تيليدلتوس

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

ورق تيليدلتوس هو ورق موصل للكهرباء . يتكون من طبقة من الكربون على أحد وجهي الورقة ، مما ينتج عنه وجه أسود وآخر أبيض. طورت شركة ويسترن يونيون ورق تيليدلتوس في أواخر الأربعينيات (بعد عدة عقود من استخدامه بالفعل في النمذجة الرياضية) لاستخدامه في أجهزة الفاكس وأجهزة تسجيل البيانات التي تعمل بتقنية الطباعة الشرارية . [ 1 ]

تُستخدم ورقة تيليديلتوس في العديد من التطبيقات الهندسية التي تختلف تمامًا عن استخدامها الأصلي في طابعات الشرارة. ويستخدم العديد من هذه التطبيقات هذه الورقة لنمذجة توزيع الجهد الكهربائي والمجالات العددية الأخرى .

يستخدم

توفر شركة Teledeltos صفائح ذات مقاومة كهربائية متساوية الخواص. ونظرًا لانخفاض تكلفتها وسهولة قصها، يمكن استخدامها لصنع مقاومات بأي شكل مطلوب. الطبقة الورقية الخلفية عازلة. تُصنع هذه الأشكال عادةً لتمثيل أو محاكاة أمثلة واقعية لحقول قياسية ثنائية الأبعاد ، مثل المجال الكهربائي، أو غيرها من الحقول التي تتبع قواعد التوزيع الخطي.

تبلغ المقاومة النوعية لـ Teledeltos حوالي 6 كيلو أوم/مربع. [ 2 ] [ i ] وهذا منخفض بما يكفي لاستخدامه مع الفولتيات المنخفضة الآمنة، ولكنه مرتفع بما يكفي للحفاظ على انخفاض التيارات، وتجنب مشاكل مقاومة التلامس .

تُجرى التوصيلات بالورقة عن طريق وضع مناطق من الطلاء الموصل المشبع بالفضة ، ثم توصيل الأسلاك بهذه المناطق، غالبًا باستخدام مشابك زنبركية. [ 2 ] [ 3 ] تتميز كل منطقة مطلية بمقاومة منخفضة كافية (مقارنةً بالكربون) بحيث يُفترض أن جهدها ثابت. عند تطبيق الجهود، يُحاكي تدفق التيار عبر الصفيحة توزيع المجال. يمكن قياس الجهود داخل الصفيحة باستخدام مسبار فولتميتر (مقارنةً بأقطاب كهربائية معلومة)، أو يمكن قياس تدفق التيار. نظرًا لثبات مقاومة الصفيحة، فإن أبسط طريقة لقياس تدفق التيار هي استخدام فولتميتر صغير ثنائي المسبار لقياس فرق الجهد بين المسبارين. وبما أن المسافة بينهما معلومة، وكذلك المقاومة، يمكن تحديد المقاومة بينهما، ومن ثم (باستخدام قانون أوم ) كثافة التيار.

عادةً ما تكون الصفيحة الكبيرة مقارنة بالمنطقة التجريبية كافية لنمذجة مجال لانهائي. [ 3 ]

نمذجة الحقول بالقياس

على الرغم من أن نمذجة المجالات الكهربائية مفيدة بشكل مباشر في بعض المجالات، مثل تصميم الصمامات الحرارية الأيونية ، [ 4 ] فإن الاستخدام العملي الرئيسي لهذه التقنية الأوسع نطاقًا يكمن في نمذجة مجالات كميات أخرى. يمكن تطبيق هذه التقنية على أي مجال يتبع نفس القواعد الخطية لقانون أوم للمقاومة الكهربائية. يشمل ذلك تدفق الحرارة، وبعض البصريات، وبعض جوانب الميكانيكا النيوتونية. لا تُطبَّق هذه التقنية عادةً على ديناميكا الموائع، نظرًا لتأثيرات اللزوجة والانضغاطية، أو على البصريات عالية الكثافة حيث تظهر التأثيرات غير الخطية . قد تكون قابلة للتطبيق على بعض المسائل الميكانيكية التي تتضمن مواد متجانسة ومتساوية الخواص مثل المعادن، ولكن ليس على المواد المركبة.

