مهندسی برق

هدف عمده از طراحی و ساخت این دستگاه، استفاده در زمینه‏های آموزشی و تحقیقاتی و نمایش عملی قوانین فیزیک الکترومغناطیس و صوت بوده است. این دستگاه توانایی دریافت و تولید امواج الکترومغناطیسی و صوتی(در حالت عادی برای باند فرکانس شنوایی انسان) را دارد. همچنین امکان مجسم‏سازی و قابل لمس کردن قوانین اولیه الکترومغناطیس، مانند قانون فارادی، قانون لنز، خودالقایی و ... را دارد. یکی از اغراض و اهداف اصلی طراحی و ساخت این دستگاه فراهم آوردن مجموعه امکاناتی بوده که آزمایش و تحقیق و مشاهده قوانین اولیه الکترومغناطیس و فیزیک صوت و …. را به صورت عینی ممکن می‏ساخت که معمولاً امکان مشاهده طرز رفتار دستگاههای یاد شده برای تحقیق در این قوانین در آزمایشگاهها و مراکز تحقیقاتی وجود ندارد و معمولاً فقط عکس‏العمل و نتیجه نهایی کار آزمایش قابل مشاهده است. در این دستگاه سعی شده‏ است که اتفاقات حین آزمایش نیز قابل مشاهده گردند. چون اتفاقات و آزمایشها در این قوانین معمولاً دارای پریودها و زمانهای خیلی کوتاه می‏باشند، سعی شده است به نحوی با تغییر این پریودها در یک مرحله و ایجاد شکل واقعی یک پدیده یا قانون در مرحله‏ای دیگر، یک بار شبیه‏سازی و بار دیگر اصل یک قانون یا پدیده اجراء شود. با تغییر مختصری در برخی قطعات اساسی، این دستگاه قابلیتهای فراوانی در زمینه امواج اولتراسوند(فراصوت)، لرزه‏نگاری، تشریح طرز کار ابزارهایی مانند بلندگو، میکروفون، رادار و سونار را خواهد داشت و علاوه بر اینها در صنایع و زمینه‏های مختلف کاربردهای بسیاری دارد. از کاربردهای این دستگاه در زمینة فیزیک صوت، تولید امواج مکانیکی یعنی امواج عرضی و طولی با دامنه و فرکانس دلخواه تقریبی در محیطهای مختلف، بررسی پدیدة تشدید و شبیه‏سازی پدیده دوپلر می باشد. کل دستگاه از یک بوبین و یک میدان مغناطیسی ثابت و یک دیافراگم متصل به آن و صفحه تنظیم‏کنندة فرکانس تشدید و مدارهای تولید نوسانات الکتریکی(اسیلاتور) و مدار تقویت کننده(آمپلی‏فایر) تشکیل شده است.اصلی‏ترین نقطة دستگاه یک سلف می باشد. این بوبین داخل یک میدان مغناطیسی ثابت قرار دارد. این سلف به صفحه قابل ارتعاشی که به 9 عدد فنر وصل شده، متصل گردیده است. یک طرف فنرها به اطراف صفحه مرتعش(یک قرص پلاستیکی که سلف در وسط آن قرار دارد) متصل است. طرف دیگر آنها نیز به تعداد 9 عدد میله متصل شده است. میله‏ها می‏توانند در روی صفحه‏ای فرضی که از مرکز سلف و محل قرار گرفتن میله می‏گذرد و بر صفحه دستگاه عمود است، حرکت چرخشی در حدود 30 درجه داشته باشد. امکان این چرخش با لولا کردن میله‏ها در داخل پایه هر میله میسر شده است. پایه‏ها به تعداد 9 عدد روی صفحه اصلی دستگاه پیچ شده‏اند و هر کدام شیاری دارند که امتداد شیار به سمت مرکز سلف بوده و میله در داخل آن شیار لولا شده است. پایه‏ها در محیط یک دایره به قطر 16 سانتی‏متر و شیارهای آنها به سمت مرکز سلف روی صفحه اصلی دستگاه بسته شده‏اند. ساختمان فوق بر روی یک جعبه چوبی نصب شده و امکانات دیگر شامل اسیلاتور و آمپلی‏فایر و منبع تغذیه و سویچهای کنترل در داخل و روی این جعبه تعبیه شده‏اند. صفحه اصلی روی دستگاه حدود 20 درجه دامنه چرخش در حول محور عمود بر صفحه اصلی دستگاه و در مرکز سلف دارد و امکان سفت و شل کردن فنرهای تنظیم و در نتیجه تغییر فرکانس ارتعاش و فرکانس تشدید دیافراگم را می‏دهد. در این دستگاه تغییر کشش فنرها، فرکانس تشدید دیافراگم را با یک موج مکانیکی تغییر می‏دهد که این تغییر فرکانس تقریباً در باند فرکانس شنوایی انسان قرار دارد. برای ایجاد ماورای صوت، به جای دیافراگم، از یک قطعه دیگر استفاده می‏شود که فرکانس ارتعاش آن بالاتر از دیافراگم می‏باشد. دیافراگم و سلف فعلی دستگاه برای موارد عادی و تشریح قوانین طراحی شده است و برای موارد خاص مانند ماورای صوت، سلف و دیافراگم خاصی نیاز است.

ابعاد دستگاه  25*13*35  cm 3

برگرفته از: شرکت تعاونی تحقیقاتی هادی پژوه