Spectrul electromagnetic

Trăim într-un univers îmbibat cu radiaţii electromagnetice. În presă apar adesea articole alarmiste despre efectul radiaţiilor din diferite game. Ce sunt aceste radiaţii şi cât sunt ele de periculoase? Ne putem feri de ele? Sunt ele dăunătoare prin simpla prezenţă?

Spectrul electromagnetic reprezintă totalitatea radiaţiilor electromagnetice existente în univers. Aceste radiaţii au frecvenţe cuprinse între aproximativ 1023 herți şi 0 herți. Nu există totuşi o delimitare teoretică exactă a acestui spectru, întrucât practic lungimea de undă poate avea orice valoare, valoarea maximă fiind dimensiunea universului. În funcţie de utilitatea radiaţiei electromagnetice, spectrul electromagnetic este împărțit în mai multe regiuni, dintre care de importanţă deosebită pentru noi este regiunea spectrului vizibil (între 400 şi 700 nanometri), adică acele frecvenţe ale spectrului care pot fi interpretate de către ochi. Nu există graniţe precise între aceste regiuni, prin urmare delimitările prezente mai jos numai aproximative şi sunt stabilite în scop didactic, dar şi operaţional, pentru a crea o idee clară despre dimensiunile acestor zone alespectrului electromagnetic.

Reprezentare grafică a modului de transmitere în spaţiu a undelor electromagnetice

Undele electromagnetice călătoresc în spaţiu în modul descris grafic mai sus. Cei doi vectori reprezentaţi cu roşu şi albastru reprezintă vectorul electric, respectiv vectorul magnetic, care sunt perpendiculari unul pe celălalt, iar ambii sunt perpendiculari pe direcţia de deplasare a undelor. Este de reţinut că nimeni nu a văzut vreodată unde electromagnetice în forma de mai sus; reprezentarea lor grafică se bazează pe imaginaţia omului care încearcă să-şi facă inteligibilă natura, chiar şi atunci când simţurile îi sunt insuficiente.

REGIUNILE SPECTRULUI ELECTROMAGNETIC
Undele radio: lungime de undă între 10 cm şi 10 km. Sunt folosite în transmisiile radio ori de către radarele civile şi militare.
Microundele: lungime de undă între 1 mm şi 1 m. Sunt folosite, de pildă, de cuptoarele cu microunde.
Infraroşii: lungime de undă între 0.7 şi 300 µm. În această gamă intră radiaţia corpului uman. Prin captarea acestei radiaţii de către dispozitive speciale este posibilă detectarea prezenţei organismelor vii chiar şi în condiţii de vizibilitate zero.
Spectrul vizibil: lungime de undă între 400 nm (violet) şi 700 nm (roşu). (Cât de mare este un nanometru? 1 mm = 1.000.000 nm; ori, altfel spus, dacă împărțim un milimetru într-un milion de segmente egale, un nanometru este dimensiunea unuia dintre cele un milion de părţi.)

Modul în care lumina albă este transformată, la trecerea printr-o prismă, în culorile fundamentale.

Culorile fundamentale se găsesc între următoarele valori de frecvenţă:
Roşu: 610 - 700 nm
Portocaliu: 590 - 610 nm
Galben: 570 - 590 nm
Verde: 500 - 570 nm
Albastru: 450 - 500 nm
Indigo: 430 - 450 nm
Violet: 400 - 430 nm
Ultraviolet: lungime de undă între 3 şi 400 nm. Folosite ca germicid (substanţe folosite pentru distrugerea germenilor) ori pentru bronzarea artificială
Raze X: folosite pentru radiografii medicale şi industriale
Raze gama: folosite în tratarea cancerului


OCHIUL UMAN ŞI SPECTRUL VIZIBIL
Se întâmplă, rezultat al evoluţiei, ca ochiul omenesc să fie calibrat pentru captarea undelor electromagnetice din spectrul vizibil. Celule specializate din globul ocular sunt sensibile la diferitele frecvenţe ale spectrului vizibil, creierului transformând apoi radiaţia electromagnetică în senzaţii vizuale, în culori. Faptul că vedem lucrurile din jurul nostru se datorează interacţiunii dintre fotoni (purtătorii luminii) şi mediu, precum şi faptului că lucrurile au capacitatea de a absorbi şi reflecta diferite frecvenţe din spectrul vizibil. Un măr roşu reflectă radiaţia cu frecvenţe între 610 şi 700 nm, absorbind celelalte frecvenţe. Cum lesne se poate înţelege, lucrurile nu au culoare în sine, ci doar felul de construcţie al ochiului uman şi specificitatea interacţiunii dintre materie şi lumină face ca noi să spunem că un obiect are o culoare sau alta.

