پلاسما‏‎ چیست‌؟‏‎

پلاسما ، PLASMA – حالتی از ماده است که در دمای خیلی بالا به وجود می آید و ساختارهای مولکولی مفهوم خود را در این وضعیت از دست می دهند.

 در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زیر اتمی مانند مانند الکترون و پروتون و نوترون آزادانه در محیط حرکت می کنند و تغییر موقعیت می دهند. حالت ماده متشکله تمامی ستارگان، پلاسما است.

پلاسما در فیزیک، یک محیط رسانای الکتریکی است که تعداد ذرات باردار مثبت و منفی آن تقریبا با هم برابرند و زمانی ایجاد می شود که اتم ها در گاز یونیزه شوند.

گاهی به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارم ماده اطلاق می شود که از حالت های سه گانه جامد،مایع،گاز متمایز است.

هر الکترون دارای یک واحد بار منفی است.

بار مثبت توسط اتم ها یا مولکول هایی که این الکترون ها را از دست داده اند حمل می شود در موارد نادر اما جالب، الکترون هایی که از یک نوع اتم یا مولکول جدا شده اند به ترکیب دیگری متصل می شوند و منجر به تولید پلاسما می شوند که هر دو یون مثبت و منفی را دارا است.

گازهایی که تا حد زیادی یونیده هستند رساناهای خوبی برای الکتریسیته هستند. علاوه بر آن حرکت ِ ذرات باردار گازها هم می تواند میدان الکترومغناطیسی تولید کند. (تابش موج).

 وقتی گاز یونیده تحت تأثیر یک میدان الکتریکی ساکن قرار بگیرد حامل های بار در این گاز به سرعت طوری مجددا توزیع می شوند که قسمت اعظم گاز در مقابل میدان محافظت می شود.

 لانگ مویر ( Langmuir ) در سال 1929 در مجله ی فیزیکال ریویو لترز Physical Review letters شماره ی 33 صفحه ی 954 ناحیه ای از گازها را که نسبتا خالی از میدان است و محافظت شده است و در آن بارهای مثبت و منفی در توازن اند پلاسما نامید و نواحی محافظ روی مرز پلاسما را پوشینه نامید.

از مهمترین خواص پلاسما اینست که می کوشد از لحاظ الکتریکی خنثی بماند.

در ابتدا پلاسما در ارتباط با تخلیه ی الکتریکی در گازها و قوس های الکتریکی و شعله ها مورد نظر بود اما اینک در اخترفیزیک نظری، مسأله ی گداخت و راکتورهای هسته ای گرمایی و مهار یونها هم مورد اهمیت است.

برای تشکیل پلاسما نیازمند دمای بالایی هستیم تا توانایی تفکیک الکترون ها را از یون های مثبت در گازها داشته باشیم. جایی که الکترونش یک طرف و یون های مثبتش یک طرف دیگر باشد را پلاسما می گویند. برای ایجاد پلاسما از راکتور گرمایی استفاده می شد اما جدیدا از لیزر و مواد جامد هم استفاده می شود.

منبع

موتور الکتریکی جاروبک دار (brushed)

یکی دیگر از موتورهای مورد استفاده در ساخت سازه های هوافضا موتور جاروبک دار است. قبلا موتور بدون جاروبک را در همین بخش معرفی کردیم. در  بعضی هواپیماهای مدل ساده تر و سبک تر  و یا در هلیکوپترهایی که امروزه به عنوان سرگرمی زیاد استفاده می شوند، از موتورهای الکتریکی معمولی نیز استفاده می گردد.

