بيت الإختراعات والإبداع
اهلا ومرحبا بزائرنا العزيز لقد تشرفنا بقدومك ونتمنى لك الإستفادة القصوى من منتديات
إختراعات وإبداع

فإذا كونت مخترع او مبتكر او مفكر أو مكتشف أو مبدع فى أى مجال من المجالات العلمية او الهندسية أو العمليه وترغب فى تنمية أفكارك او تسويقها او الحصول على سلعة او ابتكار جديد من انتاج المخترعين العرب فيعتبر منتدى إختراعات وإبداع هو مكانك وهدفك الذى تبحث عنه فيشرفنا تسجيلك معنا وانضمامك لزملائك من المخترعين والعباقرة العرب لتستفيد وتفيد بما تجود به مما اعطاك الله من علم لزملائك المبدعين ومازال باب التسجيل مفتوح مجانا حتى الآن فلا تأجل انضمامك لنا كزميل ربما لاتجد هذه الفرصة غدا بشكل مجانى وراعى أن تسجك باسم يليق بك كمبدع ومخترع ويليق بالمنتدى وان اعظم الأسماء لم يكن افضل من اسمك الحقيقى وانت كعالم تعتبر ثروة لوطنك العربى يجب تعريف نفسك كالنوع والبلد فى ملف تعريفك وهذا مهم جدا حتى لاتتعرض للحذف مستقبلا وتظل عضويتك مدى الحياة اطال الله بقائكم وسدد خطاكم لرفعة وطننا العربى من المحيط للخليج
مدير عام المنتدى / المخترع المهندس شحات أبو ذكرى

بيت الإختراعات والإبداع


 
الرئيسيةس .و .جبحـثالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
Admin
مير عام المنتدى


عدد المساهمات : 1337
تاريخ التسجيل : 29/08/2008
العمر : 61
الموقع : فرصة للثراء العلمى والمادى تقدمها مؤسسة فاستر ماث التعليمية لإجراء الحسابات بالأصابع أسرع من الآلات الحاسبة لشباب الخريجين والمستثمرين الصغار والكبار بالتعاقد بنظام الفرنشايز لإقتتاح مركز فرعى لكم تابع لفاستر ماث لتعليم أبناء ببلدكم faster-math.com

مُساهمةموضوع: الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي   الجمعة 12 نوفمبر 2010, 8:26 pm



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]


الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي

Piezoelectricity



ظاهرة الكهرباء الإنضغاطية والتي تعرف باسم Piezoelectricity هي ظاهرة فيزيائية طبيعية تظهرها بعض المواد وبالأخص البلورات وبعض أنواع السيراميك حيث تمتلك هذه المواد قدرة على توليد فرق جهد كهربي عندما تتعرض لإجهاد ميكانيكي. حيث انه إذا ما تم الضغط على سطح المادة بقوة فان انفصال للشحنات الكهربي يحدث عبر الشبكة البلورية للمادة. ونتيجة للانفصال في الشحنات ينتج على طرفي المادة فرق جهد كهربي. ومصطلح الكهرباء الإنضغاطية جاء من تعريب كلمة piezo وهي كلمة يونانية piezein والتي تعني الضغط ومن هنا كانت التسمية تعكس طبيعة الظاهرة نفسها حيث ان الكهرباء تنتج بالضغط على المادة.

كما إن هذه المواد إذا ما تعرضت لمجال كهربي خارجي فان المادة نفسها تنضغط أو تنكمش بقدر يتناسب مع شدة المجال الكهربي، بمعنى أخر انه إذا وضعت المادة التي لها خاصية الكهرباء الإنضغاطية Piezoelectricity بين طرفي فرق جهد كهربي فإنها تنكمش. وعلى سبيل المثال بلورة lead zirconate titanate تتغير أبعادها بنسبة 0.1% عن حجمها الأصلي.


هذه الظاهرة لها تطبيقات مفيدة جداً فمثلا تستخدم في إنتاج الصوت أو مجسات للصوت، أو لتوليد الجهد الكهربي، وتستخدم في أجهزة توليد الموجات الالكترونية electronic frequency generator، كما إنها تستخدم في صناعة الموازين الحساسة microbalance، وفي تحديد أدق بؤرة للأنظمة البصرية من خلال التحكم الدقيق في مكانها على المحور البصري. كما إنها تدخل في الأجهزة الدقيقة التي تعمل على الأبعاد الذرية مثل جهاز الميكروسكوب الالكتروني بأنواعه المختلفة (STM, AFM, MTA, SNOM)، هذا بالإضافة إلى استخدامها في العاب الأطفال وأيضا في الولاعة لتوليد الشرارة الكهربية.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
قرص piezoelectric يولد فرق جهد عندما يتعرض لتغير في شكله

ومن استخداماتها أيضا في تنظيف الأسطح المستخدمة لتصنيع الأغشية الرقيقة thin films لإزالة الدقائق الصغيرة جدا من على السطح، وذلك لان البلورة الإنضغاطية إذا ما تعرضت لفرق متردد وعالي فإنها تنتج تتذبذب وتصدر أمواج فوق صوتية تنتشر عبر السائل المنظف وتساعد في التنظيف لتلك الأسطح التي يتطلب ان تكون على درجة عالية جدا من النقاء قبل ترسيب الأغشية الرقيقة عليها.


معلومات تاريخية

اكتشفت ظاهرة الكهرباء الإنضغاطية Piezoelectricity في العام 1880 بواسطة الأخوين Pierre Curie و Jacques Curie. وذلك من خلال عملهما وخبرتهما في الكهرباء الحرارية pyroelectricity (توليد الكهرباء بواسطة التسخين) وعلاقة ذلك بالتركيب البلوري حيث توقعا أن يكون لتأثير الضغط أيضا توليد كهرباء وبالفعل تمكنا من إثبات ذلك على بلورة الكوارتز والتورمالين والتوباذ والسكر والملح، ووجدا إن بلورة الكوارتز والملح تظهرا الخواص الكهربية بالضغط اكثر من غيرهم.

واستمر هذا الاكتشاف لعشرات الأعوام محل دهشة العلماء والباحثين في محاولة فهم هذه الظاهرة وعلاقتها بالتركيب البلوري للمادة. وفي العام 1910 توجت هذه الأبحاث بكتاب نشره العالم Woldemar Voigt’s عن فيزياء البلورات ووصف في كتابه 20 بلورة طبيعية لها القدرة على إنتاج الكهرباء وتمكن من حساب ثابت الكهرباء الإنضغاطية بواسطة التحليل الرياضي tensor analysis.
وقد مرت مواد الكهرباء الإنضغاطية بمرحلتين من التطوير المرحلة الأولى كانت في الحرب العالمية الأولى والمرحلة الثانية كانت في الحرب العالمية الثانية. وفيما يلي سوف نتحدث عن هاتين المرحلتين

المرحلة الأولى

أول تطبيق استخدمت فيه البلورات الإنضغاطية هو في جهاز السونار sonar، والذي تم تطويره أثناء الحرب العالمية الأولى في فرنسا في العام 1917 بواسطة العالم Paul Langevin وزملاؤه، حيث كان اول استخدام لبلورات الكهرباء الإنضغاطية هو مجس يعمل الأمواج الفوق صوتية في الغواصات الحربية. يحث تكون المجس من ترانسديوسر transducer مصنوع من بلورة الكوارتز موضوعة بين لوحين معدنيين بعناية فائقة، وكذلك ميكرفون حساس لالتقاط صدى الأمواج الفوق صوتية المرتدة. يعمل هذا المجس عن طريق إصدار أمواج فوق صوتية وقياس زمن ارتدادها عن الأجسام التي اصطدمت بها ومنها يتم حساب المسافة بين الغواصة وهذه الأجسام.

ولقد كان لنجاح السونار في الكشف عن الغواصات المعادية اثر كبير في الاهتمام بظاهرة الكهرباء الإنضغاطية Piezoelectric وتطوير الكثير من الأجهزة التي تعتمد عليها.

المرحلة الثانية

في أثناء الحرب العالمية الثانية قام فريق بحثي مستقل في الولايات المتحدة وروسيا واليابان باكتشاف مواد مصنعة لها خصائص الكهرباء الإنضغاطية. هذه المواد تعرف باسم الفروكهربية ferroelectric وتتميز بقدرة اكبر عدة مرات من البلورات الطبيعية في لتوليد الكهرباء الإنضغاطية. هذه المواد المكتشفة كانت السبب في توجه الكثير من العلماء لإجراء بحوث مكثفة مواد بخصائص مميزة ولتطبيقات معينة ومن هذه المواد bariun titanate و lead zirconate titanate

وهنا لاحظ معي المفارقة في الطريقة الأمريكية في التعامل مع الاكتشافات العلمية والطريقة اليابانية
في الولايات المتحدة حرصت الشركات الداعمة لأبحاث الكهرباء الإنضغاطية على سرية أبحاثهم طمعا في الاستفادة من براءات الاختراعات التي تسجل لهم. وبالفعل توصلوا لاكتشاف مواد ذات خواص كهرباء إنضغاطية أفضل من بلورات الكوارتز ولكن عندما طرحت هذه المواد في السوق الأمريكية لم يكون لها النجاح المتوقع لان تسويق هذه المواد يعتمد على التطبيقات العملية التي تحتاجها. وبدون هذه تطبيقات جديدة لن يكون هناك رواجا لهذه المواد ولهذا كان اثر كبير على تقدم الصناعة المعتمدة على مواد الكهرباء الإنضغاطية.

ولكن في المقابل في اليابان شاركت الشركات الداعمة لأبحاث الكهرباء الإنضغاطية معلوماتها التي توصلت إليها مع المؤسسات الصناعية، فكانت النتيجة تطوير ومتلازم بين اداء المواد الجديدة والتطبيقات الصناعية لها. فتطورت بسرعة منتجات حديثة وجديدة مثل مرشحات خاصة للراديو والتلفزيون piezoceramic filters وأجراس piezo buzzers وترانسديوسر transducers لتطبيقات الكترونية مختلفة، ومولدات شرارة كهربية استخدمت في ولاعات السجائر. هذا بالإضافة إلى مجسات خاصة لشركات السيارات لتنبيه السائق إذا ما اقتربت سيارته من عائق في الطريق ليعد مساره

نلاحظ هنا انه بالرغم من التطور الكبير الذي شهدنه مواد الكهرباء الإنضغاطية في الولايات المتحدة عنها في اليابان إلا إن هذه المواد كانت في الولايات المتحدة تمتلك براءة اختراع في حين في اليابان كانت متاحة مجانا للاستخدام مما كانت النتيجة انطلاق تكنولوجيا كاملة تعتمد على مواد الكهرباء الإنضغاطية وأصبحت منتجاتها في مكان مما عاد بالفائدة العظمى على الدولة التي كانت سياستها مفتوحة أمام الجميع.



المصدر: منتدى عالم الرومانسية



واتمنالكم الفائدة ان شاء الله


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]



توقيع كاتب الموضوع



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]



[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]




عدل سابقا من قبل Admin في الأربعاء 15 يونيو 2011, 2:31 pm عدل 1 مرات
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.inventions-home.110mb.com/
اسلام1234
مفكر ومبدع عربى جديد
مفكر ومبدع عربى جديد


عدد المساهمات : 2
تاريخ التسجيل : 09/07/2009

مُساهمةموضوع: رد: الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي   الخميس 10 فبراير 2011, 6:26 am

يمكن استخدامها فى الطرق لانتاج الكهرباء
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
الرحيل
مفكر ومبدع عربى جديد
مفكر ومبدع عربى جديد


عدد المساهمات : 7
تاريخ التسجيل : 14/06/2011

مُساهمةموضوع: رد: الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي   الثلاثاء 14 يونيو 2011, 10:21 pm

جزاك الله خيرا لتلك المعلومة
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
هاوي العلوم
مفكر ومبدع عربى جديد
مفكر ومبدع عربى جديد


عدد المساهمات : 106
تاريخ التسجيل : 10/07/2011
العمر : 29

مُساهمةموضوع: رد: الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي   الإثنين 01 أغسطس 2011, 12:57 pm

كنت اعلم ان الكوارتز له خاصية الكهروانضغاطية الا ان هده المعلومات الجد رائعة زادتني فهما عن استخداماتها

وهناك سؤال استادي المهندس

أول تطبيق استخدمت فيه البلورات الإنضغاطية هو في
جهاز السونار sonar، والذي تم تطويره أثناء الحرب العالمية الأولى في فرنسا
في العام 1917 بواسطة العالم Paul Langevin وزملاؤه، حيث كان اول استخدام
لبلورات الكهرباء
الإنضغاطية هو مجس يعمل الأمواج الفوق صوتية في الغواصات الحربية. يحث تكون
المجس من ترانسديوسر transducer مصنوع من بلورة الكوارتز موضوعة بين لوحين
معدنيين بعناية فائقة، وكذلك ميكرفون حساس لالتقاط صدى الأمواج الفوق
صوتية المرتدة. يعمل هذا المجس عن طريق إصدار أمواج فوق صوتية وقياس زمن
ارتدادها عن الأجسام التي اصطدمت بها ومنها يتم حساب المسافة بين الغواصة
وهذه الأجسام.


هل يعني هدا انها تستخدم في صناعة الترانزيستورات الكاشفة و الحساسة ومن ثم استخدامها في دارات ال
sonar وغيره من الاجهزة الرادارية

وتقبل مروري وتحيتي..


أهلا أخ سامى
ربما تستخدم ليه لأ ولكننى لم اعلم الجديد فى ذلك وعندما اتعلم ماهو جديد بالطبع سوف انشرة ليستفيد الجميع
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
عزات
مفكر ومبدع عربى جديد
مفكر ومبدع عربى جديد


عدد المساهمات : 3
تاريخ التسجيل : 07/01/2013
الموقع : الاردن

مُساهمةموضوع: رد: الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي   الإثنين 07 يناير 2013, 7:55 am

سيدي انت رائع لك جزيل الشكر والتقدير

cheers
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
 
الكهرباء الإنضغاطية - الضغط الكهربائي
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
بيت الإختراعات والإبداع :: تعليم اساسى للمبتكرين والمفكرين ومن فى طريقهم لهذا الهدف :: هندسة الكهرباء والإلكترونيات بشكل عام-
انتقل الى: