المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 اره‌هاي پلاسمايي - بخش دوم (زنگ تفريح شماره‌ي 63)
اره‌هاي پلاسمايي - بخش دوم (زنگ تفريح شماره‌ي 63)زنگ تفريح فيزيك
ساختار داخلي
اره‌هاي پلاسمايي - بخش دوم




چكيده
اهداف آموزشي
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي – دانش
    - «دانش امور جزوي» > «دانش اصطلاح‌ها»
    - «دانش امور كلي»> «دانش اصل‌ها و تعميم‌ها» 
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي شناختي - توانايي‌ها و مهارت‌هاي ذهني
    
- «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير»
    - «فهميدن» > «ترجمه» > «كاربستن»
  اهداف آموزشي در حوزه‌ي عاطفي
    - «دريافت كردن (توجه)» > «آگاهي»
  نتايج مورد نظر 
    - آشنايي با اره‌هاي پلاسمايي 
    - تعريف «پلاسما»
    - كاربردهاي اره‌هاي پلاسمايي
    - پلاسما در صنعت
 محتواي آموزشي
    - پلاسماي طبيعي 
    - پلاسماي صنعتي 

پلاسما چيست؟
 

گازي را تا دماي بالا هدايت كنيد، شما پلاسما در اختيار داريد. انرژي مولكول‌ها و اتم‌‌هاي گازي شروع به تجزيه مي‌كنند. اتم‌هاي معمولي پروتون و نوترون در هسته را از ابر الكتروني در اطراف آن جدا مي‌كند. در پلاسما الكترو‌ن‌ها از هسته جدا مي‌شوند. وقتي انرژي گرمايي افزايش مي‌يابد الكترون‌ها از اتم جدا مي‌شوند. الكترون‌ها بار منفي دارند، و از هسته‌هاي با بار مثبت جدا مي‌شود. اين هسته‌هاي بار مثبت را يون مي‌ناميم.

وقتي الكترون‌هاي سريع با ديگر الكترون‌ها و يون‌ها برخورد مي‌كند‌، مقدار انرژي زياد مي‌شود. اين انرژي چيزي است كه پلاسما در حالت واحد و با قدرت برش زياد دارد.

  پلاسماي طبيعي

99 درصد ماده در عالم پلاسمايي است. در زمين چنين نيست زيرا دما آن‌قدر بالا نيست ؛ ولي درجرمي مانند خورشيد از پلاسما تشكيل مي‌شود. بر روي زمين پلاسما را در رعد و برق مي‌توان ديد.

 

اره‌هاي پلاسمايي تنها ابرازي نيستند كه توان پلاسما را داسته باشند. علامت‌هاي نئوني، لامپ هاي فلورئورسانت و صفحه‌نمايش‌هاي پلاسمايي تقريبا همگي كار مشابهي انجام مي‌دهند. اين ابزار از پلاسماي سرد استفاده مي‌كنند. ازجايي كه اين نوع پلاسما را نمي توان براي برش فلزات به‌كار برد، كاربردهاي بسيار وسيعي دارد.





داخل يك اره ي پلاسمايي

اره‌هاي پلاسمايي در هر شكل و اندازه اي توليد شده‌اند. اره هاي پلاسمايي غول‌پيكري وجود دارند كه با استفاده از بازوهاي روبوتيك براي برش‌هاي دقيق مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همچنين واحدهاي فشرده‌اي وجود دارد كه شما آن را در هر فروشگاه لوازم صنعتي كارگاهي نيز پيدا مي‌كنيد. علي‌رغم اندازه همه‌ي اره‌هاي پلاسمايي از يك سري اصول تبعيت مي كنند و همگي تقريبا به يك شكل توليد مي‌شوند.

تصوير1- كانال نارنجي رنگ كه باعث
خروج قوي پلاسما مي‌شود.