این موتورها که معمولا استوانه ای هستند، از یک بخش بیرونی و ثابت به نام استاتور (STATOR) و از یک بخش هسته مرکزی گردنده روتور(ROTOR) تشکیل می شوند. استاتور از سیم پیچ هایی بر روی شفت مرکزی تشکیل شده و روتور از دو آهنربا بر روی بدنه تشکیل شدهاست.  بخش متحرک از یک جهت دهنده یا کموتاتور(commutator)، جریان الکتریکی را دریافت می کند . جریان مستقیم (DC) حداقل به دو جاروبک (brushe) انتقال پیدا می کند و باعث ایجاد الکترومغناطیسی در هر یک از جاروبک ها می شود. با ایجاد میدان مغناطیسی و با توجه به قطب های ثابت که از آهن رباهای دائمی تشکیل شده اند، بخش متحرک شروع به حرکت می کند. در هر گردش با تغییر قطب های جریان که به وسیله ی کموتاتور انجام می شود حرکت بخش متحرک تداوم پیدا می کند. سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است. به شکل زیر دقت کنید

در شکل زیر نحوه ی قرارگیری هر قسمت در موتور را می بینید:

موتورهای الکتریکی  با نام هایی از قبیل 280، 300،380، 400 ، 480،600 تولید می شوند  که بر روی بدنه درج می شود. این نام بر اساس طول و وزن و یا در برخی مدل ها بر اساس بازده آن به کار می رود. برای نمونه یک آرمیچر 480 نشان دهنده آن است که این مدل دارای 48 میلی متر طول است، سنگین تر از مدلی مانند 280 محسوب می شود.

مثلا یک موتود 280 برای هواپیماهای مدلی با وزن تقریبی 400 گرم مناسب است و یا یک موتور 480 برای مدلی به وزن تقریبی 800 گرم کاربرد دارد. موتورهای گفته شده از 30 درصد تا 80 درصد عموما بازدهی دارند.

در نهایت محاسبه ی این که چه موتوری برای چه هواپیمای مدلی مناسب است نیاز به محاسبات و تجربه دارد. بهتر است برای شروع از نقشه های موجودی که کامل هستند استفاده کنید که در آن ها نوع موتور پیشنهادی مشخص شده است.

برای خرید این موتورها می توانید به فروشگاه های قطعات الکترونیکی واقع در خیابان جمهوری تقاطع خیابان حافظ مراجعه کنید یا از فروشگاه های لوازم مدل و سرگرمی تهیه کنید.

عجیبترین روش های موجود برای تولید برق

باکتری‌ها برق تولید می‌کنند

محققان دانشگاه آرهوس در تحقیقات خود نشان دادند که باکتری هایی که زیر رسوبات اعماق دریاها زندگی می کنند الکترون هایی را آزاد می کنند که این جریان الکتریسیته برای تامین انرژی واکنش هایی که این باکتریها با باکتریهای تولیدکننده اکسیژن برقرار می کنند مورد استفاده قرار می گیرد. برخی از میکروارگانیسم ها نیز همانند حیوانات با سوزاندن غذای خود با اکسیژن، انرژی به دست می آورند.

باکتری هایی که در لایه های عمیق تر رسوبات زندگی می کنند غذای خود را به دیگر ترکیبات آلی و به سولفات هیدروژن تبدیل می کنند.الکترونهایی که در مدت این واکنش آزاد می شوند در مسیر رسوبات حرکت می کنند و به سفر خود تا رسیدن به سطوح ادامه می دهند و در آنجا سایر باکتریها برای تولید اکسیژن مورد نیاز سایر ارگانیسم ها از این جریان الکتریسیته استفاده می کنند. در این انتقال برق میان میکروارگانیسم ها، الکترونها می توانند حتی از یک سانتیمتر و یا 20 هزار برابر ابعاد یک باکتری هم فراتر رود.نتایج این کشف می تواند به بهبود تکنیکهای تولید برق توسط میکروارگانیسم ها و ایجاد سوخت های طبیعی کمک کند.

فضولات طیور

دست‌اندرکاران انرژی در ایالت نوادا می‌گویند با استفاده از روش پاک و سازگار با محیط زیست، قصد دارند فضولات مرغ‌ها در این ایالت را برای روشن کردن خانه‌ها و اداره‌ها به کار برند. محققان شرکت انرژی پاک (Green energy) می‌خواهند با تبدیل فضله پرندگان به متان و تولید گاز پاک به عنوان یک سوخت تجدیدپذیر الکتریسیته تولید کنند.

