مغناطیسی قوی آن ، تشعشع الکترومغناطیسی مضری را ایجاد می کنند .
وبه سادگی بیش از حد بزرگ است .
حتی با وجود صرف مبالغ هنگفت در زمینه تحقیقات و توسعه CRT توسط آنهائیکه بیشترین توجه را به این فناوری معطوف کرده اند پیروزی یکی از چندین فناوری نمایشگرهای Flat panel در یک دوره طولانی ،اجتناب ناپذیر است . با اینحال ،این مسئله بیش از آنچه که درابتدا تصور می شد طول کشیده است وارزیابیهای کنونی حاکی از آن هستند که به نظر نمی رسد Flat panel ها تا پیش از سال 2004 به بیش از 50 درصد بازار دست یابند .
نمایشگرهای کریستال مایع
کریستالهای مایع برای اولین بار در اواخر قرن 19میلادی توسط یک گیاه شناس اطریشی با نام friedrich Reinitzerکشف شدند ، خود عبارت کریستال مایع ( Liquid Crystal) نیز مدت کمی پس از آن توسط یک فیزیکدان المانی به نام Otto Lehmann به آنها اطلاق شد .
کریستالهای مایع ، مواد نسبتا شفافی هستند که خصوصیات هر دو نوع مواد جامد و مایع را از خود نشان می دهند نوری که از میان کریستالهای مایع عبور می کند ازامتداد مولکولهای که آنها را تشکیل می دهند . پیروی می کنند ( یک خصوصیت ماده جامد ) در دهه 60 میلادی کشف شد که شارژ کریستالهای مایع با الکتریسته امتداد مولکولی
آنها ودرنتیجه میسر عبور نور از میان آنها را تغییر می دهد ( یک خصوصیت مایعات )
از زمان ظهور آن بعنوان یک رسانه نمایشگر در سال 1971 نمایشگرهای کریستال مایع به حوزه های متنوعی نظیر تلویزیونهای مینیاتوری دوربینهای ویدیوئی و عکسبرداری دیجیتال و صفحه نمایشگرهای کامپیوتر راه یافته اند و امروزه افراد زیادی بر این باور هستند که LCD به احتمال قوی همان فناوری جانشین نمایشگرهای CRT است . فناوری درگیر با این نمایشگرها از زمان پیدایش خود بطور قابل ملاحظه ای پیشرفت نموده است تا جائیکه محصولات امروزی هیچ شباهتی به ابزارهای تک رنگ و بد ترکیب قدیمی ندارند . این فناوری نسبت به سایر فناوریهای صفحه تخت دارای سابقه بیشتری بوده و موقعیت ظاهرا بی تردیدی در نت بوکها و های دستی دارد که هر دو قالب مختلف قابل دسترس هستند .
( dual Scan Twisted Nematic) DTSN ارزانقیمت
( Thim film Transistor ) TFT با کیفیت بالای تصویر
اصول :
LCD یک فناوری انتقالی است نمایشگر به این ترتیب کار می کند که به مقادیر مختلفی از نور سفید پشتی ( backlight) با شدت ثابت ( Fixed - Intensity) اجازه می دهد تا از میان یک فیلتر فعال عبور نماید عناصر قرمز ، آبی و سبز یک پیکسل از طریق فیلتر سازی ساده نور سفید بدست می آیند .
اکثر کریستالهای مایع ، ترکیبات الی حاوی مولکولهای بلند میله مانند هستند که در وضعیت طبیعی ، خود را طوری مرتب می نمایند که محورهای بلند آنها با یکدیگر تقریبا موازی باشد . امکان کنترل دقیق امتداد این مولکولها با روان نمودن کریستال مایع در امتداد سطحی با شیارهای فوق العاده ظریف ، امکانپذیر است امتداد مولکولها از شیارهای سطح پیروی می کنند در نتیجه اگر شیارها کاملا موازی باشند امتداد مولکولها نیز کاملا موازی می شود .
مولکولهای LCD در وضعیت طبیعی خود با شکلی نامرتب به موازات محورهای بلند خود قرار دارند با اینحال وقتی آنها با سطحی که شیارهائی در یک جهت ثابت دارد تماس حاصل می کنند ، بطور موازی در امتداد شیارها مرتب می شوند .
اولین اصل یک LCD ساندویچ نمودن کریستالهای مایع در بین دو سطح با شیارهای ظریف است که شیارهای موجود بر روی یک سطح عمود ( با زاویه 90 درجه ) بر شیارهای موجود بر روی سطح دیگر هستند اگر مولکولها در یک سطح بصورت شمالی – جنوبی و مولکولهای موجود بر روی سطح دیگر بصورت شرقی و غربی قرار گرفته باشند مولکولهای میان آن دو به یک پیچش 90 درجه ای وادار می شوند .
تحقیق فن آوری ترموالکتریک
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 5
فن آوری ترموالکتریک
خلاصه تاریخچه:
اوایل قرن نوزدهم آقایان، Thomas Seebeck و Jean Peltier ، توانستند پدیده ای را که پایه صنعت ترموالکتریک امروز است کشف کنند. Seebeck یافت که اگر در محل اتصال دو هادی غیر مشابه اختلاف دما ایجاد نماید، جریان الکتریکی جاری میشود .
از طرفی دیگر، Peltier ثابت کرد که جریان عبوری از میان دو هادی غیر مشابه،باعث می شود که گرما یا منتشر شود و یا در محل اتصال جذب شود.
به هر حال پس از پیشرفتهای نیمه قرن بیستم در فن آوری نیمه هادی کابردهای عملی وسایل ترموالکتریک ممکن گردید. با فن آوریهای مدرن، اکنون ما می توانیم طرح های ترموالکتریکی را تولید کنیم که پمپ گرمای مؤثر حالت جامد را برای سرمایش و گرمایش ایجاد می کنند.
بسیاری از این واحد ها همچنین می توانند برای تولید توان DC در شرایطی خاص استفاده شوند (مانند تبدیل گرمای تلف شده به جریان الکتریکی). کاربردهای جدید و اغلب جالب ترموالکتریک هر روز در حال پیشرفت است.
اصول کار سیستم ترموالکتریک ( TE)
یک سیستم ترموالکتریک معمولی از یک رشته قرص نیمه هادی تلوراید بیسموت تشکیل گردیده است و به گونه ای تعبیه شده اند که یک نوع از حاملهای بار (مثبت یا منفی) بخش زیادی از جریان را حمل نماید.
زوجهای قرص N/P به گونه ای شکل داده شده اند که از نظر الکتریکی با هم سری ولی از نظر گرمایی با هم موازی می باشند. لایه های بیرونی سرامیکی آنها فلزی شده تا بتواند سطح پوششی برای قرص ها ایجاد نموده و آنها را از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل نماید. به این ترتیب قرص ها و لایه های بیرونی یک ساختار لایه ای را تشکیل می دهند . اندازه هر طرح ترموالکتریکی بین 0.25 * 0.25اینچ مربع تا تقریبا 2×2 اینچ مربع تغییر می کند .
طرحهای ترموالکتریکی می توانند به صورت منفرد یا به صورت گروهی با اتصالات سری، موازی و یا سری - موازی بکار روند. در بعضی از کاربردها از طرحهای چند حالته استفاده می کنند.
کاربرد سرمایی و گرمایی سیستم ترمو الکتریک :
وقتی ولتاژ DC به سیستم ترموالکتریک اعمال می شود حاملهای بار منفی و مثبت در رشته قرص ها، انرژی گرمایی را از یک سطح لایه خروجی دریافت و آن را در سطح طرف دیگر آزاد می کنند.
سطحی که انرژی گرمایی از آن جذب می شود سرد می گردد و سطح مخالف که انرژی گرمایی را دریافت می کند گرم می شود . با استفاده از این روش ساده، ""تلمبه گرمایی""، فن آوری ترمو الکتریک در کاربردهای گسترده ای از قبیل خنک کننده های لیزردیودی کوچک، یخچالهای قابل حمل، خنک کننده های مایع و غیره استفاده می شود .
عملکرد تولید توان در سیستم ترمو الکتریک
با به کار بردن طرحی که Seebeck کشف کرد مولدهای انرژی ترموالکتریک انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند . وقتی که اختلاف دما در اطراف یک وسیله ترمو الکتریک تولید می شود یک ولتاژ DC دو سر ترمینال آن ایجاد می گردد و چنانچه یک بار بطور مناسب وصل شود جریان الکتریکی برقرار می گردد. کاربردهای این فن آوری شامل تأمین انرژی برای سیستم های مخابرات راه دور، دریانوردی وتأسیسات نفتی می باشد.
مقایسه فن آوری های مختلف سرمایشی
انتقال گرما توسط حاملهای بار در یک وسیله ترموالکتریک خیلی شبیه به روشی است که خنک کننده های کمپرسی، گرما را در یک سیستم مکانیکی انتقال می دهند. در سیستم خنک کننده کمپرسی، مایعات گردشی گرما را از بار گرمایی به تبخیر کننده ای که در آن گرما می تواند پخش شود انتقال می دهد .
از طرف دیگر با استفاده از فن آوری T E جریان مستقیم گردشی، گرما را از بار گرمایی به گرماگیرهائی (Heat Sink) که گرما را به محیط بیرون انتقال می دهند حمل می کند . هر طرح سیستم ترمو الکتریک به تنهایی ظرفیت منحصر به فردی برای انتقال گرما بر حسب وات و یا BTU/H دارد این ظرفیت می تواند تحت تاثیر عوامل بسیاری قرار گیرد . مهمترین متغیرها دمای محدوده, مشخصه های الکتریکی و فیزیکی طرح ترموالکتریکی به کار برده شده و بازده سیستم پخش گرما هستند . از کاربردهای معمول ترمو الکتریک, پمپ بارهای گرمایی در محدوده ای از چندین میلی وات تا صدها وات می باشد.
مزایای سیستم ترمو الکتریک
انتخاب فن آوری سرمایشی به نیازهای خاص هر کاربرد بستگی دارد، اما خنک کننده های ترمو الکتریک ( ( T Eفوائد متفاوتی در مقایسه با سایر فن آوریها دارند :
· خنک کننده های T E هیچ قسمت متحرکی ندارند و بنابراین مراقبت کمتری لازم دارند.
