دانلودمقاله خلاقیت و نوآوری

اختصاصی از فی بوو دانلودمقاله خلاقیت و نوآوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانشمندان تعاریف متعددی در مورد خلاقیت بیان کرده اند اما به طور کلی خلاقیت عبارتست از بکارگیری تواناییهای ذهنی, برای ایجاد یک فکر یا مفهوم جدید .
از تعاریف مختلف چنین استنباط می شود که بروز خلاقیت در هر فعالیتی قابل انتظار است .و محدود به هیچ نوع خاصی ازفعالیتها نمی شود. در هر حال آنچه را ایجاد فکر یا چیز جدید و کلاً در فراگرد خلاقیت اهمیت دارد تفکر است.

اهمیت خلاقیت:
تداوم حیات سازمانها به قدرت بازسازی آنها بستگی دارد این بازسازی از طریق هماهنگ کردن اهداف با وضعیت روز و اصلاح و بهبود در روشهای تحقیق این اهداف انجام می شود. سازمان در مسیر تطبیق خود با تغییرات ناگزیر از تقویت فراگردهای خلاقیت است .زیرا به مرور زمان سازمان غیر خلاق از دور خارج شده یا مجبور به اصلاح سیستم می گردد در واقع تغییرات محیطی ضرورت ایجاد تغییر در سازمان را باعث می شود این تغییر ممکن است در کیفیت محصولات و خدمات, فن آوری, ساختار, فراگرد, سهم بازار, روابط کارگری یا قسمت دیگری رخ دهد. امروزه سازمانها مجبورند یا خود را برای ایجاد چنین تغییراتی آماده سازند یا خطر مواجهه با بحران های احتمالی را بپذیرند.

ارتباط خلاقیت و برنامه ریزی:
در برنامه ریزی های موفق گاهی از صدها فکر و نظر کاربردی استفاده می‌شود موقعیت نهایی سازمان و گاهی بقای آن به میزان توانایی برنامه ریزان در ایجاد نوآوری و به کار گیری فکرهای جدید بستگی دارد.

موانع خلاقیت:
همه انسانها از استعداد نوآوری و خلاقیت برخوردارند در راه بروز خلاقیت موانع متعددی وجود دارد بطور مثال :
1-فقدان اعتماد به نفس
2-ترس از انتقاد و شکست
3-تمایل به همرنگی با جماعت
4-فقدان تمرکز ذهنی.
افزایش توان خلاقیت در گرو رفع این موانع است. اسلام برای ترک عادتهای ناپسند که به عنوان گناه شناخته شده اند و عواقب آن در ابتدا شخصیت فرد را مورد حمله قرار می دهد.روشهای موثری را به کار می گیرد بطور مثال از مهمترین برنامه های تربیتی اسلام می توان از نماز و روزه یاد کرد که زمینه فوق العاده مناسبی را برای ترک عادات ناپسند نظیر اعتیاد و دروغ گویی و…… مهیا می‌سازد.

نوآوری در سازمان های یاد گیرنده:
اگر سازمانها و مدیران بخواهند به حیات خود ادامه بدهند و کامیاب شوند باید نوآور باشند و به طور مستمر خود را با وضعیت جدید تطبیق دهند و اگر ایجاد فکرهای جدید و تبدیل آن فکرها به عمل و کاربردهای سودمند را نوآوری می‌گویند و به دو صورت انجام می گیرد.
1-نوآوری در فراگرد که موجب بهینه شدن انجام کار می گردد.
2-نوآوری محصول.
مدیران باید مراقب باشند تا فکرهای خوب واقعاً در فراگردهای کاری جدید یا اصلاح شده به اجرا در آیند آنها باید از اقتصادی بودن طرح های مذکور در زمینه تولید محصولات و ارائه خدمات جدید اطمینان حاصل کنند.

فراگرد نوآوری محصول:
خلاقیت و نوآوری برای سازمانهای امروزی امری اجتناب ناپذیر است بنابراین سازمانها باید تلاش کنند تا زمینه مساعدی برای طی فراگرد خلاقیت در محصول به وجود آورند بطور مثال:
1-ایجاد فکر جدید
2-آزمایشهای اولیه
3-تعیین امکان پذیری
4-کاربرد نهایی.
یکی از ویژگیهای عمده فراگرد نوآوری در سازمان این است که همواره باید بر مبنای نیازهای سازمان و بازار آن انجام پذیرد. موفقیت سازمان در گروه اجرای اثربخش آن فکرها برای بهبود عملکرد سازمانی است.

ویژگیهای سازمانها نوآور:
در سازمانها نوآور ساختار, استراتژی, فرهنگ و صاحبان قدرت در سازمان از نوآوری حمایت می کنند و بر تقویت روحیه کار آفرینی تاکید دارند. سازمانهای بزرگ تلاش می کنند تا انعطاف ساختار خود را افزایش دهند و از قابلیت نظیر سازمانهای کوچک بهره‌مند شوند و با اعطای استقلال به واحدهای تحقیق و توسعه آنها را به صورت تیم و گروه های وظیفه مستقل و خودگردان در آورند در این سازمانها به انواع افراد و مهارتها برای موفقیت در طی گامهای فراگرد نوآوری نیاز دارند.

نقش های نوآور و موانع نوآوری در سازمان:
در این سازمانها نقشهای مهمی وجود دارد که عبارت است از:
1-ایجاد کننده فکر
2-حفظ اطلاعات
3-قهرمان محصول
4-مدیر ویژه
5-رهبر نوآوری.
موانع نوآوری عبارتند از:
1-محدود بودن ارتباط با مدیر عالی
2-حاکمیت جو عدم تحمل اختلاف سلیقه
3-افراد در حفظ وضع موجود
4-تاکید بر افق زمانی کوتاه مدت
5-تصمیم گیرندگان بیش از حد حسابگر
6-اعطای پاداش های نامناسب
7-تاکید بیش از حد بر الزامات بروکراتیک.

تقویت قدرت خلاقیت:
قدرت خلاقیت را می توان از طریق مشاوره, هدایت و آموزش هدایت کرد. نوآوری نتیجه هوش و استعداد افراد نیست بلکه حاصل کار سخت و طولانی بر روی مسائل است. افراد خلاق از ویژگیهایی برخوردارند بطور مثال:
1-توجه خاص به مسائل گوناگون
2-بررسی دیدگاه ها و فکرهاو تجربیات گوناگون
3-بیان راه حل های گوناگون
4-استقلال فکری
5-دارای حس های ذهنی و بینشی هستند
6-بکار گیری فراگردهای فکری و عملی

شیوه های تفکر:
تفکر سرچشمه ایجاد اغلب فکرها و نظرها و ابتکارات جدید است و شیوه های متعددی دارد:
1-خلاق
2-سببی یا علی
3-استقرایی
4-قیاسی
5-قضاوتی

تفکر خلاق:
بینش حاصل از این فراگرد به قوه تصور در امر یافتن فکرهای جدید کمک می‌کند زیرا منشاء فکرهای جدید, قوه تصور و تخیل است نه قدرت تعقل منطقی به این ترتیب پس از ارزیابی سر نخهای گوناگون به دست آمده و ایجاد ارتباط بین آنها بهترین فکر به دست می آید.
تفکر سببی یا علی:
ویژگی بارز تفکر سببی اندیشیدن بطورمعکوس است
به این ترتیب که نیل به وضعیت مطلوب آتی در قالب فعالیت های فعلی وامتداد تسلسل علی انهای تا فعالیتها وحوادث آینده برنامه ریزی می شود
تفکر استقراری:
در این شیوه افراد به معنای اجزای اطلاعاتی متنوعی که در اختیار دارند برای رسیدن به یک نتیجه یا اصل کلی استدلال می کنند.

تفکر قیاس:
این شیوه عکس تصور استقراری است. ذهن متفکر پس از شناخت کل جهت شناسایی اجزای آن حرکت می کند نتایج حاصل از تفکر قیاسی بطور صریح به کلیه مصادیق خود تعمیم داده می شود

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  17  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله روانشناسی

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله روانشناسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فصل اول
ماهیت روانشناسی
روانشناسی تقریباً با همه ی جنبه های زندگی ما ارتباط دارد. به همان اندازه که جامعه پیچیده شده روانشناسی هم به صورت روز افزونی نقش مهمتری در حل مسائل آدمی بازی کرده است . روانشناسان با انواع بسیاری از رفتارها سروکار دارند که برخی از آنها از اهمیت گسترده ای برخوردار ند :
کدام شیوه های فرزند پروری به شادکامی وکارآمدی در دوره ی بزرگسالی می انجامد ؟ چگونه می توان از پیدایش بیماریهای روانی پیشگیری کرد ؟ برای ریشه کن کردن پیش داوری نژادی چه می توان کرد ؟ کدام شرایط خانوادگی و اجتماعی مشوق پرخاشگری ، از خود بیگانگی و بزهکاری است ؟ چگونه می توان به یک بیمار درمان ناپذیر کمک کرد که با آرامش خاطر بمیرد ؟روان درمانی تا چه اندازه در درمان الکلیسم مؤثر است ؟ آیا می توان با استفاده از داروهایی که موجب تسهیل انتقال عصبی می شوند حافظه را بهتر کرد ؟
روانشناسان با مطالعه این مسایل و مسایل فراوان دیگر سروکار دارند .
روانشناسی درعین حال از طریق اثری که درقوانین وسیاست دولت دارد بر زندگی ما اثر می گذارد . قوانین مربوط به تبعیض نژادی مجازات ها ، هرزه نگاری ، رفتارجنسی وشرایطی که در آن فرد مسئول اعمال خودشناخته می شود همه از نظریه ها و پژوهش های روانشناختی اثر می پذیرند .
با توجه به این که روانشناسی درتمام وجوه زندگی ما اثر می گذارد شایسته است حتی کسانی که در پی کسب تخصص دراین رشته نیستند آگاهی مختصری از واقعیت های بنیادی وروشهای بررسی آن داشته باشند .
یک درس مقدماتی در روانشناسی می تواند شما را درک رفتار دیگران و بصیرت در نگرش ها و واکنش های خودتان یاری دهد وعلاوه برآن شما را آماده کند تا ادعاهایی را که به نام روانشناسی عنوان می شود ارزیابی کنید .
روانشناسی نسبت به سایر رشته ها ی علوم دانش جوانی است . در سال های اخیر شاهد فوران سیل آسای پژوهش در این علوم بوده ایم . درنتیجه مفاهیم ونظریه های این علم دائماً درحال تغییر و تحول است . به همین علت هم ارائه ی تعریف دقیقی ازروانشناسی کار دشواری است روانشناسان بیش از هر چیز علاقه دارند بدانند که چرا مردم به گونه ای که می بینیم رفتار می کنند . با این حال شیوه های مختلفی برای تبیین اعمال آدمی وجود دارد . پیش از آنکه تعریفی از روانشناسی ارائه دهیم بهتر است نخست به گونه های مختلفی از رویکرد به پدیده های روانشناختی بپردازیم .
رویکرد هایی به روانشناسی
هر عملی را که ازیک فرد سر می زند می توان از چند دیدگاه گوناگون تبیین کرد . مثلاً فرض کنید از خیابان رد می شوید . این عمل را می توان به عنوان شلیک عصب هایی توصیف کرد که موجب فعال شدن عضلانی یم شوند که شما را از این سوی خیابان به سوی دیگرآن می رسانند ، اما همین عمل را می توان بدون کوچکترین اشاره ای به رویداد های داخل بدن توصیف کرد : چراغ سبز یک محرک است و پاسخ شما به آن عبور کردن از خیابان است . عمل شما رامی توان برحسب قصد وهدف آن نیز تبیین کرد . شما نقشه ی ملاقات با یکی از دوستان را درذهن خود طرح کرده اید وعبور از خیابان یکی از اعمال بسیاری است که انجام آن برای اجرای این نقشه ضرورت دارد .
همان طورکه این عمل ساده ی عبوراز خیابان به شیوه های گوناگون قابل توصیف است ، در روانشناسی نیز به رویکرد های گوناگونی برمی خوریم . در این مورد از رویکرد های بسیاری می توان یاد کرد . اما پنج رویکردی که دراینجا عرضه می شود می توانند ما رابا مفاهیم عمده ی روانشناسی نوین آشنا سازند .
باید توجه داشت که این رویکرد های گوناگون مانعة الجمع نبوده ، بلکه درهر یک از آنها جنبه های گوناگونی از یک مسئله پیچیده مورد توجه قرار گرفته است .
درمطالعه ی روانشناسی رویکرد « درست » یا « نادرست » وجود ندارد بسیاری از روانشناسان از یک نظرگاه التقاطی پیروی می کنند و در تبیین پدیده های روانشناختی آمیزه ای از چندین رویکرد را به کار می برند .
رویکرد عصبی – زیستی
دریکی از رویکردها در زمینه مطالعه ی آدمیان سعی می شود که رفتار به رویدادهایی که در داخل بدن و به ویژه در مغز و دستگاه عصبی صورت می گیرد ارتباط داده می شود .
این رویکرد در پی آن است که آ« دسته از فرآیندهای عصبی – زیستی را که زیر بنای رفتار و رویدادهای ذهنی است ، مشخص سازد . مثلاً روانشناسی که سرگرم بررسی یادگیری از دیدگاه عصبی – زیستی است به تغییراتی توجه دارد که درنتیجه یادگیری یک مهارت تازه در دستگاه عصبی روی می دهد .
ادراک را می توان با ثبت فعالیت یاخته های عصبی مغز به هنگام ارائه محرک های مختلف مطالعه کرد . کشفیات اخیر نشان می دهد که رابطه ی نزدیکی بین فعالیت مغز و رفتار و تجربه وجود دارد . با تحریک برقی خفیف نواحی معینی از قسمت های عمقی مغز می توان در حیوانات واکنش های هیجانی از قبیل ترس و خشم ایجاد کرد ، یا تحریک برقی نواحی خاصی از مغز آدمی موجب به وجود آمدن احساس لذت و درد وحتی خاطره های روشنی ازرویدادهای گذشته می شود .
به علت پیچیدگیهای مغز وبا توجه به این واقعیت که برای مطالعات لازم به ندرت می توان به مغز زنده ی آدمی دسترسی یافت ، دانش ما درباره ی کارکردهای عصبی بسیار اندک است . از سویی نیز هرگاه تصویر روانشناختی ما از آدمی به تمامی متکی برعصب – زیست شناختی باشد چنین تصویری به غایت نارسا خواهد بود . به همین دلیل است که برای مطالعه پدیده های روانشناختی ازروش های دیگری نیز استفاده می شود . در اغلب موارد عملی تر آنست که به بررسی شرایط پیشایند پی آمد های آن بپردازیم . بی آنکه خود را باآنچه دردرون جاندار می گذرد درگیر کنیم .