محققان شرکت انرژی پاک برای حل این مشکل پیشنهاد کردند از متان استخراج شده و تفاله باقیمانده به عنوان کود استفاده شود. قرار است اولین نیروگاه که از این سوخت استفاده می‌کند در ژوئن 2010 در کارولینای جنوبی شروع به کار کند. این نیروگاه شبیه به بسیاری از نمونه‌های مشابه در اروپاست و با 13 مرغداری بزرگ به منظور تهیه سوخت آلی قرارداد بسته است. این نیروگاه، برق تولیدی را به صنایع همگانی، کارخانه‌ها و شرکت تعاونی‌های روستایی خواهد فروخت.محققان شرکت انرژی پاک اولین گروهی نیستند که تلاش کرده‌اند از فضولات طیور به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده کنند.Fibro watt دیگر شرکتی است واقع در پنسیلوانیا که 3 سایت در ایالت مینه‌سوتا دارد. عمدتا در کارولینای شمالی و دیگر مناطق آن با استفاده از متان استخراج شده از زباله‌های دفن شده الکتریسیته تولید می‌شود.

دی‌اکسید کربن منتشر شده ناشی از سوختن متان در فضا معادل مقداری است که از سوختن زغال منتشر می‌شود. سوختن زغال‌سنگ باعث تولید و اضافه شدن دی‌اکسید کربن جدید به اتمسفر می‌شود. در حالی‌که دی‌اکسید کربن ناشی از سوختن متان همانی است که به صورت طبیعی و در اثر فساد فضولات حیوانی به جو اضافه می‌شود.

حرکات بدن

گروهی از محققان دانشگاه پرینستون با کمک فناوری نانو موفق به تولید برق از حرکات طبیعی بدن شدند.

فیلم‌های لاستیکی تولیدکننده توان که توسط مهندسان دانشگاه پرینستون ساخته ‌شده ، می‌توانند حرکات طبیعی بدن مانند تنفس و پیاده‌روی را برای توان دادن به تنظیم‌کننده‌های قلب، گوشی‌های موبایل و سایر افزاره‌های برقی به خدمت گیرند.

این ماده، که از نانوروبان‌های سرامیکی جاسازی شده در داخل ورقه لاستیکی سیلکونه تشکیل شده‌است، هنگام خم شدن الکتریسیته تولید می‌کند و کارآیی زیادی در تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی دارد.

کفش‌های ساخته‌ شده از این ماده روزی خواهند توانست انرژی پیاده‌روی و دویدن را برای تغذیه افزاره‌های الکتریکی قابل‌حمل جمع‌آوری کنند. این ورقه‌ها با قرار گرفتن بر روی شش‌ها خواهند توانست حرکات تنفسی را به منبع تغذیه تنظیم‌کننده قلب تبدیل کنند و نیاز به جراحی برای تعویض باطری‌های تغذیه آنها را برطرف کنند.

گروه پرینستون اولین تیمی است که با موفقیت سیلیکونه و نانوروبان‌های تیتانات زیرکونات سرب (PZT) را ترکیب کرده است. PZT یک سرامیک پیزوالکتریک است به این معنا که با قرار گرفتن تحت فشار مکانیکی می‌تواند ولتاژ الکتریکی تولید کند. در بین تمام مواد پیزوالکتریک، PZT کارآترین می‌باشد و قادر است که 80 درصد انرژی مکانیکی اعمال شده را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

فرایند ساخت این پژوهشگران با تولید نانوروبان‌های PZT شروع می‌شود. آنها در یک فرایند جداگانه این روبان‌ها را در داخل ورقه‌های شفافی از پلاستیک سیلکونه جاسازی کرده و چیزی به نام A«تراشه‌های پیزو-پلاستیکA» درست کردند. سیلیکونه که در کاشت‌های زیبایی و افزاره‌های پزشکی استفاده می‌شود یک ماده زیست‌سازگار است.

نیروی باد

شاید به طور بالقوه بتوان نیاز جامعه جهانی به انرژی را به وسیله تبدیل انرژی باد به الکتریسیته با استفاده از توربین‌های بادی جبران کرد. با وجود این که دریا از منابع انرژی باد فراوانی برخوردار است، اما توربین‌های بادی به دلیل نوسانات طبیعی در جهت و قدرت باد قادر به تولید برق مداوم و پایدار نیستند.