INVIZIBILITATEA
În principiu, un lucru devine invizibil în două situaţii, când nu reflectă lumina ori când lumina reflectată nu ajunge la ochi. Un geam complet transparent are un indice extrem de mic de reflexie a luminii; astfel, cu greu determinăm prezenţa acestuia. În laborator s-a reuşit în mare măsură "invizibilitatea" unui obiect prin curbarea radiaţiilor reflectate.
Aceleaşi principii sunt folosite şi de celebrele avioane de luptă americane tip "Stealth". Acestea devin greu detectabile ori nedetectabile de către radarele militare, întrucât vopseaua folosită are un indice ridicat de absorbţie a undelor electromagnetice; pe de altă parte, construcţia specială a avionului oferă suprafeţe de reflexie foarte mici, în aşa fel încât undele reflectate către radar sunt neconcludente.





ENERGIA UNDELOR ELECTROMAGNETICE ŞI FOTONII
Conform fizicii cuantice, undele electromagnetice sunt transmise discretizat, în particule de energie numite fotoni (împotriva opiniei comune, fotonii nu sunt doar vehicule ale luminii, ci, în general, ale radiaţiei electromagnetice). Există o legătură directă între cantitatea de energie pe care o deţine un foton şi frecvenţa undei electromagnetice; cu cât este mai mare frecvenţa, cu atât este mai mare cantitatea de energie.
Formula de calcul pentru energia undelor este foarte simplă: E = h f , adică energia unui foton este rezultatul înmulţirii dintre frecvenţa undei şi constanta lui Planck, h. H are valoarea 6.626 x 10-34 J s.


SCUTUL ANTI-ELECTROMAGNETIC AL PĂMÂNTULUI
Cea mai mare parte a undelor electromagnetice nu pot atinge pământul. Atmosfera terestră reprezintă un adevărat scut împotriva radiaţiilor cosmice. Desigur, după cum se ştie, o parte a acestora ca, de pildă, frecvenţele radio, radiaţiile din spectrul vizibil ori parte din undele ultraviolete traversează atmosfera. Astronomii, pentru a putea capta unde din altă gamă trebuie să-şi posteze instrumentele la altitudini care să le permită acest lucru; prin urmare, folosesc baloane urcate la peste 35 km, avioane ori sateliţi.


SUNT UNDELE ELECTROMAGNETICE PERICULOASE PENTRU OM?
Depinde. Deşi de multe ori ştirile de pe canalele mass-media sunt alarmiste şi invocă fără nuanţe radiaţiile ca fiind nocive, nici vorbă de aşa ceva. Vieţuim într-o "supă" de unde electromagnetice de toate frecvenţele, atât radiaţie creată de om, cât şi radiaţie cosmică. Nu uitaţi că şi lumina soarelui este, în fapt, radiaţie electromagnetică. Undele electromagnetice sunt inofensive, dăunătoare - în anumite condiţii - ori benefice (fiind folosite în medicină). Contează cantitatea de energie a undelor electromagnetice, timpul de expunere etc. Pentru uz practic, valori limită ale energiei undelor electromagnetice sunt inutile, căci nu avem organ pentru detecţia acestora. Expunerea necontrolată la radiaţii, cum sunt de pildă cele produse de radare, pot fi dăunătoare. Efectele expunerii la radiaţiile telefoanelor mobile sunt, deocamdată, neclare.
Sursa : scientia.ro

Incarcator pentru acumulator cu plumb pe baza de DC/DC convertor

Bună ziua, vreau să vă prezint încarcătorul meu făcut recent. Este un încărcător pe bază de DC/DC convertor pe care l-am achiziționat din China de pe Aliexpress. Ideea este foarte simplă, are la bază un transformator 220/17 V curent alternativ, o punte de redresare de 10 A, un convertor DC/DC care se reglază, o diodă pentru a proteja bateria împotriva descărcării atunci cînd dispare sursa de alimentare, un voltmetru-amperimetru electronic de asemenea comandat din China.

Manuale pentru electricieni

Vin cu citeva manuale pentru electricieni


SISTEME DE REGLARE SI AUTOMATIZARE A PROCESELOR DIN INDUSTRIA CHIMICA

Cum se citesc schemele instalatiilor electrice

Echipamente Electrice II

Citeva carti pentru electricieni

La cererea unor elevi de ai mei am hotărît să încarc nişte cărţi

Tehnologia lucrarilor electrotehnice2 Descarca
Studiul materialelor  Descarca
Tehnologia lucrarilor electrotehnice1 Descarca
Electrotehnica Descarca
Tehnologia lucrarilor electrotehnice3 Descarca

De asemenea puteti sa vizitati acest site http://mega-watt.ucoz.com aici o sa gasiti literatura tehnica

Alegerea conductoarelor după curent şi putere

În tabelele de mai jos sunt date secţiunile conductoarelor conform puterii şi curentului.

Conductoare din cupru.

Secţiunea conductorului, mm^2	Cabluri din cupru
	Tensiunea, 220V		Tensiunea, 380V
	curentul,A	puterea, kW	curentul, A	puterea, kW
1,5	19	4,1	16	10,5
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	46	10,1	40	26,4
10	70	15,4	50	33,0
16	85	18,7	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	135	29,7	115	75,9
50	175	38,5	145	95,7
70	215	47,3	180	118,8
95	260	57,2	220	145,2
120	300	66,0	260	171,6

Conductoare din aluminiu

Secţiunea conductorului, mm^2	Conductoare din aluminiu
	Tensiunea, 220V		Tensiunea, 380V
	curentul,A	puterea, kW	curentul, A	puterea, kW
2,5	20	4,4	19	12,5
4	28	6,1	23	15,1
6	36	7,9	30	19,8
10	50	11,0	39	25,7
16	60	13,2	55	36,3
25	85	18,7	70	46,2
35	100	22,0	85	56,1
50	135	29,7	110	72,6
70	165	36,3	140	92,4
95	200	44,0	170	112,2
120	230	50,6	200	132,0

Lampa luminiscentă

În 1909, chimistul şi inventatorul francez Georges Claude crea primul tub fluorescent. Astăzi aceste dispozitive sunt omniprezente şi totuşi principiul lor de funcţionare este o enigmă pentru cei mai mulţi dintre noi. Aflaţi în continuare ce se întâmplă în interiorul unei lămpi fluorescente.

Cum emit atomii lumină?
Pentru a înţelege pe deplin modul de funcţionare a lămpilor fluorescente e nevoie de o scurtă introducere în natura luminii. În articolul despre spectrul electromagnetic se menţionează că lumina este o formă de radiaţie electromagnetică. Adică fotoni, cuante de energie care în anumite condiţii sunt eliberate de atomii constituenţi ai diferitelor substanţe întâlnite în natură.

Când se întâmplă acest lucru?
Unul din modelele atomice moderne, puţin simplificat pentru uşurinţa înţelegerii, dar în acord cu realitatea, ne prezintă atomul ca fiind format dintr-un nucleu (încărcat pozitiv şi alcătuit din protoni (sarcina pozitivă) şi neutroni) în jurul căruia orbitează sarcinile negative, electronii. Creşterea sau scăderea nivelului energetic al unui atom corespunde saltului electronilor între orbitele permise de elementul chimic în cauză (diferite de la o substanţă la alta). Când transferăm energie unei material, de exemplu încălzindu-l, electronii atomilor constituenţi înmagazinează energie "sărind" pe nivele orbitale superioare, schimbându-şi astfel zona de mişcare în jurul nucleului. Cum atomii tind să revină la o stare naturală de echilibru, acei electroni excitaţi îşi menţin noile poziţii pentru foarte puţin timp, iar în momentul revenirii la starea iniţială eliberează o anumită cantitate de energie sub forma unui foton cu o anumită lungime de undă. Această lungime de undă, care dă culoarea luminii emise, depinde de cantitatea de energie eliberată, deci de însăşi anatomia materialului excitat (încălzit sau bombardat cu altă formă de radiaţie electromagnetică).

Fluorescenţa
Dicţionarele limbii române definesc fluorescenţa ca fiind proprietatea unor substanţe de a emite lumină vizibilă atâta vreme cât sunt bombardate cu radiaţii ultraviolete. Este vorba deci de următorul fenomen care are loc în anumite materiale: absorbţia de fotoni caracteristici radiaţiei ultraviolete, urmată, în consecinţă, de eliberarea altor fotoni, cu o lungime de undă mai mare, din spectrul vizibil, diferenţa de energie transformându-se în vibraţii moleculare sau căldură. Fenomenul a fost denumit după fluorura de calciu - un mineral, compus chimic al fluorului, întâlnit în natură şi care manifestă proprietăţile descrise anterior.

Cum funcţionează lămpile fluorescente?
La alimentarea lămpii cu energie electrică, calea cu cea mai mică rezistenţă este prin circuitul care are în componenţă starterul (în timpul funcţionării normale curentul electric trece prin amestecul de gaze din interiorul tubului, după cum se va vedea ulterior). Curentul electric străbate cei doi electrozi ai lămpii, încălzindu-i, ceea ce duce la eliberarea de electroni în interiorul tubului, deci, în consecinţă, la ionizarea argonului. Starterul este la rându-i un mic tub care funcţionează tot pe principiul descărcării electrice într-un amestec de gaz ionizat, neon de cele mai multe ori. Când curentul electric alimentează iniţial circuitul de bypass (să convenim să numim astfel circuitul cu starter), se generează un arc electric între cei doi electrozi ai starterului, realizându-se conexiunea, iar starterul se aprinde. Unul din cei doi electrozi ai starterului este un bimetal care se îndoaie la căldură. Starterul aprins generează pe lângă lumină şi căldură, astfel că electrodul bimetalic se îndoaie şi realizează contactul cu celălalt electrod al starterului. Dispare astfel arcul electric, gazul din interior nu mai este ionizat, şi starterul se stinge, iar bimetalul nu mai primeşte cantitatea de căldură necesară şi revine la forma iniţială, deschizând circuitul.

În tot acest timp filamentele lămpii au ionizat gazul din interiorul tubului, dând naştere unui mediu conductiv din punct de vedere electric. Tubul mai are nevoie de o tensiune iniţială pentru a se stabili un arc electric, iar aceasta este generată de balast. Când curentul electric străbate circuitul de bypass, balastul, în principiu o bobină, generează un câmp magnetic care este menţinut de alimentarea cu energie electrică. La deschiderea starterului, pentru o scurtă perioadă de timp balastul nu mai este alimentat, se schimbă brusc intensitatea câmpului magnetic al bobinei, ceea ce duce la apariţia unui vârf de tensiune de 1000-2000 de volţi, suficient pentru a stabili descărcarea în amestecul de argon şi vapori de mercur la presiune joasă.

Ce se întâmplă în interiorul lămpii?
Materialul emisiv depus la momentul fabricaţiei pe cei doi electrozi emite electroni, care migrează în interiorul gazului din tub. O parte din mercurul aflat în tub trece în formă gazoasă, iar amestecul gazos de argon şi vapori de mercur este puternic ionizat. Pe măsură ce electronii şi atomii încărcaţi pozitiv se mişcă în interiorul tubului, o parte dintre ei se ciocnesc cu atomii de mercur ai căror electroni sunt trimişi pe nivele superioare de energie. Când aceştia revin la nivelurile normale de energie, este eliberată radiaţie ultravioletă (vaporii de argon şi mercur au o asemenea structură chimică că în marea lor majoritate eliberează fotoni din zona luminii ultraviolete). Intră apoi în rol şi pulberea fluorescentă cu care a fost tratat interiorul lămpii. Radiaţia ultravioletă interacţionează cu materialul respectiv în aşa fel încât energia respectivă este convertită în cea mai mare parte în lumină vizibilă, o mică parte fiind cedată de amestecul luminofor şi sub formă de căldură.
Strămoşii lămpii fluorescente. Iluminarea cu ajutorul descărcării în neon ionizat
Lumina fluorescentă a urmat mai multor sisteme de iluminare care aveau la bază fenomenul de generare a unui arc electric într-un gaz ionizat. Se foloseşte acest sistem, generic cunoscut sub denumirea de neon, în special pentru lămpile decorative. În timp ce în cazul unora dintre aceste lămpi tubulare se foloseşte neonul, altele conţin alte gaze pentru a genera lumină de alte culori decât roşul-portocaliu emis de neon când este parcurs de curent electric.
Alături de neon, un alt gaz nobil , argonul, este cel mai des folosit. Argonul este o sursă de radiaţie ultravioletă, dar produce şi lumină vizibilă de culoare albastră. În combinaţie cu mercurul, aşa cum am descris anterior, argonul generează cantităţi însemnate de radiaţie ultravioletă, folosită pentru a excita pulberile fluorescente depuse în interiorul lămpilor fluorescente care, în schimb, radiază lumină vizibilă. Variate nuanţe de lumină vizibilă pot fi obţinute prin folosirea perşilor luminofori, dar şi prin colorarea sticlei din care sunt făcute tuburile. Deşi sticla lămpilor blochează doar o parte a luminii ultraviolete, cea mai mare parte a radiaţiei nu trece de stratul fluorescent din interiorul tubului, nereprezentând astfel un pericol.
În mod frecvent, o cantitate mică de argon este folosită şi în interiorul lămpilor cu neon, deoarece această combinaţie de neon şi argon generează arc electric la un voltaj mai mic decât neonul pur (are o rezistivitate electrică inferioară). Prin adăugarea acestei cantităţi mici de argon, în jur de 0,01% din total, culoarea luminii produse de lampă nu se modifică în mod semnificativ.

Iată în continuare un tabel cu radiaţia emisă de perşi compuşi gazoşi ionizaţi.

Amestec chimic	Neon	Sodiu Halogen	Sodiu (Presiune scăzută)	Argon	Vapori de argon şi mercur	Vapori de argon şi mercur + fosfor
Lungime de undă a luminii dominante (în nanometri)	~640 nm	~620 nm	~550 nm	~460 nm	~420 nm	Variabil, funcţie de fosforii aleşi

Radiaţia electromagnetică emisă în tuburile cu descărcare (arc electric) în gaz. Comparaţie

Avantaje faţă de becul cu incandescenţă. Concluzii
În concluzie, este de reţinut că principiul de funcţionare a lămpii fluorescente constă în generarea de radiaţie electromagnetică în spectrul vizibil prin excitarea cu radiaţie ultravioletă a unei pulberi fluorescente. Lumina ultravioletă este produsă de o descărcare electrică întreţinută într-un amestec de argon şi vapori de mercur la presiuni scăzute.
O lampă fluorescentă consumă doar un sfert din energia electrică necesară unui bec cu incandescenţă pentru a genera aceeaşi luminozitate şi aceasta în special deoarece în cazul becurilor clasice o mare parte a energiei electrice se pierde sub formă de căldură. Durata medie de funcţionare a unui tub fluorescent este de până la 10 ori mai mare decât cea a unui bec clasic, dar acesta din urmă este în continuare preferate în special în interiorul locuinţelor pentru că emite o lumină mai "caldă", cu nuanţe de galben şi portocaliu. Lămpile fluorescente au devenit însă preponderente în special în mediile industriale şi în clădirile de birouri, acolo unde consumul de energie electrică inferior şi durata medie de funcţionare superioară reprezintă argumente puternice în favoarea folosirii acestora.

Sursă Scientia.ro

Modul de automatizare pentru incarcarea bateriilor auto de 12 V cu plumb cu capacitati intre 50-65Ah

Modulul se intercaleaza intre puntea redresoare cu diode si acumlator si astfel se obtine o incarcarea inteligenta care prelungește viata acumulatoarelor. Montajul este astfel realizat ca sa încarce acumulatorul cu un curent maxim admis (10% din Ah) care la sfirsitul incarcari sa se reducă treptat pina la o valoare minima de mentinere a acumlatorului in stare incarcata.

O particularitate a montajului este ca neconectat la bornele bateriei nu are tensiune la iesire, incarcarea este pornita chiar de bateria conectatata pentru incarcare.Acest lucru are si un dezavantaj in cazul bateriilor foarte descarcate care impiedica pornirea incarcarii,pentru inlaturarea acestui impediment s-a monteaza un buton de pornire cu contactele ND (normal deschis) care actionat citeva secunde permite suntarea tiristorului si astfel se forteaza revenirea acumlatorului descarcat.Dupa ce sa revigorat bateria descarcata montajul intra in functiune LED-ul montat pentru semnalizare se aprinde cu intensitate mare.

REGLAJE: dupa ce sa montat modulul in cutie si s-a făcut legăturile electrice conform schemei semireglabilele P1 si P2 se regleaza la jumatatea cursei dupa care se porneste incarcatorul si se conecteaza la borne o baterie descarcata. LED-ul de incarcare se aprinde atunci trebuie sa reglam cu rezistenta semireglabila P1 curentul maxim de incarcare (trebuie sa fie max. 10% din capacitatea nominala a acumlatorului ex:bateria de 12V65Ah se incarca cu un curent max. de 6,5A).Reglajul la semireglabilul P2 se face numai cind bateria a ajuns la tensiunea de 14 volti si se actioneaza pina cind LED-ul de semnalizare a incarcari se stinge.In acest moment aparatul este gata pentru incarcarea automata a acumlatorului dvs.

ATENTIE!!Transformatorul trebuie sa debiteze in secundar 18 V la 6,5A care este suficient pentru majoritatea acumlatoarelor folosite in autoturisme!

Descarca placajul: Model 1    Model 2