رویکرد رفتاری
آدمی صبحانه می خورد ، دوچرخه سواری می کند ، حرف می زند ، سرخ می شود ، می خندد و گریه می کند . همه ی اینها شکل هایی از رفتار هستند . یعنی آن دسته از فعالیت های جاندار هستند که می توان آنها را مورد مشاهد ه قرار داد . دررویکرد رفتاری ، روانشناس از طریق مشاهده ی رفتار است که به مطالعه افراد می پردازد نه از راه بررسی اعمال درونی آنها . این نظر که موضوع روانشناسی باید منحصر به مطالعه ی رفتار باشد نخستین باردراوایل قرن بیستم توسط روانشناس آمریکایی ، جی . بی . واتسون ارائه شد . تا آن زمان روانشناسی به عنوان دانش بررسی تجارب ذهنی تعریف می شد و بخش عمده ی داده های آن خودنگری هایی بود که ازطریق درون نگری به دست می آمد .
واتسون احساس کرد که درون نگری دیدگاه ناسودمندی است و این نظر را پیش کشید که اگر قرار باشد روانشناسی به صورت یک علم درآید ، داده های آن باید قابل مشاهده و قابل اندازه گیری باشد . فقط خود شما می توانید درباره ی ادراک ها واحساس های خود به درون نگری بپردازید ، اما دیگران هستند که می توانند رفتار شما را مورد مشاهده قرار دهند .
واتسون معتقد بود که تنها ازطریق مطالعه آنچه افراد انجام می دهند یعنی مطالعه ی رفتار افراد می توان یک علم عینی روانشناسی به وجود آورد .
رفتار گرایی ، به عنوانی که نظریه گاه واتسون به خود اختصاص داد، مسیر روانشناسی را درطی نیمه اول قرن بیستم شکل گیری کرد خلف آن یعنی روانشناسی محرک – پاسخ . هنوز هم به ویژه درسایه ی پژوهش های ب- اف – اسکینر روانشناس دانشگاه هاروارد از نفوذ فراوانی برخوردار است .
در روانشناسی محرک – پاسخ بررسی می شود که چه محرک هایی پاسخ های رفتاری را فرا می خواند ، چه پاداش ها و چه تنبیه هایی این پاسخ ها را پایدار می کند و چگونه می توان رفتار را با تغییر الگو پاداش و تنبیه تغییر داد .
روانشناسی محرک - پاسخ به آنچه درون جاندار می گذرد کاری ندارد و به همین دلیل هم گاهی آن را رویکرد « جعبه سیاه » نامیده اند ، به این معنا که به فعالیت های دستگاه عصبی که دردرون این « جعبه » درجریان است بی اعتنا می ماند و آنها را نادیده می گیرد .
روانشناسان S-R معتقدند که دانش روانشناسی را می توان منحصراً برپایه درون داده و برون دادهای این جعبه بنا نهاد . بدون آنکه دربند این باشیم که در داخل جعبه چه اتفاقی می افتد . بنابراین برای پرورش نظریه ای درزمینه ی یادگیری می توان به این مشاهده دست زد که رفتار آموخته شده چگونه تحت تأثیر شرایط محیط تغییر می کند ، به این معنا که مثلاً چه الگوهایی از پاداش وتنبیه به سریعترین یادگیری که با کمترین خطا همراه است منجر می شود .
چنین نظریه ای برای آنکه نظریه ی سودمندی باشد نیازی به مشخص کردن این امرندارد که یاد گیری چه تغییراتی دردستگاه عصبی به وجود می آورد .
روانشناسان محرک – پاسخ به طورکلی به مطالعه ی فرایند های ذهنی که میانجی محرک ها و پاسخ ها هستند علاقه ای نشان نمی دهند . امروزه کمتر روانشناسی رامی توان سراغ داشت که خود را رفتارگرای ناب بنامد با این وجود بسیاری از تحولات نوین ازکار رفتارگرایان سرزده است .