· آزمایش طول عمر نشان داده که طول عمر وسایل T E بیش از صد هزار ساعت در شرایط کار پایدار است .
· خنک کننده های T E محتوی کلروفلوروئید کربن یا مواد دیگری نیستند که نیاز به پرکردن مداوم داشته باشد .
· کنترل دما تا جزئی ترین بخشهای یک درجه به راحتی با سیستم T E ممکن است .
· خنک کننده های T E در محیط هایی که خیلی مهم ، خیلی حساس یا خیلی کوچک هستند جهت خنک کننده گی استفاده می شوند.
· عملکرد خنک کننده های T E بستگی به محل و موقعیت هندسی ندارند .
· جهت تخلیه گرما در یک سیستم T E کاملآ قابل برگشت است . تغییر پلاریته منبع DC باعث می شود که گرما در جهت دیگری تخلیه شود . به این ترتیب یک خنک کننده نیز می تواند مانند یک گرمازا عمل کند .
محاسبات طراحی
یک عنصر الکترونیکی حالت جامد را که برای بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان خودنیاز به سرمایش دارد در نظر می گیریم . این عنصر در محیطی با حداکثر دمای 50 درجه سانتیگراد قرار گرفته و دارای تلفاتی برابر 15 وات می باشد . سرد کردن آن ماده تا 25 درجه سانتیگراد قابلیت و اطمینان کاری را بالا می برد .
سیستم خنک کننده ترمو الکتریک ویژگیهای فیزیکی زیر را خواهد داشت :
عنصر الکترونیکی در اتصال مستقیم با قسمت سرد سیستم خنک کننده T E قرار دارد .
گرماگیر و پنکه در اتصال مستقیم با قسمت داغ سیستم خنک کننده T E قرار دارد .
بطوریکه می دانیم گرما بطور طبیعی همواره از جای گرم به جای سرد منتقل می گردد. وقتی تغذیه DC به سیستم ترمو الکتریک اعمال می شود قسمت سرد از عنصر الکترونیکی سردتر می شود، بنابراین گرما به طور طبیعی از آن عنصر به سیستم T Eجریان پیدا می کند . حاملهای بار در ماده نیمه هادی دوباره گرما را از عنصر الکترونیکی به گرماگیر منتقل می کنند که این باعث می شود که دمای گرماگیر افزایش پیدا کند . وقتی که دمای گرماگیر از دمای هوای اطراف تجاوز کند، گرما به طور طبیعی از گرماگیر به هوا جریان می یابد. بعنوان مثال چنانچه کمیات طراحی برابر مقادیر زیر باشند.
(وات 15) بارگرمایی عنصر الکترونیکی = Q
(C ˚50) ماکزیمم هوای محیط = TA
( ˚ C25) دمای مورد نیاز برای عنصر الکترونیکی = TC
برای اینکه تشخیص دهیم کدام خنک کننده T E برای کاربرد ما مناسب است باید دمای قسمت گرم (TH ) و دمای تفاضلی منتجه (ΔT) اطراف TEرا بشناسیم، دمای قسمت گرم برابر با دمای محیط (TA ) به اضافه افزایش دما در اطراف گرماگیر بخاطر پخش بار گرمایی Q و توان ترموالکتریکی (I × V ) می باشد.
TH = TA + ( V * I + Q ) R θ
R θ مقاومت گرمایی گرماگیر بر حسب درجه سانتیگراد است که در هر وات مقدار نشتی افزایش می یابد .
در این طراحی افزایش دمای گرماگیر را تا ˚ C 15 بالاتر از دمای محیط در نظر می گیرند. به این ترتیب دمای قسمت داغ TE می تواند تا حدودC ˚ 65 باشد .
C ˚ 65 ˚ C =15 C + ˚50 = TH
اختلاف دما در اطراف TE به صورت زیر قابل محاسبه است :
˚C 40 = ˚ C 25 -˚ C 65 = TC- TH= Δ T
منبع تغذیه : منابع تغذیه برای خنک کننده های ترمو الکتریکی شامل باتری ها ، سیستمهای DC موجود در کشتی ها و وسایل نقلیه و مبدلهای AC / DC می باشند.
بار غیر فعال
برای طراحی یک سیستم ترمو الکتریک یکی از مهمترین مراحل ، تشخیص بار گرمایی است. بدون این اطلاعات مهم نمی توان مناسبترین وسیلهT E یا مبدل گرما را برای بار مورد نیاز انتخاب کرد. هر سیستم ترمو الکتریک یک قابلیت منحصر به فردی برای انتقال گرما دارد. تا زمانیکه این
امکان وجود دارد که به سادگی یک سیستم را بسازیم و توانایی کاری آنرا مورد آزمایش قرار دهیم می توانیم سیستم را برای شرایط مورد نظر بهینه کنیم .
اولین قدم اینستکه مشخص نمائید چه مقدار گرما باید از بار گرمایی شما انتقال داده شود.