قبل استخدام برنامج Teledeltos، استُخدمت تقنية مشابهة لنمذجة تدفقات الغاز، حيث استُخدمت صينية ضحلة من محلول كبريتات النحاس كوسيط، مع أقطاب نحاسية على كل جانب. وكان من الممكن تشكيل الحواجز داخل النموذج من الشمع. ولأنه سائل، كانت هذه الطريقة أقل ملاءمة. يصف ستانلي هوكر استخدامها قبل الحرب، مع أنه يشير أيضًا إلى إمكانية نمذجة تأثيرات الانضغاط بهذه الطريقة، عن طريق تشكيل قاعدة الخزان لإضافة عمق إضافي وبالتالي زيادة التوصيلية محليًا. [ 5 ]

يُعدّ نمذجة الحرارة من أهم تطبيقات هذه التقنية. فالجهد الكهربائي يُشابه درجة الحرارة، وتدفق التيار يُشابه تدفق الحرارة . إذا طُليت حدود نموذج المشتت الحراري بطلاء موصل لتشكيل قطبين كهربائيين منفصلين، يُمكن تثبيت جهد كهربائي على كل منهما لتمثيل درجة حرارة مصدر حراري داخلي (مثل شريحة معالج دقيق) ودرجة حرارة المحيط الخارجي. تُمثل الجهود الكهربائية داخل المشتت الحراري درجات الحرارة الداخلية، بينما تُمثل تدفقات التيار تدفق الحرارة. في كثير من الحالات، يُمكن نمذجة المصدر الحراري الداخلي بمصدر تيار ثابت ، بدلاً من الجهد الكهربائي، مما يُعطي تشبيهًا أفضل لفقدان الطاقة على شكل حرارة، بدلاً من افتراض درجة حرارة ثابتة. إذا كان تدفق الهواء الخارجي محدودًا، يُمكن تقسيم القطب الكهربائي "المحيطي" وتوصيل كل قسم بمصدر جهد مشترك عبر مقاوم أو مُحدد تيار، مما يُمثل السعة النسبية أو القصوى لتدفق الحرارة في ذلك التيار الهوائي.

بما أن المشتتات الحرارية تُصنع عادةً من مقاطع ألومنيوم مبثوقة ، فإن استخدام الورق ثنائي الأبعاد لا يُشكل عادةً عائقًا كبيرًا. في بعض الحالات، مثل مكابس محركات الاحتراق الداخلي، قد يكون من الضروري استخدام نمذجة ثلاثية الأبعاد. وقد تم ذلك، بطريقة مشابهة لورق تيليدلتوس، باستخدام خزانات حجمية من إلكتروليت موصل. [ 6 ]

تُعد تقنية النمذجة الحرارية هذه مفيدة في العديد من فروع الهندسة الميكانيكية مثل تصميم المشتتات الحرارية أو المشعات وصب القوالب . [ 7 ]

أدى تطور النمذجة الحاسوبية وتحليل العناصر المحدودة إلى تقليل استخدام جهاز تيليدلتوس، حتى باتت هذه التقنية غير معروفة على نطاق واسع، ويصعب الحصول على موادها. [ 2 ] ومع ذلك، لا يزال استخدامها ذا قيمة كبيرة في التدريس، إذ توفر هذه التقنية طريقة واضحة لقياس المجالات، وتقدم تغذية راجعة فورية عند تغيير شكل الإعداد التجريبي، مما يشجع على فهم أعمق وأكثر شمولية. [ 3 ] [ 4 ]

أجهزة الاستشعار

يمكن أيضًا استخدام Teledeltos لصنع أجهزة الاستشعار ، إما بشكل مباشر كعنصر مقاوم مدمج أو بشكل غير مباشر، كجزء من عملية تصميمها.

أجهزة استشعار مقاومة

تشكل قطعة من مادة تيليديلتوس ذات أقطاب موصلة في كل طرف مقاومة بسيطة . [ 4 ] وتكون مقاومتها حساسة قليلاً للإجهاد الميكانيكي المطبق عن طريق الانحناء أو الضغط، [ 8 ] لكن الركيزة الورقية ليست متينة بما يكفي لصنع مستشعر موثوق به للاستخدام طويل الأمد.

يُعدّ مقياس الجهد أحد أكثر أنواع المستشعرات المقاومة شيوعًا . وهو عبارة عن مقاوم طويل ورفيع، يُطبّق عليه جهد كهربائي، وقد يُمرّر عليه مسبار موصل على سطحه. ويعتمد الجهد عند المسبار على موضعه بين طرفي التلامس. ويمكن استخدام هذا النوع من المستشعرات كلوحة مفاتيح لآلة موسيقية إلكترونية بسيطة مثل آلة التانيرين أو الستايلوفون .

يستخدم مستشعر خطي مماثل شريطين من مادة تيليديلتوس، موضوعين وجهاً لوجه. يؤدي الضغط على ظهر أحدهما (يكفي ضغط الإصبع) إلى ضغط السطحين الموصلين معاً لتشكيل نقطة تلامس ذات مقاومة أقل. يمكن استخدام هذا المستشعر بطريقة مشابهة للمسبار الموصل، ولكن دون الحاجة إلى المسبار الخاص. يمكن استخدام هذا المستشعر كعرض توضيحي في الفصل الدراسي لآلة موسيقية إلكترونية أخرى، مزودة بلوحة مفاتيح شريطية ، مثل مونوترون . في حال استخدام أقطاب كهربائية متقاطعة على كل قطعة من تيليديلتوس، يمكن عرض لوحة لمس مقاومة ثنائية الأبعاد .

مستشعرات سعوية

على الرغم من أن برنامج Teledeltos لا يُستخدم في تصنيع أجهزة الاستشعار السعوية، إلا أن قدراته في نمذجة المجال تسمح باستخدامه لتحديد سعة الأقطاب الكهربائية ذات الأشكال العشوائية أثناء تصميم المستشعر. [ 2 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ لاحظ أن وحدات المقاومة النوعية للصفيحة ثنائية الأبعاد هي أوم / مربع (Ω/◻{\displaystyle \Omega /\Box }), وليس مقياس الأوم (Ω⋅m) الذي سيتم استخدامه لقياس مقاومة المقاومة الكبيرة.

مراجع

  1. ↑ غروسفينور هوتشكيس، ورق تسجيل حساس كهربائياً لأجهزة التلغراف الفاكسيميلي وأجهزة الرسم البياني مؤرشف في 2022-07-31 في Wayback Machine ، مراجعة ويسترن يونيون التقنية، المجلد 3، العدد 1 (يناير 1949)؛ الصفحة 6.
  2. 1 2 3 4 لاري ك. باكستر (1996). "حلول تحليلية" . أجهزة الاستشعار السعوية: التصميم والتطبيقات . جون وايلي وأولاده. ص  25. ISBN 078035351X.
  3. 1 2 3 "رسم المجال باستخدام ورق Teledeltos" (ملف PDF) . قسم الهندسة الإلكترونية والفيزياء التطبيقية، جامعة أستون. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 18 يوليو 2004.
  4. 1 2 3 بوب بيس (30 مايو 1994). "ما كل هذه الأشياء المتعلقة بـ Teledeltos على أي حال؟" .
  5. ↑ هوكر، ستانلي (2002). ليس مهندسًا بارعًا. سيرة ذاتية . شروزبري: دار نشر إيرلايف. الصفحات 9-10 . ISBN  1-85310-285-7.
  6. ↑ تشامبرلين، آر إتش (1963-1964). "محرك نابيير ديلتيك ديزل في قاطرات الخطوط الرئيسية" . وقائع معهد المهندسين الميكانيكيين . 178 (3): 66.
  7. ↑ جون ل. جورستاد (سبتمبر 2006). "تقنية الألومنيوم المستقبلية في صب القوالب" (ملف PDF) . هندسة صب القوالب : 19. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 14 يونيو 2011.
  8. ↑ تشنغ، كليمنت؛ أوه، هيونجو؛ ديفندورف، لورا؛ دو، إيلين يي-لوين (18 يونيو 2019). "استشعار فن الكيريغامي" . وقائع مؤتمر تصميم الأنظمة التفاعلية لعام 2019. DIS '19. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 921-934 . doi : 10.1145/3322276.3323689 . ISBN  978-1-4503-5850-7.

للمزيد من القراءة