رویکرد شناختی
روانشناسان شناختی معتقدند که آدمی گیرنده ی نافعال محرک ها نیست بلکه ذهن او به صورت فعالی به پردازش اطلاعات دریافتی دست می زند و آن را به شکلها و مقولات
تازه ای تبدیل می کند .
شناخت ، به فرایند های ذهنی ادراک ، حافظه و خبر پردازی اطلاق می شود که شخص به کمک آن ها دانش می اندوزد ، مسئله حل می کند یا برای آینده نقشه می ریزد .
روانشناسی شناختی بامطالعه علمی شناخت سروکار دارد وهدف آن اجرای آزمایش ها و پردازش نظریه هایی است که بتوانند نحوه سازمان بندی وکارکرد فرایندهای ذهنی را تبیین کنند. اما تبیین مستلزم آنست که نظریه بتواند پیش بینی هایی را درخصوص رویدادهای قابل مشاهده یعنی رفتار امکان پذیر سازد .
رویکرد شناختی در مطالعات روانشناسی تاحدودی به عنوان واکنشی در برابر محدودیت رویکرد R- S رشد کرد . تجسم اعمال آدمی صرفاً درقالب درون دادهای محرک و برون داده ی پاسخ ممکن است برای مطالعه شکل های ساده از رفتار کافی باشد اما این رویکرد بسیاری از حوزه های جالب توجه کارکرد آدمی را نادیده می گیرد .
آدمیان می توانند بیندیشند ، برنامه ریزی کنند ، بر اساس اطلاعاتی که به خاطر سپرده اند تصمیم بگیرند و ازمیان محرک هایی که توجه آنها را به خود جلب می کند به شیوه ی گزینشی دست به انتخاب بزنند .
رویکرد روانکاوی
پابه پای رشد رفتارنگری درآمریکا ، در اروپا نیز دیدگاه روانکاوی درباره رفتار آدمی توسط زیگموند فروید پرورش یافت . برخلاف مفاهیمی که درسطور گذشته بررسی شده ، مفاهیم روانکاوی نه بر مطالعات آزمایشی ، بلکه برمورد پژوهیهای فراوان بیماران روانی مبتنی است . مفاهیم روانکاوی تأثیر ژرفی در تفکرات روانشناختی داشته اند .
فرض بنیادی درنظریه فروید این است که قسمت عمده رفتار آدمی در فرایندهایی ریشه داردکه ناهوشیارند .
مقصود فروید ازفرایندهای ناهوشیار عبارت بود از افکار ، ترس ها وخواست هایی که شخص به آنها آگاهی ندارد ولی درهر حال بررفتار اثر می گذارند .
او معتقد بودکه بسیاری از تکانه هایی که در دوران کودکی بامنع یا تنبیه والدین و جامعه روبرو می شوند برخاسته از غریزه های فطری هستند . چون این تکانه ها به هنگام زادن در همه ما وجود دارند به همین جهت اثر فراگیری درما دارند که باید به گونه ای با آن کنار آمد . ممنوع کردن آنها فقط سبب می شود که ازحیطه ی آگاهی به ناهشیار رانده شوند وهمان جا بمانند و رفتار را زیر نفوذ خود بگیرند .
فروید معتقد بودکه تکانه های ناهشیار به صورت رویا ، لغزشهای کلامی ، اطوار ، نشانه های بیماری روانی ونیز به صورت رفتارهای جامعه پسندی از قبیل فعالیت های هنری وادبی جلوه می کند .
بسیاری از روانشناسان ، نظرگاه فروید را درمورد ناهوشیار به طور کلی نمی پذیرند . اما احتمالاً این را می پذیرند که آدمیان به برخی از جنبه های شخصیت خودآگاهی کامل ندارند . فروید معتقد بود که هریک از اعمال ما علتی دارد ، اما این علت درا غلب موارد نوعی انگیزه ی ناهوشیار است نه دلیل خود پسندانه ای که ما برای رفتارخود ارائه می دهیم .
نظرگاه فروید درمورد طبیعت آدمی اصولاً یک نظرگاه منفی بوده آدمیان تابع همان غرایزی هستند که درحیوان ها وجود دارد . ( به طور عمده غریزه جنسی و غریزه پرخاشگری ) ومدام با جامعه ای که بر کنترل این تکانه ها تأکید می ورزد ، درحال ستیزند . باتوجه به اینکه فروید پرخاشگری رایک غریزه بنیادی می دانست نسبت به امکان زندگی صلح آمیز بین آدمیان نظر بد بینانه ای داشت .
رویکرد پدیدار شناختی
رویکرد پدیدار شناختی برتجربه خصوصی تأکید دارد . این رویکرد با نظریه شناختی فرد درباره جهان و تفسیر رویدادها ، یعنی با پدیدار شناسی فرد ، سروکاردارد . می کوشد رویدادها یا پدیده ها را بدانسان که فرد آنها را تجربه می کند دریابد بی آنکه برای این کار به مفاهیم از پیش ساخته واندیشه های نظری متوسل شود .
روانشناسان پدیدار نگر معتقدند که بامطالعه نظرگاه افراد درباره خود ودرباره جهان می توان اطلاعات بیشتری درخصوص طبیعت آدمی به دست آورد تا با مشاهده اعمال آدمیان .
دو نفر ممکن است دربرابر موقعیت واحدی پاسخ های کاملاً متفاوتی ازخود نشان دهند ، تنها از راه پرس و جو از خود آنان درباره نحوه ی تفسیر آنها از آن موقعیت است که می توان رفتار آنها را کاملاً درک کرد .
رویکرد پدیدار شناختی از این لحاظ که بر فرایندهای ذهنی درونی تأکید دارد ونه بررفتاری ، به روانشناسی شناختی شباهت دارد ، اما این دو مکتب از لحاظ نوع مسائل مورد مطالعه و دقت علمی روش های مورد استفاده درمطالعه این مسائل ، تفاوتهای چشمگیری با هم دارند .
روانشناسان شناختی بیشتر با این مسئله سروکار دارند که افراد چگونه رویدادها را ادراک می کنند و چگونه اطلاعات را درحافظه خود رمز گردانی ، مقوله بندی و باز نمایی می کنند . آنان سعی دارند متغیرهایی را کشف کنند که بر ادراک وحافظه اثر می گذارد و در پی پرورش نظریه ای درخصوص ساخت و کار ذهن هستند که بتواند رفتار را پیش بینی کند . برعکس ، روانشناسان پدیدار نگر به جای آنکه به پرورش نظریه ها وپیش بینی رفتار بپردازند ، درپی درک وفهم زندگی ، وتجربه های درونی افراد هستند ، مثلاً آنها بامقولاتی از قبیل خود پنداره ، احساس عزت نفس و خود آگاهی سروکار دارند .
روانشناسان پدیدار نگر معمولاً قبول ندارند که رفتار را تکانه های ناهوشیار ( درنظریه های روانکاوی ) یامحرک برونی ( دررفتار گرایی ) کنترل می کنند و به جای آن معتقدند که ما بازیچه ی دست نیروهای خارج از کنترل خود نیستیم ، بلکه« اثر گذارانی » هستیم که می توانیم سرنوشت خودرا کنترل کنیم ما سازندگان زندگی خود هستیم – چون هریک موجود آزادی هستیم – آزاد برای انتخاب کردن وتعیین هدف ، و به این ترتیب دربرابر انتخاب های زندگی خود مسئولیم . دراینجا مسئله اراده آزاد دربرابر جبر گرایی مطرح است . نظرات روانشناسان پدیدار نگر درباره این مسئله شبیه نظراتی است که توسط فیلسوفان وجود گرا مانند کی یر کیگارد ، سارتر وکامو عنوان شده است .
برخی ازنظریه های پدیدار شناختی را انسان گرا نیز نامیده اند واین به دلیل تأکیدی است که آنها علاوه بر اراده ی آزاد ، برویژگی های تمایز دهنده ای انسان ازحیوان ها دارند وخود شکوفایی مهمترین آنهاست .
برطبق نظریه های انسان گرا عمده ترین نیروی انگیزشی یک فرد گرایشی است که اوبه رشد وخودشکوفایی دارد . درهمه ما این نیاز اساسی وجود دارد که توانایی بالقوه ی خود را تا حد کمال پرورش دهیم وبه پیشرفتی فراتر از وضع فعلی خود برسیم . تمایل طبیعی آدمی درجهت شکوفایی و تحقق توانایی بالقوه خود سیر می کند ، گرچه ممکن است دراین راه با موانع محیطی واجتماعی روبرو شود .
نظرگاه انسان گرایی با تأکید براینکه روانشناسی به جای بررسی پاره های مجزای رفتاردر آزمایشگاه باید حل مسائل مربوط به شادکامی آدمیان را مورد توجه قرار دهد ، نکته پرارزشی را به میان آورده است ، اما این نیز سفسطه ای بیش نیست که فرض کنیم مسائل دشوار جامعه ی بسیار پیچیده ی معاصر را می توان با دورانداختن هرآنچه درباره ی روش های علمی پژوهش آموخته ایم حل کرد . به گفته یکی از روانشناسانی که به این مسئله پرداخته « نه طالب نوعی از روانشناسی هستیم که انسان گرا ولی از لحاظ علمی سست است ونه آن گونه از روانشناسی که علمی ولی بیگانه با مسائل آدمی است .»
کاربرد رویکرد های گوناگون
هریک از این رویکرد شیوه ی متفاوتی را برای تغییر رفتار ارائه می کنند . مثلاً روانشناس عصبی – زیستی می کوشد دارو با یک شیوه زیست شناختی مثلاً جراحی برای کنترل پرخاشگری پیدا کند.
رفتارگرا سعی می کند شرایط محیطی را طوری تغییردهد تاتجارب یادگیری شبیه رفتارگرایان خواهد داشت ، اما ممکن است توجه خود را بیشتر به فرایندهای ذهنی وراهبردهای تصمیم گیری درموقعیت های خشم انگیز معطوف سازد .
روانکاو هم ممکن است ناهوشیار فرد را مورد بررسی قرار دهد تا بفهمد چرا خصومت فرد معطوف افراد وموقعیت های معینی است وآنگاه سعی می کند این خصومت را بار دیگر درمجاری جامعه ببیند ، به جریان بیاندازد .
روانشناس انسان گرا نیز احتمالاً سعی می کند به شخص کمک کند که احساسات خودش را بکاود وآنها را آشکار بیان کند تا از این راه روابطش را با دیگران بهبود بخشد .
هدف گسترده ای که برخی از روانشناسان انسان گرا دنبال می کنند این است که بعضی ازوجوه جامعه را که به جای همکاری مشوق رقابت وپرخاشگری است تغییر دهند .

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 29   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله اسیلاتور

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله اسیلاتور دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه
با توجه به رشد سریع شبکه های مخابراتی بی سیم، ارتباط بسیار نزدیکی بین الکترونیک و مخابرات میدان پدید آمده است. در مخابرات ما با سیستم هایی کار می کنیم که احتیاج به فرکانس دقیق دارند تا از خطاهای جیتر که منجر به isi می شوند جلوگیری کنیم، با این کار هزینه ها بسیار پایین می آید و نیاز به تکرار کننده های دیجیتال کمتر می شود. بنابراین مهندسان الکترونیک با طراحی کردن نوسان سازهای با دقت فرکانسی بالا، خطی در گسترة استفاده و دارای نویزکم به کمک مهندسان مخابرات می آیند. این فرکانس دقیق از فرکانس کلاک در میکروپروسسورها تا تلفن های سلولی استفاده دارند و هر کدام از این کاربردها احتیاج به توپولوژی خود را دارد. در یکی احتیاج به توان بسیار پایین نیاز نیست ولی در عوض فرکانس دقیق مورد نیاز است و در دیگری برعکس. بنابراین یک مبادله در هر کاربرد وجود دارد.
نوسان سازی که بتواند در گسترة بیشتر فرکانس های مخابراتی خاصیت خطی داشته باشد، امروزه مورد نیاز است. بنابراین خطی بودن یک خاصیت مهم برای نوسان سازها است. برای این کار باید به خصوصیات ورکتوری که در نوسان ساز استفاده می شود توجه کافی بشود. امروزه باید به فکر گستره های فرکانسی بالاتری بود، زیرا با پیشرفت صنعت فرکانس مورد استفاده در وسایل الکترونیکی و مخابراتی بیشتر می شود.
در بخش یک سعی شده تا نوسان سازها بررسی شود و تعاریف و شرایطی که یک مدار باید داشته باشد تا نوسان کند ارائه شده است. در بخش دوم به طور خاص به بررسی نوسان سازهای LC اختصاص داده شده است و انواع این نوسان سازها به طور مختصر بررسی شده است. در بخش سوم به بررسی VCO ها که موضوع اصلی این تحقیق است پرداخته شده است و به طور اجمالی ویژگی های ریاضی آنها و شرایطی که باعث می شوند آنها پرکاربرد باشند را شرح داده است. در بخش چهارم در مورد وکتور با مقاومت متغیر بحث می کند و مداراتی که به آنها ویژگی نزدیک به ایده آل می دهد و در بخش پنجم به وسیلة چند روش ذکر شده در بخش های قبلی به بررسی یک نوسان ساز در گسترة وسیع می پردازیم. قابل توجه است که بخش پنجم انشاء ا... در گزارش بعدی کامل خواهد شد و هدف اصلی در بخش پنجم تحقق پیدا خواهد کرد.
بخش 1: تعاریف و مثال های نوسان سازها:
ابتدا برخی از مثال ها و تعاریف اولیه و ویژگی های اسیلاتورها را زیر بیان کرده و سپس به بررسی چند مدار واقعی اسیلاتورها و VCO ها می پردازیم.
وظیفة یک اسیلاتور (یا نوسان ساز) ایجاد یک خروجی متناوب است. بلوک دیاگرام یک اسیلاتور را در حالت کلی می توان به صورت زیر نشان داد:

در واقع اسیلاتور یک مدار فیدبک دار است (که این مدار معمولاً از تعدادی از ترانزیستورها ساخته شده است) که در یک فرکانس خاص نوسان می کند که البته این فرکانس معمولاً قابل تغییر است و در یک محدوده ای قرار دارد (در مبحث VCO ها به این مطلب بیشتر اشاره می شود). معمولاً ساختار اسیلاتور این گونه است که بدون آنکه ورودی به آن اعمال شود، یک خروجی تناوبی ایجاد می کند، به همین دلیل نیاز است که بهرة حلقه بستة شکل بالا در فرکانس نوسان (مثلاً ) به سمت بی نهایت رود به عبارت دیگر باید داشته باشیم:

در این شرایط اعمال یک نویز با دامنه بسیار کوچک هم کافی است که به خروجی مورد نظر دست یابیم. در حقیقت برای آنکه نوسان شروع شود باید بهره حلقه بزرگتر یا مساوی 1 باشد (زیرا در این صورت خروجی مرتب تقویت می شود و برای خروجی یک سری هندسی واگرا به دست می آید) و نیز باید مجموع انتقال فاز برابر درجه (یا همان صفر درجه) باشد. این شروط که «شرط بارکها وزن» نامیده می شوند به صورت زیر قابل بیان است:
شرط 2: و شرط 1
که در صورت داشتن دو شرط بالا مدار در فرکانس نوسان خواهد کرد. باید توجه کرد که شرط 2 را با فرض وجود فیدبک منفی نوشتیم و اگر فیدبک مثبت باشد. این شرط به صورت یا در می آید (زیرا قرار است که کل انتقال فاز 360 درجه شود.)
حال به عنوان اولین قدم به دنبال تحقق مدار توصیف شده با شرایط بالا می رویم، ساده ترین توپولوژی که به نظر می رسد، یک ترانزیستور سروس مشترک فیدبک دار است. باید ببینیم که آیا شروط بارکها وزن در آن صدق می کند یا نه. اگر در نظر بگیریم که باشد، در شرط 1 صدق خواهد کرد زیرا . ولی این مدار ؟ نمی تواند در شرط2 صدق کند. زیرا در مدار یک طبقه فقط یک قطب داریم که حداکثر می تواند اختلاف فاز 90 درجه ایجاد کند و با در نظر گرفتن وارونگی سیگنال از گیت به درین، حداکثر انتقال فاز کل به 270 درجه می رسد. در نتیجه این مدار نوسان نمی کند.
حال که نتوانستیم با مدار یک طبقه سورس مشترک، یک نوسان ساز بسازیم، منطقاً باید به سراغ مداران چند طبقه برویم. ابتدا یک مدار دو طبقه را در نظر می گیریم (شکل 2).
در مدار شکل 2 چون دوبار وارونگی سیگنال رخ می دهد، در نزدیک فرکانس صفر دارای بند یک مثبت خواهد بود و مدار قفل خواهد کرد زیرا زیاد بشود، کم خواهد شد و در نتیجه ولتاژ گیت کم می شود و خاموش می شود و در نتیجه باز هم افزایش می‌یابد تا جائی که به می رسد و به صفر می رسد و در این حالت مدار در این حالت می ماند.

ممکن است تصور شود که اگر شکل قفل شدن در شکل 2 حل شود، مدار نوسان خواهد کرد. برای اینکه ببینیم این تصور درست است یا نه این ؟؟ قفل شدن را با گذاشتن یک طبقة وارونگر ایده آل بین و ، برطرف می کنیم، ولی باز هم مدار نوسان نخواهد کرد، زیرا برای نوسان کردن مدار باید اختلاف فاز وابسته به فرکانس به 180 درجه برسد یعنی اینکه هر کدام از قطب ها باید 90 درجه اختلاف فاز ایجاد کند که این اتفاق در فرکانس های بالا رخ می دهد ولی برای حلقه در فرکانس های خیلی بالا افت خواهد کرد و شرط برآورده نمی شود.
حال که در رسیدن به مدار یک نوسان ساز دو طبقه ناکام ماندیم به سراغ مدارهای سه طبقه می رویم. با فرض یکسان بودن قطب های بر یک از سه طبقه، اختلاف فاز وابسته به فرکانس در فرکانس بی نهایت به درجه می رسد در این صورت اگر اختلاف فاز وابسته به فرکانس را برابر درجه قرار دهیم (که در نتیجه با سه بار وارون شدن سیگنال اختلاف فاز کل صفر درجه خواهد بود) ممکن است بتوان به رسیدم. در نتیجه مدار سه طبقه ممکن است بتواند نوسان کند.
حرف بالا کلی بود، به عنوان یک مثال از شرایطی که مدار واقعاً نوسان می کند، در نظر بگیرید تابع تبدیل بر شبکه به صورت است، پس می توان نوشت:

اگر فرض کنیم که این مدار سه طبقه در فرکانس نوسان کند، با توجه به اینکه هر طبقه باید 60 درجه اختلاف فاز ایجاد کند و بهرة حلقه حداقل مقدار را داشته باشد یعنی مقادیر و به صورت زیر به دست خواهد آمد:
و
یعنی اینکه این نوسان ساز حلقوی سه طبقه با بهره 2 در هر طبقه و در فرکانس نوسان می کند.
در بالا ما برای ارضای شروط بارکها وزن به جای آنکه را در نظر بگیریم، شرط را مدنظر قرار داریم حال اگر بشود (یا اینکه ) چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در حقیقت در صورت افزایش دامنة نوسان طبقات موجود در مسیر سیگنال دچار خاصیت غیرخطی و اشباع می شوند و دامنة ماکزیمم را محدود می کنند و در نتیجه بهرة حلقه متوسط برابر با یک خواهد شد. یعنی این مدار به صورت یک مدار پایدار کار می کند که در صورت بزرگ تر شدن مقدار از یک، آن را دوباره به مقدار یک باز می گرداند.
از آن جایی که معمولاً در طراحی مدارها، بخش عمده ای از مدار را بلوک‌های دیجیتالی در بر می گیرد، برای حذف نویز ناشی از Clouk ها باید، مدار را به صورت دیفرانسیلی بسازیم. شکل دیفرانسیلی مدار نوسان کنندة سه طبقه به صورت شکل زیر است: (شکل 3)

ولی در عمل هیچ گاه مدار را به صورت بالا با مقاومت های نمی سازند زیرا در فناوری های CMOS مقاومت با کیفیت بالا وجود ندارد. لذا عملاً از خود مقاومت های ترانزیستوری استفاده می شود. به این منظور سه روش استفاده از این نوع مقاومت ها را معرفی می کنیم:
روش 1: همانطور که در شکل 4 دیده می شود می توان یک ترانزیستور PMOS را که به عنوان مقاومت بار استفاده می شود و در ناحیة تریود عمیق کار می کند را به کار برد.
در صورتی که ترانزیستورهای و در حالت تریود عمیق باشند (یعنی )، مقاومتی که از ؟ هر یک از ترانزیستوری و دیده می شود برابر است با که:

در این حالت باید طوری انتخاب شود که در ناحیه تریود عمیق بمانیم زیرا باید به دقت تعریف شده باشد.
روش 2: در این روش از بار وصل شده به صورت دیود استفاده می کنیم (شکل 5) بدین ترتیب مقاومتی که از این ترانزیستورهای و دیده می‌شود برابر است با .
اشکالی که در این روش وجود دارد این است که سقف ولتاژ را به اندازة یک ولتاژ آستانه بالا می برد.
روش 3: تیم روش از دو روش قبل مناسب تر می باشد. در این روش یک سورس فالوئو NMOS بین درین و گیت هرترانزیستور RMOS قرار می‌گیرد (شکل 6).
در این روش و فقط سقف ولتاژی به میزان را مصرف می‌کنند.
اگر داشته باشیم ، آنگاه در لبة ناحیة تریود کار می کند و در نتیجه داریم: ، یعنی در واقع به اندازه یک می‌باشد و در اینجا کمتر از روش 2 است پس این مدار نیاز به سقف ولتاژ کمتری نسبت به روش 2 دارد. در این حالت مقاومت سیگنال کوچک بار تقریباً برابر با است در راستای بررسی نوسازی سازهای حلقوی سه طبقه، یک نمونه سادة نوسان سازها که به مقاومت نیازی ندارد را بررسی می‌کنیم. همانطور که در شکل 7 دیده می شود. اگر سه طبقة وارونگر (Invertor) را پشت سرهم قرار دهیم، یک نوسان ساز ساخته ایم:

در شکل 7 اگر طبقات یکسان باشند و نویزی در مدار نباشد، مدار همیشه در این حالت خواهد ماند. فرض کنید تأخیر هر وارونگر به اندازة باشد و مدار با ولتاژ شروع کند، در این صورت داریم: ، بنابراین صفر می شود و بعد از ثانیه به می رسد و نیز بعد از ثانیة دیگر به صفر می رسد و اگر این روند را دنبال کنیم در می یابیم که سیگنال های و و یک سیگنال متناوب با دورة متاوب خواهند بود.
تحلیل فوق یک تحلیل سیگنال بزرگ بود و از آن به دست آمد که فرکانس نوسان سیگنال بزرگ برابر است ولی همانطور که ما در قبل با تحلیل سیگنال کوچک wosc یک مدار سه طبقه را به دست آوردیم، اگر باشد، مقدار این فرکانس برابر است با .
توجه به این نکته ضروری است که دو مقدار فوق لزوماً با هم برابر نیستند. زیرا توسط مقاومت و خازن خروجی سیگنال کوچک هر وارونگر به دست می آید ولی از خازن و تحریک جریان غیرخطی و سیگنال بزرگ هر طبقه نشأت می گیرد این نکته بیانگر آن است که نوسانات با فرکانس شروع می شود ولی وقتی که دامنة سیگنال افزایش می یابد، مدار غیرخطی تر شده و فرکانس نوسانات به تبدیل خواهد شد که مقدارش از مقدار کمتر است حال اگر بخواهیم مدار نوسان کننده را با تعداد بیشتری وارونگر بسازیم باید توجه داشته باشیم که تعداد کل وارونگرها در حلقه باید عددی فرد باشد، زیرا در غیر این صورت مدار قفل می کند (مانند آنچه در شکل 2 دیده شد).
اگر پیاده سازی مدار به صورت دیفرانسیلی باشد می توان از تعداد خروجی طبقه استفاده کرد به شرط آنکه یکی از طبقات باید طوری بسته شود که عمل منفی کردن را انجام ندهد که این خود یک مزیت دیگر مدارهای دیفرانسیلی نسبت به مدارهای تک سر است.
حال که کلیّت نوسان سازها را شناختیم و چند مثال از آن را دیدیم، به سراغ دستة دیگری از نوسان سازها موسوم به نوسان سازهای LC می رویم.
بخش 2: نوسان سازهای LC
قبل از معرفی انواع مختلف نوسان سازهای LC به برخی اصول کلی مدارهای RLC می پردازیم:
اگر سلف را با خازن موازی کنیم در فرکانس مدار دچار تشدید می شود یعنی در این فرکانس امپدانس سلف برابر است با قرینة آمپدانس خازن، زیرا داریم در این حالت آمپدانس معادل آن ها بی نهایت خواهد شد و ضریب کیفیت مدار (Q) نیز برابر بینهایت خواهد بود ولی در عمل ما هیچ گاه یک سلف خاص نداریم و هر سلف دارای مقدار محدودی مقاومت نیز است (شکل 8) در این صورت با محاسبه به دست خواهیم آورد:


با توجه به رابطة فوق در می یابیم که مقدار آمپدانس در پیچ w هایی دیگر بی نهایت نخواهد شد ولی باز هم در فرکانس مقدار افزایش می یابد (مقدار ماکزیمم در حوالی قرار می گیرد و مکان دقیقش قدری به وابسته است) در ضمن در مدار بالا مقدار Q را به صورت تعریف می کنیم.
برای راحتی مدار شکل را به مدار شکل 9 تبدیل می کنیم، پس از نوشتن آمپدانس معادل هر دو مدار روابط زیر به دست می آید:
و و
حال که ترکیب معادل موازی (شکل 9) را مطرح کردیم به نکتة زیر توجه می‌کنیم:
در فرکانس ، ترکیب موازی و دارای آمپدانس بی‌نهایت خواهد بود و در نتیجه شکل 9 به یک مقاومت ساده بول می گردد، یعنی در فرکانس اختلاف فازی بین ولتاژ و جریان وجود ندارد.
حال اگر و را برحسب w رسم کنیم نمودارهای زیر به دست خواهد آمد (شکل 10):
با توجه به این نمودارها اطلاعات زیر به دست می آید:
1- حداکثر مقدار در رخ می دهد و در فرکانس های دور از مقدار بسیار کوچک است.
2- فاز امپدانس z در برابر است و در برابر است و در برابر 0 است (از این نکته که در داریم در ساختن نوسان سازهای LC استفاده خواهد شد)
3- رفتار مدار برای سلفی و برای خازنی است .

حال به عنوان یک مثال مقدماتی و قبل از بررسی انواع نوسان سازهای LC ، به شکل زیر توجه می کنیم (شکل 11) اگر در فرکانس تشدید (یعنی ) به مدار نگاه کنیم، کل تانک تبدیل می شود به مقاومت و در نتیجه داریم:
حال مدار شکل 11 را به صورت فیدبک به کار می بریم (یعنی ورودی را به خروجی وصل می کنیم) این مدار نوسان نخواهد کرد. زیرا نمی تواند شرط دوم بارکها وزن را تأمین کند. یعنی اینکه با توجه به شکل ب – 10 ، اختلاف فاز وابسته به فرکانس حداکثر برابر 90 درجه است. و هیچ گاه به 180 درجه نمی رسد. پس این مدار هرگز نوسان نخواهد کرد.
درضمن در مدار شکل 11 بر، در فرکانس های نزدیک صفر خیلی کوچک است، این مطلب را از شکل 10- الف و با توجه به رابطة در می‌یابیم. این نکته در ادامه به کار خواهد آمد.
خاصیت دیگری که این مدار دارد این است که Vout یک سینوسی وارون شده (در صورتی که یک شکل موج سینوسی باشد) با مقدار متوسطی نزدیک است.)
همانطور که مشاهده شد مدار شکل 11 را نتوانستیم به صورت یک نوسان ساز LC در آوریم. در ادامه به 3 نوع مهم از نوسان سازهای LC اشاره می‌کنیم:
نوع 1: نوسان ساز Cross-Coupled
چون با یک طبقه از شکل 11 نتوانستیم نوسان ساز به دست آوریم، یک ساختار دو طبقه از شکل 11 را که به صورت فیدبک درآمده است را در نظر می گیریم. این ساختار به توپولوژی شکل 2 بسیار نزدیک است.
در ساختار شکل 2 به این دلیل که در فرکانس های نزدیک صفر فیدبک مثبت داشتیم، ساختار قفل می شد، ولی در ساختار Cross-Coupled بهره سیگنال فرکانس پایین آن (فرکانس های نزدیک صفر) بهره بسیار کوچک است، بنابراین هیچ گاه قفل نخواهد شد.
اگر ساختار Cross-Coupled را در فرکانس تشدید در نظر بگیریم، با توجه به شکل 10-ب در می یابیم که کل اختلاف فاز حلقه برابر صفر است (زیرا اختلاف فاز وابسته به فرکانس هر طبقه برابر صفر است)، بنابراین در این ساختار شرط دوم بارکها وزن برآورده می شود. کافی است شرط آن برآورده شود. یعنی . به عبارت دیگر اگر داشته باشیم:

آنگاه حلقه نوسان خواهد کرد. اگر بهرة ولتاژ و فاز حلقه باز این مدار را رسم کنیم همان شکل 10 به دست می آید ولی با مقادیر دو برابر (یعنی و دو برابر می شوند).
حال که دانستیم این ساختار (Cross-Coupled) نوسان می کند، اندکی به اصلاح این مدار می پردازیم:
جریان درین ترانزیستورها به شدت به ولتاژ تغذیه وابسته اند و در نتیجه سوئینگ خروجی نیز وابستگی شدیدی به ولتاژ تغذیه دارد. برای آنکه جریان گذرنده از ترانزیستورها به ولتاژ تغذیه وابستگی نداشته باشند و در نتیجه حساسیت را کم کنیم، ساختار دیفرانسیلی مانند شکل 12 به کار می‌بریم که در آن جریان بایاس به وسیلة تعیین می شود و نه ولتاژ تغذیه.
در این مدار نوسان کننده دامنة نوسان دائم زیاد می شود و تا جایی رشد می کند که بهره حلقه در نوک آن ها افت کند و این باعث می شود که کل جریان منبع به یک ترانزیستور داده شود و دیگری خاموش شود پس می توان نتیجه گرفت که در حالت دائمی و بین صفر و تغییر می کند.
نوع 2: نوسان ساز کلپیتز:
در شکل 11 سعی کردیم که با یک ترانزیستور در مسیر سیگنال یک نوسان ساز LC بسازیم، ولی نشد زیرا به دلیل وارونگی سیگنال از طبقة گیت به ارین، در فرکانس شدید به 180 درجه می رسید و نه 360 درجه. بنابراین اگر بتوانیم کاری کنیم که وارونگی سیگنال نداشته باشیم، می‌توانیم امیدوار باشیم که یک نوسان ساز LC یک طبقه یا بسازیم برای این منظور از طبقه گیت مشترک استفاده می کنیم. زیرا اختلاف فاز از سورس تا درین برابر صفر است.
شکل 13 را که یک طبقة ثبت مشترک است و در آن ورودی است را در نظر بگیرید (برای آنکه نقطة بایاس DC مدار به هم نخورد تزویج را با خازن انجام داده ایم).
چون و مستقیماً جریان ورودی را به تانک هدایت می کنند بهره حلقه بسته به صورت زیر به دست می آید:

می دانیم که اگر قرار باشد در فرکانس مدار نوسان کند، باید بهره حلقه بسته در این فرکانس به سمت بی نهایت برود، ولی از فرمول بالا می‌توان دریافت که نسبت به در پیچ فرکانسی برابر بی نهایت نمی‌شود و در نتیجه شکل 13 پیچ گاه نوسان نمی کند.
البته در شکل بالا اگر ورودی سیستم فیدبک دار به جای منبع جریان یک منبع ولتاژ در گیت می گذاشتیم به دست می آید ، زیرا تغییرات در جریان (و در نتیجه در ولتاژ) تانک صفر خواهد بود. این مطلب نشان می دهد که برای تحریک یک مدار به منظور نوسان ورودی می تواند به نقاط متفاوتی اعمال شود. نتیجة مهمی که از این مطلب می گیریم این است که: نویز هر افراز، می تواند نوسان را آغاز کند.
دلیل اینکه در بالا شد، این بود که امپدانس وصل شده بین سورس و زمین بی نهایت است، برای رفع این مشکل خازن را بین سورس و زمین قرار می دهیم. بدین ترتیب مدار شکل 13 را به مدار اصلاح شدة شکل 14 تبدیل می کنیم (فعلاً فرض می کنیم که در مدار نباشد)
با کشیدن مدار معادل شکل 14 و تحلیل سیگنال که یک روابط زیر به دست می آید:

حال اگر تابع انتقال حلقه بسته در یک مقدار موسومی به سمت بی نهایت میل کند، مدار شکل 14 نوسان خواهد کرد. برای این منظور باید قسمت حقیقیت و موسومی مخرج صفر شود، یعنی داریم:

و با در نظر گرفتن تقریب خواهیم داشت:
و
و با توجه به اینکه داریم ، اگر بخواهیم این مقدار را مینیمم کنیم به دست می آید و در نتیجه داریم
رابطة بالا بیانگر مطلب مهمی است، ارتوپولوژی Cross-Compled به بهره یک نیاز داشتیم در حالی که در این توپولوژی (کلپتیزر) به حداقل بهره ما نیازمندیم. اگر سلف Q کوچک ( کوچک) داشته باشید این موضوع در فناوری بسیار مهم و حیاتی است. پس یک عیب بزرگ نوسان ساز کلپتیزر نسبت به توپولوژی Cross-Coupled بیان شد. اگر در شکل 14 خازن نیز گنجانده شود، تنها معادله ای که تغییر می کند مقدار است که به صورت زیر در می آید:

بنابراین را می توان خازن موازی با ترکیبات سری در نظر گرفت.
نوع 3: نوسان سازهای یک ؟؟:
در این ساختار از روش رایجی که در طراحی نوسان سازها به کار می رود، استفاده خواهد شد. در این روش ما یک مقاومت منفی تولید خواهیم کرد.
یک تانک متشکل از که به موازات هم قرار دارند را در نظر بگیرید. در حالت کلی اثر یک ورودی به این مجموعه وارد کنیم، پاسخ تانک نوسانی میرا خواهد بود، زیرا در هر سیکل مقداری از انرژی در مقاومت تلف می شود و این مطلب موجب می شود که پاسخ (یا دامنة خروجی) میرا شود.
حال اگر بتوانیم یک مقاومت را با این مجموعه موازی کنیم، ترکیب موازی و بی نهایت می شود و در واقع از تانک فقط L و C تأثیرگذار خواهند بود و دیگر پاسخ میرا نمی شود و در نتیجه یک پاسخ نوسانی داریم.
به تولوژی که در بالا توضیح داده شد، نوسان ساز یک دهانه ای می‌گویند، حال به دنبال پیدا کردن مداری هستیم که مقاومت منفی ایجاد کند.
کافی است به این نکته توجه کنیم که فیدبک، آمپدانس خروجی یا ورودی را بر عاملی که برابر یک به اضافه بهره حلقه است، ضرب یا تقسیم می کند. بنابراین اگر بهره حلقه منفی باشد (یعنی یک فیدبک مثبت داشته باشیم) می توان یک مقاومت منفی به دست آورد. شکل 15 مثال از یک مقاومت منفی را نشان می دهد.
همانطور که ملاحظه می شود فیدبک مثبت را از طرف یک سورس فالوئر اعمال می کنیم. سورس فالوئر و شبکه فیدبک سیگنال را وارونه نخواهد کرد. فیدبک نیز با یک طبقه گیت مشترک پیاده سازی شده است. جریان نیز برای تأمین بایاس DC ترانزیستور به کار می رود با کشیدن مدار معادل و نوشتن روابط به دست می آید:

و اگر در نظر بگیریم که ، خواهیم داشت:

واضح است که در مقاومت منفی، با افزایش ولتاژ اعمالی، جریان کشیده شده توسط مدار کاهش خواهد یافت. این موضوع در مدار شکل 15 نیز قابل درک است. زیرا اگر ولتاژ ورودی را زیاد کنیم، ولتاژ سورس نیز زیاد می شود و جریان درین کم خواهد شد و قسمتی از به منبع ورودی جریان می یابد.
حال که توانستیم مقاومت منفی ایجاد کنیم، به وسیله آن سعی می‌کنیم که یک نوسان ساز بسازیم. بدین منظور مقاومت منفی را با تانک موازی می کنیم تا شکل 16 بدست آید.
چون در این ترانزیستور یک سلف قرار دارد، دیگر نیازی به برای تأمین جریان بایاس ترانزیستور وجود ندارد.
در مدار شکل 16 برای شروع نوسان باید داشته باشیم اگر مقاومت سیگنال کوچک اعمال شده به تانک توسط ، از مقاومت منفی تر باشد، در مدار سوئینگ بزرگی پدید می آید و هر ترانزیستور برای بخشی از پریود تقریباً خاموش می شود و به این ترتیب یک مقاومت متوسط به وجود خواهد آمد.
مدار شکل 16 را می توان با در نظر گرفتن تقارن در مدار به شکل 17 تبدیل نمود همانطور که ملاحظه می شود مدار به دست آمده در شکل 17، دقیقاً مانند مدار نوسان ساز شکل 12 است. در حقیقت ما با در توپولوژی متفاوت به یک مدار رسیدیم، پس به این مدار می توان به دو صورت کاملاً متفاوت نگاه کرد. یکی به عنوان توپولوژی Cross-Coupled و دیگری با استفاده از مفهوم مقاومت منفی.
حال اگر در مدار شکل 17 تانک ها را با هم موازی فرض کنیم شکل 18 به دست می آید مقدار مقاومتی که از دو سر x و y دیده می شود برابر است با همان و به این ترتیب می توان یک مدار را به صورت یک مقاومت منفی موازی با یک تانک تلف دار دانست. بنابراین برای نوسان کردن باید داشته باشیم:

به مدار شکل 18 ، توپولوژی « منفی» هم می گویند.
حال که توانستیم با استفاده از مقاومت منفی یک نوسان ساز بسازیم، در ادامه روش دیگری برای ایجاد مقاومت منفی را در نظر می گیریم. شکل 19 را در نظر بگیرید. که در آن یک امپدانس با و موازی شده است. با نوشتن روابط خواهیم داشت:


بنابراین را می توان به صورت یک ترکیب سری از مقاومت منفی و و در نظر گرفت.
بنابراین با این روش نیز توانستیم یک مقاومت منفی ایجاد کنیم و مدار شکل 19 می تواند نوسان کند.
بخش 3: نوسان سازهای کنترل شده با ولتاژ (VCO)
VCO ها در واقع نوعی از نوسان سازها هستند که فرکانس خروجی موج نوسانی توسط یک ولتاژ کنترل می شود. VCO ها زمان به کار می روند که بخواهیم فرکانس خروجی را در گسترة تنظیمی کنترل بکنیم. با توجه به این مطلب که فرکانس خروجی تابعی خطی از ولتاژ کنترل است می توان رابطة زیر را برای یک VCO ایده آل نوشت:

که در رابطة فوق بهره یا حساسیت مدار است و برابر یک مقدار ثابت است. در گستره تنظیم گستره قابل دسترسی از فرکانس در نظر گرفته می شود (مثلاً فرض کنید از فرکانس تا ). گسترة تنظیم مطلوب را معمولاً با توجه به دو عامل تعیین می‌کنیم:
عامل 1: فرکانس مرکزی برخی از نوسان سازهای CMOS در اثر تغییرات شدید فرآیند و دما می تواند بسیار تغییر کند (حتی تا دو برابر). بنابراین نیاز است که یک گسترة تنظیم به اندازه کافی بزرگ داشته باشیم تا در اثر تغییرات بتوانیم مطمئن باشیم که فرکانس خروجی را می‌توان روی مقدار دلخواه برگرداند.
عامل 2: با توجه به گستره فرکانسی که برای یک کاربرد خاص نیاز داریم، گستره تنظیم را انتخاب می کنیم مثلاً در برخی از کاربردها فرکانس های ساعتی داریم که باید تا یک یا دو مرتبة بزرگی برحسب حالت کاری تغییر کنند و این ایجاب می کند که گسترة تنظیم نیز متناسب با آن بزرگ باشد.
از VCO ها فرکانس مرکزی مقدار میان گسترة تنظیم تعریف می‌شود. های امروزی فرکانس های مرکزی به بزرگی دارند.
اگر روی خط کنترلمان نویز باشد ممکن است فاز خروجی و فرکانس را تغییر دهد. با توجه به رابطه نویز در فرکانس خروجی با مقدار کمی باشد ممکن است به گستره تنظیم مورد نیاز نرسیم. در واقع اگر بخواهیم که گسترة تنظیم از تا باشد و گستره مجاز از تا باشد، باید در شرط زیر صدق کند:

ممکن است که مشخصه تنظیم خاصیت غیرخطی از خود نشان دهد یعنی مقدارش ثابت نباشد و تابعی از و باشد. در این صورت مجبوریم که تغییرات را در خلال گستره تنظیم کاهش دهیم.
به طور کلی این خاصیت غیرخطی بودن منجر به حساسیت بیشتر برای برخی از نواحی مشخصه می شود. مشخصة واقعی نوسان سازها معمولاً یک ناحیه با بهره بالا در وسط گستره و یک بهره پایین در دو طرف دارند.
در ها برای آنکه شکل موج خروجی به نویز حساسیت کمتری داشته باشد باید دامنة آن بزرگ باشد با تلفات توان و ولتاژ تغذیه و با گسترة تنظیم در تناقض است. در ضمن در ها بین سرعت، تلفات توان و نویز تقابل وجود دارد (مانند دیگر مدارات آنالوگ) اسیلاتورهای معمولی بین 1 تا توان مصرف می کنند.
برای آنکه حساسیت ها را به نویز کم کنیم مطلوب است که اولاً نوسان سازها را به صورت تفاضلی بسازیم و ثانیاً برای سیگنال نوسان ساز و خط کنترل از مسیرهای دیفرانسیل استفاده کنیم.
اگر بخواهیم دقیق تر اثرات نویز را بر ها مطالعه بکنیم باید اثراتی مانند نویز الکترونیکی افرازه ها در نوسان ساز و نویز تغذیه منجر به ایجاد نویز، و خطای Jitter و نویز فاز را نیز بررسی کنیم که در اینجا زیاد با آن ها سروکار نداریم. البته در مورد خطای Jitter توضیحات بیشتری در یکی از های مورد بررسی داده می شود (تخلیه خازن های PLL منجر به خطای جیتر می شود که با قرار دادن یک بافر ساده می توانیم مشکل را حل کنیم که در واقع این بافر یک سورس فالوئر است) به عنوان یک مثال از ها، شکل 17 را در نظر می گیریم که در آن است و فقط خازن پیوند درین ترانزیستور و را در می گیریم، می توان روابط زیر را نوشت:
و
و در ضمن چون داریم می توان نوشت:


مشاهده می شود که در این مثال مقدارش ثابت نیست و با و تغییر می کند که این خود مثالی از خاصیت غیرخطی ها است که در بالا ذکر شد.
وابستگی بین ولتاژ کنترل و فرکانس خروجی در ها یک وابستگی بدون حافظه است زیرا هر تغییری در بلا فاصله منجر می شود به تغییر در حال در ادامه می خواهیم سیگنال خروجی ها برحسب تابعی از زمان بیان کنیم. با توجه به تعاریف ریاضی بین فاز و فرکانس می توان روابط زیر را نوشت:



که البته در رابطة بالا معمولاً اهمیتی ندارد و می شود از آن صرف نظر کرد. در ضمن در رابطة بالا مقدار را فاز اضافی یا می نامیم (این تعریف بیشتر در مبحث PLL ها به کار خواهد آمد)

حال به عنوان یک مثال در نظر می گیریم که به یک ولتاژ کنترل سینوسی کوچک اعمال می شود، می توان نوشت:


با توجه به اینکه ولتاژ کوچکی است می توان تقریب را در نظر گرفت، و نتیجه داریم:


پس خروجی شامل سه موج سینوسی با فرکانس های و و است که طیف را می توان به صورت شکل 20 نشان داد.
در شکل 20 مولفه های را باند کناری می گویند که دامنة آن ها معمولاً بسیار کوچکتر است از دامنه مؤلف با فرکانس .
از مثال بالا می توان این نکته را متوجه شد که اگر ولتاژ کنترل باعث نباشد و با زمان تغییر کند می تواند مولفه های ناخواسته ای را به وجود آورد.
حال که با تعریف کلی و خاصیت ها و مدل ریاضی vco ها آشنا شدیم به سراغ مثال های واقعی vcoمی رویم:
با توجه آنکه در قبل گفته شد می دانیم که فرکانس نوسان، را در یک حلقه N طبقه برابر است با که در آن نمایانگر تأخیر سیگنال بزرگ هر طبقه است.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  60  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله بتن ضد آب

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله بتن ضد آب دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

خاصیت نفوذپذیری و تخلخل بتن بهترین نمونه برای توصیف یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است.تخلخل مقدار منافذ و سوراخهای داخل بتن می باشد که با درصدی از مجموع حجم ماده نشان داده می شود. نفوذپذیری نیز بیانی از چگونگی ارتباط میان منافذ می باشد. این خاصیت ها به کمک یکدیگر اجازه تشکیل مسیری برای انتقال آب به درون ماده را همراه با ایجاد شکافی که هنگام انقباض بوجود می آید , میدهد.
نفوذپذیری مدت زمان انتشار از منافذ , توانایی عبور آب در فشار بین منافذ ماده می باشد.نفوذپذیری با یک مقدار مشخص مثل ضریب نفوذپذیری توضیح داده می شود و عموما به ضریب "دارسی" باز می گردد. نفوذپذیری آب در یک ترکیب بتنی شاخص خوبی برای سنجش کیفیت کارایی بتن است . ضریب "دارسی" کم نشان دهنده غیر قابل نفوذ بودن و کیفیتی بالا برای مصالح می باشد.با اینکه یک بتن با نفوذپذیری کم نسبتا مقاوم می باشد , اما ممکن است هنوز نیاز به ضدآب کردن برای جلوگیری از نشت میان شکاف ها وجود داشته باشــــد.
با وجود دانسیته (تراکم) معلوم آن , بتن یک ماده نفوذ پذیر و متخلخل است که می تواند با جذب آب و برخورد با مواد شیمیایی متجاوز نظیر دی اکسید کربن , مونواکسید کربن , کلراید ها و سولفات ها و دیگر ترکیبات آنها به سرعت تباه شود. اما راه دیگری نیز وجود دارد که هر آبی می تواند به عمق بتن نفوذ پیدا کند .

جریان بخــار و رطوب
ت ناشی از آنآب همچنان در قالب بخار همانند رطوبت نسبی انتقال می یابد . رطوبت نسبی همان آب موجود در هوا به صورت یک گاز محلول می باشد. زمانیکه دمای بخار آب بالا می رود , آب زیاد آن فشار بخاری ایجاد میکند . آب به صورت بخار نیز به میان بتن انتقال می یابد . مسیر جریان از فشار بخار زیاد , عموما منابع , به فشار بخار کم با یک فرایند انتشار می باشد . مسیر انتشار بسیار متکی بر شرایط محیطی است.
جریان انتشار بخار , زمانیکه اجرای ضد آب کردن در مکان هایی که فشار بخار آب موجود به صورت غیر یکنواخت می باشد , بحرانی است . چند نمونه از این موارد شامل استفاده از پوسته ایی که در مقابل بخار بسیار کم نفوذپذیر است , مانند یک پوشش حرکتی روی یک بتن مرطوب [ ولو اینکه پوشش رویی خشک باشد ] در یک روز گرم , در اثر فشار بخار ، فشار موجود افزایش یافته و باعث طبله شدن یا تاول زدن بتن می شود.
- بکار بردن یک اندود یا بتونه برای دیوارهای خارجی یک بنا ممکن است در صورت بقدر کافی نفوذ پذیر نبودن بتونه در مقابل بخار , رطوبت را به داخل دیوارها انتقال دهد.
- استفاده از کف با قابلیت نفوذ پذیری کم در مقابل بخار روی یک دال شیبدار در محلهای زیر سطحی در برخورد با رطوبت بالا ممکن است باعث تورق (لایه لایه شدن ) کف گردد.
عموما یک بتونه یا پوشش کم نفوذ در برابر بخار نباید روی سطح داخلی یک بنا یا سازه قرار داده شود. فشار بخار یا فشار آب برای خراب کردن و یا طبله کردن اندود عمل خواهد کرد . بعضی از انواع پوشش ها و افزودنی های کاهنده آب در بتن حرکت بخار آب را به طور قابل ملاحظه ای اصلاح می کنند و بدین صورت اجازه می دهند از آنها در قسمت داخلی استفاده شود. مثالهای اولیه پوشش های ضد آب سیمانی و مواد افزودنی تقلیل دهنده نفوذ آب می باشند.

چگونگی عملکرد فناوری ضد آب کردن کریستالی :
فناوری کریستالی دوام و کارایی ساختار بتن را بهبود بخشیده ، هزینه های نگهداری آن را پائین آورده و با محافظت کردن بتن در مقابل تاثیرات مواد شیمیایی مهاجم ، طول عمر آن را افزایش می دهد. این کیفیت کارایی بالا از راه کار با فناوری کریستالی منتج می گردد. زمانیکه فناوری کریستالی در بتن استفاده می گردد ، ضد آب کردن و دوام بتن را با پر کردن و مسدود ساختن منافذ ، شیارهای موئین ، شکافهای بسیار ریز و دیگر سوراخها بوسیله یک فرم کریستالی بسیار مقاوم حل نشدنی ، اصلاح می کند . این ضد آب بودن بر پایه دو واکنش ساده شیمیایی و فیزیکی اتفاق می افتد . بتن ماده ای شیمیایی است و زمانیکه ذرات سیمان هیدراته می شوند ، واکنش بین آب و سیمان باعث می شود [ بتن ] شروع به سختی کند ، توده ای صلب گردد.همچنین واکنشی شیمیایی با مواد پنهان داخل بتن اتفاق می افتد.
ضدآب کردن کریستالی ، مجموعه ای از مواد شیمیایی دیگر را در [ بتن ]جمع می کند . زمانیکه مواد شیمیایی اجزاء سیمان هیدراته شده و مواد شیمیایی کریستالی در حضور رطوبت قرار می گیرند ، واکنشی شیمیایی اتفاق می افتد ، محصول نهایی این واکنش ساختار کریستالی غیر قابل حلی می باشد .
این ساختار کریستالی فقط در مکان های مرطوب می تواند اتفاق بیفتد و بدین ترتیب در منافذ ، شیارهای موئین و ترک های ناشی از جمع شدگی بتن شکل خواهد گرفت . هرجایی نشت آب صورت پذیرد ضد آب کریستالی با پر کردن منافذ و سوراخها و شکافها ایجاد خواهد گردید.
زمانیکه ضد آب کریستالی در سطوح همانند یک پوشش یا همانند عملکرد پاشش خشک روی دال بتنی تازه بکار گرفته می شود ، فرایندی به نام انتشار شیمیایی رخ می دهد. طبق نظریه انتشار ، محلول با دانسیته بالا میان محلولی با دانسیته پائین جا خواهد گرفت تا این دو متعادل گردند .
بدین سان ، زمانیکه بتن قبل از اجرای ضد آب کردن کریستالی با آب اشباع می شود ، یک محلول با دانسیته شیمیایی کم بکار برده شده است و زمانیکه ضد آب کریستالی در بتن بکار گرفته می شود ، محلولی با دانسیته شیمیایی بالا روی سطح آن ایجاد می شود که فرایند انتشار شیمیایی را راه اندازی می کند ، ضد آب کریستالی با جابجا شدن میان [ محلول با دانسیته پائین ] به تعادل می رسد .
مواد شیمیایی ضد آب کریستالی میان بتن پخش شده و در دسترس اجزای سیمان هیدراته قرار میگیرد و اجازه می دهد واکنشی شیمیایی اتفاق افتاده ، یک ساختار کریستالی شکل گیرد و همانند ماده شیمیایی ادامه می یابد تا میان آب پخش گردد . 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   10 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله انرژی آب

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله انرژی آب دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چرخهای آبی
مصرف آب به عنوان دومین منبع انرژی (بعد از آتش) برای بشر محسوب می‎شود. از این‎رو چرخهای آبی در تاریخ توسعه و مصرف انرژی، نقش مهمی ایفا می‎کنند. چرخهای آبی دستگاه‎های مکانیکی ساده‎ای هستند که ما می‎توانیم برای درک برخی مفاهیم هم و کلیدی از آنها یاری جوئیم.