اره‌هاي پلاسمايي با فرستادن گاز فشرده كار مي‌كنند. مانند نيتروژن،‌اكسيژن و آرگون كه از يك كانال كوچك مي‌گذرد. در مركز اين كانال الكترودهاي بار منفي وجود دارد. وقتي كليد الكترود منفي را روشن مي‌كنيد و نوك افشانه به فلزي برخورد مي‌كند، اين تماس يك مدار ايجاد مي‌كند. جرقه قوي بين الكترود و فلز زده مي‌شود. در اين حين كه گاز از كانال عبور مي‌كند،‌جرقه گاز را گرم كرده و حالت چهارم ماده به‌وجود مي‌آيد. اين كنش بخار مستقيم پلاسمايي توليد مي‌كند كه تقريبا 30000 فارنهايت (16649 سانتي‌گراد) بوده و با سرعتي حدود 6096 متربر ثانيه حركت مي‌كند. بنابراين فلز ذوب مي‌شود.

خود پلاسما جريان الكتريكي را منتقل مي‌كند. چرخه ‌ي توليد قوس تا زماني كه توان دستگاه، الكترود و پلاسما را در تماس با فلز نگه‌دارد، فلز بريده مي شود. براي اطمينان از اين تماس اره و نوك اره در دومين سري كانال از اكسيداسيون و عوامل غيرقابل پيش‌بيني در پلاسما محافظت كرد. اين كانال‌ها از گاز محافظ در اطراف اره، شار ثابتي را آزاد مي‌كند. فشار اين شار گاز به طور مؤثري شعاع نوفه‌ي پلاسمايي را كنترل مي‌كند.

پلاسما در صنعت

اره‌هاي پلاسمايي هم‌اكنون جايگاه ثابتي در صنعت دارند. آن‌ها در فروشگاه هاي نمايندگي‌‌هاي معتبر درست مانند خودروسازي سفارش داده مي‌شوند و قالب‌ها و شاسي‌ها توليد مي‌شوند. كارخانه‌ها از اين اره‌ها ي پلاسمايي در ابعاد گسترده براي برش ورقه‌هاي فلزي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. قفل ساز‌ها از اين ابزار براي تراشيدن ضامن و طاق براي باز كردن قفل‌هايي كه باز نمي‌شوند استفاده مي‌كنند.


تصوير2- در برش CNC (كنترل عددي رايانه‌اي) شما هر شكلي را كه
 مي‌خواهيد در رايانه طراحي مي‌كنيد و به‌طور خودكار دستگاه بدون دخالت
دست برش را انجام مي دهد.
  



هنر در پلاسما


در گذشته اره‌هاي پلاسمايي بسيار گران بودند و براي كارهاي صنعتي بزرگ فقط از آن‌ها استفاده مي‌شد. در سال‌هاي اخير قيمت‌ها و اندازه‌هاي آن‌ها به طور قابل ملاحظه‌اي كم‌تر و كوچك‌تر شده است، به‌طوريكه براي كارهاي شخصي هم مي‌توان از نمونه‌هاي كوچك آن استفاده كرد. هنرمندان و فلزكاران اره‌هاي دستي را براي توليد و خلق كارهاي خود استفاده مي‌كنند. اين در حالي است كه قبلا قادر به توليد و خلق آثار امروزي نبودند. اين تنها ابزاري است كه هنرمندان را قادر ساخته كه از برش‌هاي اريب در كارشان استفاده كنند. و حفره‌هاي دقيق و برش‌هايي كه مي‌خواهند به‌وجود آورند.

اين اره‌ها يكي از جالب ترين و قدرتمندترين ابزارهايي هستند كه در قرن بيستم توليد و استفاه شدند. با استفاده از اصول پايه‌ي فيزيك حالت چهارم ماده در كنترل ما در مي‌آيد و نتايج خارق العاده‌اي در بر خواهد داشت. شايد در آينده‌اي نزديك بايد منتظر توليد ابزارهاي كاربردي جالب‌تري از حالت چهارم ماده يعني پلاسما باشيم.

1386/12/9لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  2403
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  2403