با توجه به تحقیقات انجام شده در دانشگاه Deloware و Stony Brook می‌توان برق خروجی از این منابع بادی دریایی را با انتخاب محل‌های درست که از الگوهای آب و هوایی مناسب بهره‌ می‌برند و اتصال ژنراتورهای بادی به خطوط انتقال و تقسیم انرژی برق را پایدارتر و مداوم‌تر از قبل کرد.

اگر بتوانیم الکتریسیته تولید شده توسط باد را پایدارتر کنیم، سهم بادها در برآوردن نیازهای بشر به برق بیشتر می‌شود و منابع تولید برق بیشتری برای انسان به وجود می‌آید.

بررسی‌ها حاکی از آن است که هنگام طراحی سیستم‌های انتقال قدرت براساس منابع تجدیدپذیر مانند باد باید فاکتورهای مهم هواشناسی که شامل جریان‌های غالبا سیستم‌های پرفشار و کم‌فشار است در مقیاس قابل توجهی در نظر گرفته شود.

ستاره دریایی

گروهی از دانشمندان سوئدی با کشف یک پروتئین فلورسانت در ستاره دریایی موفق شدند از این جاندار ساکن اقیانوس ها انرژی الکتریکی تجدیدپذیر به دست آورند.ستاره های دریایی همواره در گروه جانورانی قرار داشتند که بیشترین ترس و وحشت را در میان انسان ها ایجاد می کنند. اکنون گروهی از محققان دانشگاه گوتبورگ و دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد به کشف جدیدی دست یافته اند که می تواند این جانداران به یک منبع مهم انرژی تجدیدپذیر تبدیل کند.این دانشمندان موفق شدند امکان تولید انرژی برق از یک پروتئین فلورسانت سبز رنگ (GFP) حاضر در این ارگانیسم دریایی را مورد آزمایش و بررسی قرار دهند.

دانشمندان سوئدی یک پانل از جنس دی اکسید سیلیکون با دو الکترود آلومینیومی ایجاد کردند. این دو الکترود از طریق چند قطره از این پروتئین فلورسانت که مستقیم از بدن ستاره دریایی استخراج شده بود تفکیک شدند و هر یک از الکترودها به یک سیم متصل شد. سپس این پانل در معرض نور ماوراء بنفش گذاشته شد و راندمان جذب فوتونها از سوی پروتئین مورد آزمایش قرار گرفت.

نتایج این آزمایش نشان داد که پروتئین فلورسانت ستاره دریایی شروع به انتشار الکترون و در نتیجه تولید برق کرد.به گفته این محققان در آینده و با تکامل این پانل ها ستاره دریایی می تواند به یک منبع عالی برای توسعه سیستم های تولید انرژی پاک تبدیل شود.

تولید برق ‌ارزان از ریل‌های قطار

صحبت از قطارهای فوق‌مدرن همواره از هیجان خاصی برخوردار است. نسل جدید قطارهای سرعتی جهان که لوکوموتیوهای آنان نیز ساختار فوق آیرودینامیکی دارند نشان‌دهنده آن است که در سراسر جهان به طراحی قطارهای مجهز به فناوری‌های پیشرفته توجه زیادی می‌شود.

تقریبا هر کسی که در نزدیکی ریل‌های راه‌آهن زندگی می‌کند به شما خواهد گفت که قطارهای تندرو که اتفاقا شمار آنها به سرعت در حال افزایش است در حین حرکت روی ریل جریان قابل توجهی از باد تولید می‌کنند.

شاید برای بسیاری از افراد این جریان هوا چیزی چندان عجیب و هیجان‌انگیزی نباشد اما برای طراحان صنعتی نظیرکوان جینگ و الساندرو لئونتی نباید از کنار کوچک‌ترین تحولاتی که می‌توان از آنها برای تولید انرژی استفاده کرد بی‌تفاوت عبور کرد. آنها برای این‌که ایده‌شان را به واقعیت تبدیل کنند به فکر نصب دستگاهی روی ریل قطار افتاده‌اند که همزمان با عبور قطار از روی ریل، جریان هوای تولید شده توربین موجود در این مجموعه را به گردش درآورده و در نتیجه الکتریسیته تولید کند.

این دستگاه که تحت عنوان T-box شناخته می‌شود قابلیت نصب روی ریل راه‌آهن و خطوط ریلی مترو را نیز دارد و جدای از این دو مکان از پیش در نظر گرفته شده می‌توان از آن در سایر نقاطی که همواره منابع مستعد تولید انرژی به هدر می‌روند استفاده کرد.

با باهوش ترین انسان های دنیا آشنا شوید

Kim Ung

در 8 مارس 1962 متولد شد و پدر و مادر او هر دو پروفسور بودند او در سن 16 سالگی مدرک دکترای فیزیک خود را از دانشگاه Colorado StateUniversity گرفت و سپس به کره جنوبی بازگشت و تصمیم گرفت از فیزیک به مهندسی عمران تغییر رشته دهد و در نتیجه مدرک دکترای عمران را نیز کسب کرد.

Kim Ung در کودکی شروع به شعر سرایاندن کرد و نقاش بسیار خوبی نیز بود.

Kim در سن 4 سالگی به دانشگاه Hanyang University دعوت شد و شروع به یادگیری فیزیک کرد و تا سن 7 سالگی در این دانشگاه ادامه تحصیل داد. او در سال 1970 و در سن 8 ساگلی توسط NASA به امریکا دعوت شد و در دانشگاه Corodo State University مدرک دکترگرفت. او در سال 1974 و زمانی که دانشجوی این دانشگاه بود بعنوان محقق NASA مشغول به کار شد و تا سال 1978 که به کره جنوبی بازگشت با NASA همکاری کرد.

Marilyn vos Savant

مانند عنوان های دیگر، هر کشوری دوست دارد عنوان باهوش ترین شخص دنیا را از آن خود کند. Mailyn vos Savant در 11 آگوست 1946 در امریکا بدنیا آمد ولی پدر و مادر او آلمانی و ایتالیایی بودند. IQ او در آزمایش های مختلف متفاوت بود و برابر با 167, 180, 195, 215 و 230 بوده است. برخی Marilyn را باهوش ترین دنیا می دانند. او عنوان باهوش ترین زن دنیا را نیز دارد.

Marilyn ستونی به نام از Marilyn بپرسید داشت و در آن به حل معماهای منطقی و ریاضی می پرداخت و به سئوالات فیزیک، فلسفه، سیاست، طبیعت انسان و علوم مختلف دیگر پاسخ می داد.

Christopher Michael Langan

یکی دیگر از برنده های احتمالی عنوان باهوش ترین دنیا، Christopher Michael Langan است. Langan در سال 1952 و در امریکا متولد شد. IQ او بین 195 تا 210 گزارش شده است. Langan تئوری خاص خود را در رابطه با ذهن و واقعیت دارد و آن را Cognitive Theoretic Model of the Universe (مدل تئوری شناختی از جهان) نام گذاری کرده است.

در ادامه لیست باهوش ترین مردم دنیا به ترتیب IQ جمع آوری شده است:

 1. William James Sidis با IQ ranging 200 تا 300

 2. Engineer Philip Emeagwali با IQ of 190

 3. World Chess Champion Garry Kasparov با IQ of 190

 4. Sir Isaac Newton با IQ of 190

 5. Francois-Marie Arouet (Voltaire) با IQ of 190

 6. Ludwig Wittgenstein با IQ of 190

 7. Leonardo da Vinci با IQ of 180

 8. Actor James Woods با IQ of 180

 9. Buonarroti Michelangelo با IQ of 180

 10. David Hume با IQ 180

 11. Prime Minister Benjamin Netanyahu با IQ of 180

 12. Blaise Pascal با IQ of 171

 13. Microsoft Founder Paul Allen با IQ of 160

 14. Martin Luther با IQ of 170

 15. Michael Faraday با IQ of 170

 16. Galileo Galilei با IQ of 165

 17. Albert Einstein با IQ of 160

 18. Charles Darwin with IQ of 150

 19. George Washington با IQ of 140

منبع