انرژی جنبشی
برای درک و روشن شدن، مطلب را با مثال ساده‎ای آغاز می‎کنیم. اگر در حال عبور از نهر ابی باشیم، این حس در ما ایجاد می‎شود که آب در جهت خلاف پاهای ما به شدت عبور می‎کند. در نهرهایی که جریان آب در آنها تند باشد باید مراقب باشیم که شدت (فشار) آب باعث افتادن ما نشود. همین‎طور کشش و فشار امواج را هنگام گذر از کنار دریا حس می‎کنیم. گاهی اوقات هنگام نزدیک شدن امواج،‌ می‎توانیم سریع پاهایمان را کنار بکشیم، یقیناً اگر در زیر یک آبشار باشیم، فشار آب را روی بدنمان احساس می‎کنیم. اگر اندکی این چرخ را در نحری که آب در آن جریان دارد،‌ داخل کنیم. جریان آب در جهت خلاف آن بر آن فشار می‎آورد، درست همانند زمانی که ما داخل آب هستیم شویم. فشار آب موجود در جهت فاضلاب فقط یک پدال (پرگا)، موجب چرخش چرخ می‎شود. اگر محور چرخ را به یک دستگاه وصل کنیم قادر به انجام کار مفید، نظیر آسیا کردن غلات می‎باشیم. پایه و اساس چرخ
آبی، درک مفهوم فوق می‎باشد.
حال، مشاهده‎ای مرتبط در این زمینه را در نظر مجسم سازید: زمانی که داخل یک استخر یا حوض مخصوص شنا ایستاده‎ایم و یا در حال گذشتن از آن هستیم، هیچ نگران این قضیه نیستیم که جریان آب موجب عدم تعادل و نهایتاً افتادن ما شود. مشابه آن در مورد چرخ آبی هم صدق می‎کند. قرار دادن چرخ آبی در استخر شنا، مانع حرکت چرخ می‎شود. به تفاوتی بین شرایط فعلی و شرایطی که قبلاً راجع به آن بحث شد، وجود دارد؟ در استخر شنا با حوض، جریان آب، ثابت و یا اینکه خیلی کند می‎باشد. تنها آب جریا (متحرک) باعث هل دادن و به حرکت درآوردن ما و همین‎طور باعث چرخاندن، چرخ آبی می‎شود. به حرکت درآمدن ما و چرخ آبی، بیانگر انجام کار می‎باشد. تنها آب جاری،‌ توان انجام کار را دارد. مطلب فوق مبین این مسئله است که آب جاری (آبی که دارای حرکت باشد) دارای نوع انرژی می‎باشد. همان‎طوری که قبلاً گفته شد، اگر چرخ آبی را به یک دستگاه مکانیکی وصل کنیم، دستگاه قادر به انجام کار نظیر: آسیا کردن فلات یا اره کردن چوب می‎باشد. تعمیم عبارت فوق بیان این مطلب است که:
«انرژی جنبشی، باعث انجام کار می‎شود.»

انرژی پتانسیل
حال روش مقرون به صرف نیز، استفاده از یک چرخ آبی را در نظر مجسم سازید،‌با در نظر گرفتن مزیت آبشار و انرژی جنبشی آبی که از آن سرازیر می‎شود، چرخ‎های چرخ‎دنده می‎چرخد و کار انجام می‎گیرد. حجمی از آب را درست در نقطه ‎A در نظر بگیرید، آیا آن مقدار از اب قادر به انجام کار می‎باشد؟ خیر؟ (حداقل، حالانه)، حجم آب در آن نقطه، فاقد انرژی جنبشی می‎باشد. البته باید بر این مسئله واقف باشیم که آب در نقطه ‎A انرژی جنبشی ندارد اما پتانسیل کسب انرژی جنبشی را دارد. برای درک مطلب فوق می‎توانیم بگوئیم که آب در نقطه ‎A دارای انرژی پتانسیل می‎باشد. چه عاملی باعث سرازیر شدن آب می‎گردد؟ نیروی جاذبه زمین، آب را به مرکز زمین می‎کشد، باید گفت که آب در نقطه «A» انرژی پتانسیل جاذبه را دارا میباشد. انرژی پتانسیل جاذبه، نیتولی می‎باشد که باعث کشیده شدن اشیاء به طرف مرکز ثقل می‎شود.
حال سه نکته دیگر را به آن اضافه می‎نمائیم. اولاً: انرژی پتانسیل بالقوه انرژی جنبشی می‎باشد یا (انرژی پتانیل قابل تبدیل به انرژی جنبشی می‎باشد). ثانیاً‌ در نقطه ‎B آب به پره‎های چرخ آبی ضربه می‎زند و موجب انتقال انرژی جنبشی آب به چرخ و نهایتاً حرکت چرخ که همان انجام کار می‎باشد می‎شود. در واقع نقطه ‎B مکانی فعال است. تصور کنید که برای حجم آب در نقطه ‎C چه روی می‎دهد؟ ممکن است این‎طور در ذهن تداعی شود که انرژی پتانسیل در نقطه ‎C به آخر می‎رسد. اما قضیه فوق کاملاً درست نیست زیرا عملاً به آبشاری دیگر که در حال سرازیر شدن در نهر است برخورد می‎کند، پس آب در نقطه ‎C، هنوز انرژی پتانسیل جاذبه را دارا می‎باشد،‌ در واقع آب همشیه، قدری انرژی پتانسیل جاذبه را دارا می‎باشد مگر آنکه نقطه ‎C مرکز ثقل زمین باشد.
بیشترین و بالاترین میزان انرژی پتانسیل در نقطة ‎A می‎باشد. آب هنگام سرازیر شدن از آبشار قدری از انرژی پتانسیلش، به انرژی جنبشی تبدیل می‎شود و انرژی جنبشی آب در حال سرازیر شدن از آبشار، قادر به انجام کارو چرخاندن چرخ آبی می‎باشد.

تغییر خودبخود و نمودار انرژی
از مشاهدات و دانسته‎های خود بر این مسئله واقف هستیم که اشیاء همواره در حال سقوط می‎باشند. این مسئله شامل حال ما هم می‎شود به عنوان مثال: هنگام سکندری خودرن و افتادن. هر شیئی متحرک، خودبخود از انرژی پتانسیل جاذبه بالا به سمت نیروی پتانسیل جاذبه پایین، سقوط می‎کند همچنین می‎دانیم که اشیاء، خودبخود به سمت بالا نمی‎روند. (گاهی اوقات، ممکن است در سینما یا تلویزیون، هنگامی که فیلم به عقب برمی‎گردد، شاهد این مسئله باشیم که اشخاص یا اشیاء به طرف بالا می‎روند. این مسئله جنبه فکاهی دارد و کاملاً برخلاف تجارب همول و قابل انتظار می‎باشد. برای هر رویداد طبیعی یک مسیر معقول و غیرمعقول وجود دارد. سیب از درخت می‎افتد، اما دوباره به سمت شاخه برنمی‎گردد. ذرات شکر در قهوه حل می‎شوند آنها دوباره در فنجان شکل نمی‎گیرند.
بنابراین، اشیاء از پتانسیل جاذبه بالا به پتانسیل جاذبه پایین حرکت می‎کنند هنگام استفاده از چرخ آبی، اگر تغییر انرژی از پتانسیل بالا به پتانسیل پایین باشد می‎توانیم انرژی جنبشی را از آن استخراج نمائیم.
در واقع می‎توانیم سیستم را (آب، آبشار و چرخ آبی) در ‌نموداری ساده تعریف نمائیم نمودار فوق، تا حدودی، مشابه نموداری می‎باشد که پیش از این در نمودار (505) برای سیستمی دیگر (یک اتم کربن، 4 اتم هیدروژن و چهار اتم اکسیژن) معرفی نمودیم و از آن می‎توانیم انرژی، استخراج نمائیم در مورد تغییرات شیمیایی فوق، از سیستمی با انرژی پتانسیل شیمیائی بالا که همسان با سیستم انرژی پتانسیل جاذبه بالا می‎باشد، صحبت می‎شود. در واقع این دو تودار به قدری شبیه به هم هستند که می‎توانیم از آنها نمودار انرژی واحدی ترسیم نمائیم. که هر دو سیستم در آن کاربرد دارد. نمودار فوق به منظور شرح و توصیف یک سری از سیستمهای مشابه استفاده می‎شود.
مفهوم کلیدی نمودار فوق مطلب زیر می‎باشد:
«زمانی که سیستم به دستخوش یک سری تغییرات خودبخود از پتانسیل جاذبه بالا به پتانسیل جاذبه پایین می‎شود ما می‎توانیم انرژی (یا کار) را از آن استخراج نمائیم.
انواع چرخ آبی
ساده‎ترین و اساسی‎ترین طراحی در چرخهای آبی، چرخ آبی ‎undershot (چرخ آبی که آب از زیر آن می‎گذرد و موجب چرخیدن چرخ می‎شود) می‎باشد. ابتدائی‎ترین طراحی، چرخ پره‎دار ساده‎ای بود که داخل نهر یا رودخانه قرار داشت. چرخ آبی فوق در مناطقی همچون دانمارک شمالی و چین قرار داشت و از آن برای آسیا کردن برنج استفاده می‎شد. این چرخ آبی در مخروبه‎های پمپی ‎(Pompei) که شهری مدفون در زیر گدازه‎های آتشفشان بود، پیدا شد. همچنین، چرخ قوماً عملاً دارای یک سری مشکلات بود. کاری که به وسیله این چرخ آبی انجام می‎گرفت، ‌نشأت گرفته از انرژی جنبشی آب و شدت جریان آب بود. تغییرات فصلی، موثر در جریان آب رودخانه و نتیجتاً کار و نیروی انجام گرفته تسوط چرخ بود. نوسانات فصلی، در میزان ذخیرة آب خیلی مؤثر بودند. در آب و هوای داغ و در زمان خشکسالی، سطح آب رودخانه، به قدری پایین بود که آب کافی برای چرخاندن چرخ وجود نداشت. هنگام سیل، به قدری آب رودخانه بالا می‎آمد که تمام چرخ در آب فرو می‎رفت. علی‎رغم تمام نقایص، چرخ فوق ‎- ‎undershot‎- برای مدتها، در سراسر دنیا قابل استفاده بود. سهولت، سادگی و همین‎طور کم هزینه بودن آن باعث استفاده طولانی و مستمر از این چرخ شد. در چرخ آبی، خصوصاً چرخ آبی پره‎داری که آب برای چرخاندن آن، از زیر چرخ می‎گذرد، میزان قابل ملاحظه‎ای از انرژی، هنگام ضربه زدن آب به پره‎های چرخ، به هدر می‎رود. تا سال 1800، هیچ تغییر و تحولی در طراحی چرخ آبی بوجود نیامد. بازنگری و تغییر در طراحی چرخ، کاملاً ساده و اسان بود: شکل پره‎ها تغییر کرد. در طرخح پیشرفته که چرخ آبی پاسلت ‎Povcelet undershot wheel یا به طور ساده‎تر چرخ پانسلت نامیده می‎شد، پره‎ها یا پدال‎های چرخ طوری طراحی شده بودند که تلاطم آب، موجب اتلاف حداقل میزان انرژی می‎شد. انحنای پدال‎ها، موجب سرعت چرخش چرخ و انتقال انرژی جنبشی به آن برای چرخش چرخ می‎شد. آب با سرعت تقریباً صفر،‌ باعث انتقال انرژی جنبشی آب به چرخ و نهایتاً چرخش چرخ می‎شود. چرخ پانسلت ‏‎-‎Poncelet‏‎- هفتاد الی هشتاد و پنج درصد در انتقال انرژی جنبشی آب به کار مؤثر بود. اما چرخ یا پره‎های مسطح بیست الی بیست و پنج درصد در این انتقال مؤثر بود. در چرخ ‎overshot، آب از بالای چرخ به پایین سرازیر می‎شود. نمودار (808). در مواردی که جریان آب رودخانه، کند باشد، چرخ ‎overshot به ‎undershot ارجحیت دارد. در واقع چرخ ‎overshot در هرنری که مجهز به سد باشد، قابل استفاده می‎باشد. در چنین نهری، همواره میزان ثابتی از آب را در طول سال خواهیم داشت. در فصول گرم و خشک سال، همیشه، ذخیره آب را در نهر داریم و در فصل سرما نیز آب مازاد از مجرای سد، می‎گذرد. تاریخچه چرخ ‎overshot به قرن سوم بعد از میلاد بازمی‎گردد و تصاویری از آن بر دیواره‎های گورستان دوم باستان حک شده است. چرخ ‎overshot عمود بر یک محور افقی می‎باشد. تیغه‎های چرخ طوری طراحی شده‎اند که آن را به دو بخش مجزا تقسیم می‎کنند. آب از بالا، داخل یان دو بخش (سطل) مجزا می‎ریزد. در چرخ فوق، تنها جزئی از کار در اثر برخورد آب با تیغه‎ها، صورت می‎گیرد و قسمت اعظم آن از شدت جریان آب سرازیر شده از سطلها می‎باشد که موجب چرخش چرخ می‎شود. میزان کارآئی و بازدهی چرخ فوق شصت و پنج الی هشتاد درصد می‎باشد. با نصب سد که چرخ در مکانی پایین‎تر از آن که به منظور سرازیر شدن آب از بالا بر آن شود، قرار می‎گیرد. این مجرا به عنوان گذرگاه اصلی ‎- مبدأ ‎- ‎head race‎- شناخته می‎شود. مجرای دیگری نیز در اینجا لازم می‎باشد که موجب جاری شدن آب به سطح پایین‎تر (انرژی پتانسیل جاذبه زمین) می‎شود. آبی که از گذرگاه مبدأ اصلی به داخل سطل می‎ریزد، موجب چرخاندن چرخ در آن زمان می‎شود.

چرخهای آبی در جهان باستان
چرخ آبی، دستگاهی است که استخراج انرژی از یک سیستم را میسر می‎سازد. به عنوان مثال آب در حال سرازیر شدن که از انرژی پتانسیل بالا به انرژی پانسیل پایین منتقل می‎شود. اگر دستگاهی را به محور چرخ آبی متصل کنیم، می‎توانیم از انرژی جنبشی برای انجام کار استفاده نمائیم.
در واقع چرخ آبی اولین دستگاهی بود که عملاً بشر را از اتکاء به ماهیچه‎هایش یا به بیگاری گرفتن حیوانات برای انجام کار، رها نمود. اطلاعی از زمان و مکان پیدایش چرخهای آبی در دست نیست و حتی اطلاعی از اینکه چه شخصی باعث پیشرفت و توسعه آن شد، نیست. حدوداً 300 سال قبل از میلاد، مصارف دیگری از چرخ آبی می‎شد. آنها،‌ با طناب به سطلهایی برای بالا آوردن آب وصل می‎شدند که از آن برای مصارف خانگی و یا آبیاری زمینهای کشاورزی استفاده می‎شد. این، ساده‎ترین و ابتدائی‎ترین کاربرد چرخ آبی بود، ‎Noria، چرخ پره‎دار ساده‎ای بود که با جریان آب رودخانه، حرکت می‎کرد و به شتر در مدیترانه رواج داشت. ‎Noria چندان عمری نداشت زیرا بلافاصله چرخ دیگری که در پایین به شرح آن می‎پردازیم، بوجود آمد. علت پیدایش این چرخ جدید،‌ به خاطر نیاز ‎Noria به ذخیره زیاد آب بوده است.
تا سال صد قبل از میلاد، چرخهای آبی در چندین نواحی دنیا از جمله شمال یونان، ترکیه و هند برای آسیا کردن غلات و استخراج روغن از زیتون، کاربرد داشتند. این چرخها، معروف به چرخهای افقی می‎باشند و میله عمودی نصب شده بر روی آن، مستقیماً سبب حرکت سنگ آسیا می‎شود. چرخهای افقی هم مشکلات و معضلاتی را با خود به همراه داشتند. از جمله آن که باید مجهز به نوعی مجرا یا کانال باشند که موجب انتقال آب به یک طرف چرخ و نهایتاً چرخاندن چرخ شود. از این‎رو، چرخهای افقی در نهرها که شدت جریان آب در آن شد می‎باشد (نظیر نواحی کوهستانی شمال ترکیه و یونان) کارآیی داشتند. لازم به ذکر است که سرعت سنگ آسیا، دقیقاً برابر سرعت چرخ آبی و سرعت چرخ آبی هم بسته به سرعت جریان آب می‎باشد.
چرخ افقی گاهی اوقات با نام ‎Norse wheel شناخته می‎شود. و اولین دستگاه قابل استفاده در منزل بود. در آن زمان غلات با آسیاهای دستی آرد می‎شدند. زنان مجبور به انجام این کار بودند و زمان زیادی از وقت آنها بدین کار سپری می‎شد. این دستگاه شرایط فوق را تغییر داد. مسئله فوق ممکن است از دو دیدگاه، چندان جالب نباشد. اما مسئله‎ای برای ماشینی شدن کارها و رهایی از کار پرزحمت آسیا کردن غلات با دست شد و همین مسئله موجب نگرانی اختلاف‎گرایان از اوقات فراغت زنان شد،‌ استرابو ‎- ‎Strabo‎- به توصیف و شرح قدیمی‎ترین چرخ آبی پرداخت. این چرخ در کابریا ‎cabria از سواحل جنوبی دریای سیاه، پیدا شد. اولین اثر ادبی که به مدح و ستایش از سد پرداخت، در یونان اتفاق افتاد. «از آسیاب کردن دست بردارید. از ینانی که در سدها عرق می‎ریزید. بانگ خروش، نویدبخش روزی آزاد برای شماست و به آب فرمان داده شده که جور کار دست شما زنان را بکشد. آب باعث حرکت چرخ و محور آن برای حرکت چرخ‎دنده و سنگ آسیا می‎شود.»
استرابو ‎ـ ‎strabo‎- اولین جغرافی‎دان دنیا بود. کتاب جغرافی آن به خاطر جدیدترین اطلاعات مربوط به کشورهای و مردمش ‎- یونان و روم ‎- مشهور می‎باشد.
‎Pompey، یکی از بزرگترین ژنرال‎ها و رهبران سیاسی در روم بود. همزمان با جولیو، سزار وی، یکی از رهبرانی بود که در سالهای 50 ‎- الی 60 قبل از میلاد بر روم حکمرانی کرد. وی مغلوب سزار شد و روم را به مقصد مصر ترک نمود و در سال 48 قبل از میلاد در آنجا به قتل رسید.
در چین باستان، چرخهای آبی به دنباله‎هایی برای تأمین حجم زیادی از هوا در کوره‎های آهنگری، مرتبط می‎شدند. این برای اولین بار در ‎Nanjn واقع در شرق مرکز چین روی داد. این تغییر و تحول به توشیح‎- ‎Tushih‎- رئیس قبیله مذکور که علاقمند به ریخته‎گری برای ساختن وسایل کشاورزی بود، نسبت داده می‎شود. توچین، چرخهای آبی تا زمان استفاده از ‎Trip hammer ‎- که برای خرد کردن سنگ هدن و یا شکل دادن آهن استفاده می‎شد، قابل استفاده بودند.
‎Trip hammer، چکش سنگین و تقریباً بزرگی است که نمی‎توان آن را در دست گرفت و برای شکستن سنگ هدن و شکل دادن فنرات به شکل دلخواه و مطلوب استفاده می‎شود. دستگاهی مکانیکی مانند چرخ آبی یا موتور بخار، موجب بالا رفتن چکش می‎شود. وقتی که چکش به میزان خیلی بالا می‎رود. با یک ‎trip (اصطلاحی برای دستگاه هنگام آزاد شدن) به طرف پایین سقوط می‎کند. در حین چرخش چرخ، چکش دوباره بالا می‎رود بر ‎trip دوباره اتفاق می‎افتد و این چرخه همین‎طور ادامه می‎یابد.
نوع دیگری از چرخ از سطل‎هایی که از آن آویزان یا متصل به لبه‎های چرخ پره‎دار می‎باشد، استفاده می‎کند. از دستگاه فوق، همچنین برای کشیدن آب برای مصارف خانگی و آبیاری زمینهای کشاورزی استفاده می‎شد. چرخ فوق در هند و خاورمیانه کاربرد زیادی داشت. ‎Noria، امروزه هنوز در برخی از مناطق دنیا استفاده می‎شود. آنها،‌ خصوصاً در مصر و افریقا، رایج می‎باشند.

ویتروویوس ‎- ‎VITUVIUS‎ ‎- و اختراع چرخ دنده
مهندس،‌ نویسنده و معمار رومانیائی ‎- مارکس ویتروویوس پولیو، اولین مخترع
دستگاه مولد انرژی، به توصیف و شرح چرخ آبی در قالب کتاب پرداخت. Vitruvius در کتابش با عنوان ‎De architectura، طراحی و کاربرد چرخ فوق را کاملاً توصیف می‎کند، این کتاب برای اولین بار در سده بیست و هفت بعد از میلاد منتشر و هنوز هم بعد از گذشت دو هزار سال، در دسترس می‎باشد. وی مدعی است ایستگاه‎هایی که وی به توصیف آنها پرداخته، هنوز هم در دسترس می‎باشند و اختراعشان را به مهندسین یونانی نسبت می‎دهد. ابتدائی‎ترین شکل این چرخ، در سده میلادی، برای به حرکت درآوردن آسیا و آرد کردن غلات استفاده می‎شد. همچنین برای استخراج روغن از زیتون نیز کاربردداشت. چرخهای آبی، برای به حرکت درآوردن هر ماشینی، طراحی نشده‎اند. ویتروویوس به معرفی و توصیف چرخ عمومی می‎پردازد که داخل نهر قرار دارد و آب از زیر آن می‎گذرد، با وجود چرخ فوق،‌نیاز به چرخ دنده برای اتصال محور چرخ به محور سنگ، احساس می‎شود، وقتی این کار صورت می‎گیرد،‌دیگر نیازی به چرخش هم جهت سنگ اسیا و چرخ آبی نیست. با انتخاب صحیح اندازه چرخ دنده، قادر به حرکت سریع‎تر و یا کندتر سنگ آسیا، نسبت به چرخ می‎باشیم.
پیشرفت چرخ دنده و تغییر سرعت چرخ، اولین و اساسی‎ترین موفقیت در طراحی دستگاه بود. این تغییر و تحول مربوط به 2100 سال پیش می‎شود. از دیدگاه ما، مربوط به سالها پیش می‎شود،‌ اما،‌نقطه نظرات مختلف، بشر، در طول این سالها، در تغییر و تحول آن شرکت داشته است. اگرچه امروزه، چرخ ‎undershot مجهز به سیستم چرخ دنده، ممکن است خیلی ابتدائی و ساده به نظر رسد. اما لازم است به علت
پیشرفتهائی که در تاریخ بشر داشته، قدردان آن باشیم.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  30  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید