Poezii de 1 Decembrie

Receptionarea semnalului AM

Iata un exemplu real.Cand acordezi aparatul radioreceptor AM--de exemplu pe cifra de pe afisul radioului la 680 ce se intampla:--emitatorul statiei de radio-emisie emite undele sinusoidale la frecventa de 680 000 hertzi (unda sinusoidala se repeta de 680 000 ori pe secunda).Vocea DJ-ului este modulata pe acel purtator prin varierea amplitudinii (marimii) undei sinusoidale al emitatorului.Un amplificator de radiofrecventa amplifica semnalul la o putere de aproximativ 50 000 de wati,in cazul unor statii de emisie mari.Apoi antena trimite undele radio in atmosfera.

Dar cum receptioneaza radioul tau AM semnalul de 680 000 hertzi pe care l-a trimis emitatorul,si cum extrage informatia din el?Iata pasii:

  • In cazul in care nu stai in permanenta langa receptor,radioul tau are nevoie de antena pentru a ajuta la capturarea undelor radio trimise de catre statia de emisie.O antena AM este pur si simplu un fir metalic care creste cantitatea de metal cu care pot interactiona undele emise.
  • Radioul tau are nevoie de tuner.Antena va receptiona mii de unde sinusoidale.Rolul tunerului este de a separa o unda sinusoidala dintre altele mii care sunt receptionate de catre antena.In acest caz,tunerul este acordat la semnalul de 680 000 hertzi. Tunerele functioneaza pe principiul asa numitului rezonanta.Trunerul rezoneaza si amplifica doar o singura frecventa, ignorand restul semnalelor cu alte frecvente.Este foarte usor sa creezi un rezonator cu ajutorul unui condensator si unui inductor (bobina).

  • Tunerul face ca radioul sa prinda doar un singur semnal sinusoidal(in cazul nostru 680 000 hertzi).Acum,vocea dj-ului trebuie extrasa din unda sinusoidala.Acest lucru este facut cu ajutorul unui detector sau demodulator.In cazul radioului AM,acest demodulator de obiciei nu este altceva decat o dioda.Dioda permite curentului sa curga intr-o singura directie,dar nu si in cealalta directie,deci taie o latura a frecventei,potrivit ilustratiei de mai jos:

  • In continuare,amplificatorul audio amplifica acest semnal,si il trimite inspre difuzor.Amplificatorul poate fi facut din unul sau mai multe tranzistoare (mai multe tranzistoare inseamna mai multa amplificare,deci mai multa putere in difuzoare)
Ceea ce auzi in difuzoare este vocea DJ-ului!

In radioul FM,detectorul(demodulatorul) este diferit,dar toate celelalte componente sunt la fel.In FM,detectorul transforma schimbarile ale frecventelor in sunet,insa antena,tunerul si amplificatorul sunt in mare parte la fel.


Continuare>>

In acest articol:

Transmiterea informatiei

Daca ai un emitator care emite unde sinusoidale in aer cu ajutorul unei antene,atunci ai o statie de emisie radio.Singura problema este ca unda sinusoidala nu contine nici un fel de informatie.Unda trebuie modulata cumva pentru a transmite informatii cu ea.Sunt trei moduri obisnuite de a modula undele sinusoidale:
  • Modulatie de Faza-(Pulse Modulation sau PM)In modulatia de faza ,pur si simplu pornesti si opresti unda sinusoidala.Prin aceasta metoda este simplu sa transmiti codul Morse.Modulatia de faza nu este foarte folosita,dar un exemplu bun sunt sistemele radio care transmit semnale ceasurilor controlate prin radio,din Statele Unite.Aria de acoperire al unui emitator PM poate acoperi intreaga suprafata a Statelor Unite.
  • Modulatie in Amplitudine (AM-Amplitude Modulation)-Si statiile radio AM si televiziunile folosesc modulatia in amplitudine pentru a coda informatia.In modulatia de amplitudine amplitudinea undei sinusoidale (cele doua varfuri din sus si jos) este schimbatoare.Deci,de exemplu,unda sinusoidala a unei persoane este suprapusa pe undele sinusoidale ale emitatorului pentru a-i varia amplitudinea.
  • Modulatia in Frecventa (FM-Frequency Modulation)-Statiile radio FM,si sute de alte tehnologii wireless (inclusiv telefoanele mobile,si portiunea audio a televizoarelor,tocmai de aceea poti sa "prinzi deseori televizorul la radio".) folosesc modulatia in frecventa.Cel mai mare avantaj este ca FM-ul este total imun fata de zgomotul static.In FM,frecventa undelor sinusoidale este schimbatoare (si nu amplitudinea,adica nu acele varfuri ale undelor,ci valoarea frecventei), in functie de semnalul de informatie (sunet,date,etc)
De indata ce ai modulat unda sinusoidala cu informatie,poti sa transmiti aceea informatie prin intermediul undelor,cum se mai exprima de multe ori DJ-i din emisiunile radio.


Continuare>>

In acest articol:

Fa-ti propriul emitator simplu

Tot ceea ce trebuie sa faci pentru a crea un emitator simplu este sa creezi un curent electric schimbator intr-un fir.Poti face acest lucru conectand si deconectand bateria.Rezultatul ar fi:
Cand conectezi bateria la firul electric,tensiunea din fir este de 1,5
volti, iar cand o deconectezi este zero volti.Conectand si deconectand
repede bateria,poti crea unde dreptunghiulare care fluctueaza intre 0 si
15 v

O metoda mai buna este de a crea un curent variabil in permanenta int-un fir.Cea mai simpla si mai "neteda" forma este unda sinusoidala,cum vedem si mai jos:
O unda sinusoidala fluctueaza foarte lin,intre sa spunem 10 si -10 volti

Creand o unda sinusoidala si facandu-l sa parcurga un fir electric,creezi un emitator simplu.
Este extrem de simplu sa creezi o unda sinusoidala cu doar cateva componente electronice--un condensator si o bobina poate crea o unda simpla,iar cateva tranzistoare pot amplifica unda intr-un semnal puternic.Trimitand acest semnal printr-o antena,poti transmite pe o anumita distanta,mai ales in functie de puterea amplificatorului cu tranzistoare,dar nu numai.

Frecventa

O caracteristica a undei sinusoidale este frecventa.Frecventa
unei unde sinusoidale este numarul oscilatiilor un sus si in jos dintr-o secunda.
Cand asculti un radio pe AM,radioul este acordat pe o unda sinusoidala
cu o frecventa de 1 000 000 de cicluri pe secunda(hertzi).De exemplu,cifra
680 de pe afisajul radioului inseamna 680 000 de cicluri pe secunda.Semnalele
radioului FM opereaza in jurul frecventei de 100 000 000 de hertzi,deci 106,7 pe afisajul receptorului FM inseamna ca emitatorul de la postul de radio(de exemplu) emite cu
106 700 000 de cicluri pe secunda.



Continuare>>

In acest articol:

Un emitator simplu

Iti poti crea o imagine despre cum functioneaza un emitator simplu folosind o baterie si un fir electric.In momentul in care ambele capete ale firului electric le conectezi la bornele bateriei,bateria trimite curent electric ( un sir de electroni) prin acel fir.Acei electroni care se misca creaza un camp magnetic care inconjoara firul.Campul magnetic astfel creat este suficient de puternic pentru a afecta o busola ("compass" in engleza).


Sa spunem ca vii cu un alt fir si il pui in paralel cu firul conectat de baterie la vreo 5 centimetrii.Daca la capatul acestui fir vei pune un voltmetru,iata ce se va intampla:De fiecare data cand conectezi si deconectezi primul fir de la baterie,la capatul celui de-al doilea fir vei sesiza o tensiune si curent electric--orice schimbare de camp magnetic induce un camp electric intr-un conductor.Acesta este si principiul oricarui generator de curent.Deci sa vedem:

  • Bateria creaza un flux de electroni in primul fir.
  • Electronii in miscare produc un camp magnetic in jurul firului.
  • Campul magnetic "excita" al doilea fir
  • Electronii incep sa curga in al doilea fir de fiecare data cand se schimba campul magnetic in primul fir



Un lucru important de observat este faptul ca electronii "curg" in al doilea fir doar cand conectezi sau deconectezi bateria de la primul fir.Un camp magnetic nu determina electronii sa curga intr-un fir,decat daca campul este schimbator.Conectand si deconectand bateria de primul fir se produce o schimbare a campului magnetic (Cand conectam bateria se produce campul magnetic,cand o deconectam se prabuseste),deci electronii curg in al doilea fir doar in acele doua momente.


Continuare>>

In acest articol:

Exemplele unor aplicatii radio

Un monitor pentru bebelusi este foarte simplu,si este un exemplu al folosirii tehnologiei radio.Un emitator este situat in camera bebelusului,iar receptorul este in camera parintilor,care poate sa asculte bebelusul.Iata cateva caracteristici pentru un monitor obisnuit:

  • Modulatia: Modulatie in Amplitudine (AM)
  • Frecventa: 49 MHz
  • Numarul frecventelor: 1 sau 2
  • Puterea de emisie: 0,25 wati
Nu va faceti griji daca termenii "modulatie" si "frecventa" nu au sens pentru voi--voi scrie intr-un moment despre acestea)

Un monitor pentru bebelusi obisnuit,cu receptorul in stanga si emitatorul in drapta: Emitatorul sta in camera bebelusului si este de fapt o "mini" statie radio.Parintii poarta cu ei receptorul prin casa,si pot asculta bebelusul.In mod normal distanta de emisie este limitata la o distanta de 60 m.



Si telefonul mobil este de fapt un aparat radio,insa este unul mult mai sofisticat.Un telefon mobilare si receptor si emitator.Amandoua sunt folosite simultan,unul pentru vorbire iar celalalt pentru ascultare.De asemenea mobilul poate folosi si intelege mai multe sute de frecvente,si poate comuta automat frecventele pe care opereaza.Voi scrie in zilele ce urmeaza si despre cum functioneaza un telefon mobil.Iata cateva caracteristici importante al unui telefon mobil analog obisnuit:
  • Modulatia:Modulare in Frecventa (FM)
  • Gama de frecventa: 800 MHz
  • Numarul frecventelor: 1664
  • Puterea e emisie: 3 wati

Un telefon mobil obisnuit contine atat receptor cat si emitator,iar ambele functioneaza simultan,pe frecvente diferite.Un telefon mobil comunica cu releul telefonic si poate emite pe o arie de 3-5 km.



Continuare>>

In acest articol:

Elementele principale ale radioului

Cum ai vazut si in sectiunea precedenta,este extrem de simplu sa transmiti static.Insa,in zilele noastre toate radiourile folosesc unde sinusoidale continue pentru a transmite informatii (audio,video,digitale).Motivul pentru care se folosesc unde sinusoidale este faptul ca sunt foarte multi oameni si foarte multe aparate care folosesc undele radio in acelasi timp.Daca cumva le-ai putea vedea,ai observa ca sunt mii de unde radio diferite,in jurul tau--transmisii TV,transmisii radio AM si FM,transmisii de la emitatoarele politiei,semnale de la telefoane mobile,semnale GPS,si asa mai departe.Este uimitor faptul ca folosim atat de multe aplicatii in zilele noastre pentru undele radio.Fiecare semnal in parte foloseste unde sinusoidale cu frecvente diferite,in acest mod sunt separate.

Orice sistem radio are doua componente:

  • Emitatorul
  • Receptorul

Emitatorul preia un anumit mesaj sau informatie (poate fi vocea cuiva,imagini pentru televizor,date digitale pentru modem fara fir,etc.),il codifica in unde sinusoidale si le transmite cu undele radio.Receptorul receptioneaza undele radio,si decodifica mesajul de pe undele sinusoidale.Si emitatorul si receptorul foloseste antene pentru a radia si a prinde semnalul.


Continuare>>

In acest articol:

Un radio-emitator putin mai "avansat"

Daca vrei inca un exemplu la emitatorul descris,ia doua fire electrice,o baterie,si o banda din metal(poate fi si o bucata de tabla mai mica).Conecteaza cele doua fire la bateria de 9 volti,iar un capat al unui fir cupleaza-l la banda din metal.Cu celalalt fir atinge banda,si trage-l pe lungimea acestuia.Daca faci acest lucru pe intuneric,vei vedea ca se vor produce scantei mici intre firul electric si banda metalica.Tine acest "dispozitiv" langa un receptor AM si vei auzi scartaitul in radio.


In primele zile ale radioului,emitatoarele au fost numite bobine de inductie Ruhmkorff,iar ele au creat un flux continuu de scantei la o tensiune mult mai inalta,(de exemlu 20 000 V).Tensiunea inalta a creat scantei enorme,si ele puteau sa transmita pe distante mai mari.In zilele noastre insa astfel de dispozitive sunt ilegale pentru ca ar bruia intregul spectru radio,insa mai demult folosirea acestora a fost mult mai raspandita,pentru ca nu existau foarte multe radiouri.



Continuare>>

In acest articol:

Cel mai simplu radio-emitator

Un radio poate fi incredibil de simplu,iar in zilele noastre acesta simplicitate permite oricui sa faca experimente cu el.Cat de simplu poate fi?Iata un exemplu:

  • Ia o baterie de 9 volti si o moneda de 10 bani
  • Cauta un radio AM si adjusteaza-l pe o frecventa unde nu se aude acel fasait,deci unde este un sunet static
  • Acum tine bateria langa antena si scurtcircuiteaza cele doua terminale cu moneda
  • Vei auzi o pocnitura in difuzoare ,ceea ce este cauzata de conectarea si deconectarea monedei de la baterie
Scurtcircuitand terminalele unei baterii de 9 v cu o moneda vei genera unde radio care pot fi receptionate de un radioreceptor AM

Aceasta combinatie baterie/moneda este un emitator radio!Nu emite nimic folositor(doar static),si nu va trensmite pe o mare distanta(doar cativa centimetrii).Dar daca folosesti acest semnal static pentru a "bate" codul morse,de fapt poti comunica pe o distanta de cativa centimetrii cu acest aparat "crud".


Continuare>>

In acest articol:


Cum Functioneaza Radioul ?

Undele radio transmit muzica,conversatii,poze,si date digitale,totul intr-un mod invizibil,prin aer,cateodata chiar si pe distante de milioane de kilometri.Acest lucru se intampla in fiecare zi,in mii de moduri diferite.Chiar daca undele radio sunt total invizibile si nedetectabile de catre oameni,ele au schimbat radical societatea.Fie ca vorbim despre telefoane mobile,walkie-talkie,sau aproape oricare dintre miile de tehnologii wireless (fara fir) care exista in lume,toate dintre ele folosesc undele radio pentru a comunica.

Iata doar cateva dintre tehnologiile de zi cu zi care depind de undele radio:


  • Emisiile AM su FM ale statiilor de radio
  • Telefoanele de camera fara fir
  • Telecomenzile usilor garajelor
  • Retelele wireless
  • Jucariile controlate prin telecomanda
  • Emisiile de televiziune
  • Telefoanele mobile
  • Sistemele de navigatie (GPS)
  • Emitatoarele radioamatoriilor
  • Comunicatiile prin satelit
  • Statiile emitatoare ale politiei,taxiurilor,etc.
  • Ceasurile Wireless
Si lista poate continua mult si bine...Chiar si lucruri ca radarul si cuptoarele cu microunde folosesc unde radio.Lucruri de genul stelitilor de comunicare si de navigatie ar fi imposibili fara undele radio.La fel si aviatia moderna--un avion depinde de duzine de sisteme radio.Internetul fara fir de asemenea foloseste unde radio,acest trend wireless fiind in crestere exploziva,ceea ce inseamna ca pe viitor aceste unde vor fi si mai raspandite.

Cel mai interesant lucru este faptul ca tehnologia radio este o tehnologie incredibil de simpla.Cu doar cativa lei poti sa iti construiesti emitatoare si receptoare radio simple.

In urmatoarele articole vom explora tehnologia radio,pentru a afla cum de aceste unde invizibile fac atatea lucruri posibile.

Continuare>>

In acest articol:

Aplicatiile Rucsacului Fotovoltaic

Din moment ce omul modern este tot timpul pe fuga,nu ar fi un lucru rau sa folosim tehnologia fotovoltaica si in cazul aplicatiilor portabile.Cativa fabricanti isteti de rucsacuri au facut acest lucru.

Rucsacul fotovoltaic are panouri solare montate pe exteriorul lui,astfel incat poate capta lumina solara,pentru a o folosi la incarcarea telefonului,PDA-ului,sau MP3-ului.Panourile sunt ultrausoare,impermeabile,si pot produce pana la 4 wati putere.Asta ar insemna ca doar 1 ora de lumina solara directa poate produce suficienta energie pentru functionarea telefonului timp de 1 ora si jumatate.
Cheia functionarii rucsacului este o baterie lithium-ion in interiorul lui folosita pentru stocarea energiei electrice.O ora de lumina solara iti poate incarca telefonul cat de cat,dar o incarcare de 10 ore iti asigura curent pentru telefon timp da 55 de ore.Iar pentru zilele cu cerul acoperit,rucsacul are un adaptor AC care iti permite sa ii incarci bateria folosind energia electrica din masina.Rucsacul se vinde cu o varietate de mufe pentru mai multe tipuri de telefoane,si un adaptor usb pentru MP3.
Sunt mai multe companii care fabrica rucsacuri solare.Pretul acestora variaza de la 75 de $ pana la 250$.Modelul mai ieftin de obiciei are doar un singur panou,rezultand o capacitate mai mica de incarcare.O companie a dezvoltat o versiune chiar mai robosta,care poate genera 15 w de energie electrica--suficienta pentru a-ti incarca laptopul.Acest model vine insa cu un pret mai mare,pretul fiind in jur de 500 $.


In acest articol

Rucsacul cu panouri solare
Tehnologia solara si rucsacul
Aplicatiile rucsacului fotovoltaic

Tehnologia Solara si Rucsacul

Pentru a intelege cum functioneaza rucsacul fotovoltaic,mai intai trebuie sa intelegem cel putin principiul functionarii tehnologiei solare.Poate parea complicata,insa chiar este foarte simpla--celulele fotovoltaice sunt cele care fac treaba.Celulele.grupate impreuna in module,sau panouri,colecteaza lumina solara,si o transforma in energie electrica folosibila.Asa ceva este posibil datorita asa numitului semiconductor.Semiconductoarele sunt materiale care se mai folosesc si la fabricarea diodelor,tranzistoarelor si a microcipurilor.Ca si aproape in toate cazurile,si la celulele fotovoltaice semiconductorul folosit este siliconul.

Cand raza soarelui loveste panoul solar,siliconul absoarbe o parte din lumina si energia ei.Cand acest lucru se intampla,electronii din silicon sunt loviti de aceasta energie si eliberati,astfel se pot deplasa in mod liber.Campul electric din acele celule agita acei electroni,si ii forteaza sa curga intr-o singura directie.Acest lucru creaza un curent electric,care poate fi colectat atasand contacte metalice in cele doua parti ale celulei fotovoltaice.De indata ce energia este colectata,ea poate fi folosita imediat,sau poate fi stocata in baterii pentru a o folosi mai tarziu.

In mod obisnuit semiconductorul silicon este stralucitor si reflecta lumina,ceea ce nu este prea folositor in cazul nostru, unde lumina solara tgrebuie absorbita.Pentru a rezolva aceasta problema,celula este acoperita cu un strat antireflactant,pentru a pastra pierderea de energie la un nivel de 5 la suta sau mai putin.Cam astea ar fi principiile sistemului fotovoltaic,voi scrie mai in detaliu in perioada urmatoare.Dar acum sa vedem cum se pune in aplicare aceasta tehnologie in cazul rucsacului fotovoltaic.

Continuare>>>

In acest articol:

Rucsacul cu panouri solare
Tehnologia solara si rucsacul
Aplicatiile rucsacului fotovoltaic

Cum Functioneaza Rucsacul cu Panouri Solare (fotovoltaic)?


Lumea se misca foarte repede in zilele noastre,din aceasta cauza omul modern este in mod constant pe fuga.Aparitia telefonului mobil,a laptopului si a PDA-ului(Personal Digital Assistant) ne-a facut sa fim si mai mobili.Tehnologia a avansat atat de mult incat oamenii isi pot lua lucrariile cu ei,unele joburi pot fi facute chiar si cand esti in concediu.Tot mai multe zone publice sunt conectate la World Wide Web prin intermediul internetului fara fir (wireless),permitand oamenilor sa se conecteze in parcuri, centre comerciale si nu numai.In zilele noastre,intr-un oras mare nu poti sa faci trei pasi fara sa vezi pe cineva sa vorbeasca la telefon,cautand ceva pe internet cu ajutorul PDA-ului,sau verificand e-mailul cu laptopul.Fara indoiala traim intr-o lume digitala si portabila.

Problema cu aceasta tehnologie este faptul ca are nevoie de curent sa functioneze.Pe cat de avansate sa fie aceste sisteme portabile,fiecare PDA,MP3 player,sau telefon mobil de pe planeta functioneaza cu baterieCcel mai avansat calculator de buzunar ce il poti imagina nu merita mai mult decat o foaie de hartie de indata ce bateria se epuizeaza.

Dar stai linistit techno-man,exista o solutie.Niste oameni destepti au maritat tehnologia panourilor solare cu rucsacul "demodat",pentru a crea o statie de reincarcare pe care o poti lua cu tine.Tot ce ai nevoie este putin soare si timp,pentru a nu mai ramane fara baterii niciodata.Rucsacul fotovoltaic este ultimul racnet de gadget de calatorie in domeniul tehnologic,pentru a fi sigur ca esti conectat mereu.

Continuare>>

Rucsacul cu panouri solare
Tehnologia solara si rucsacul
Aplicatiile rucsacului fotovoltaic

Mercedes 35 HP

Multi oameni de profil istoric nu sunt de acord,dar dupa opinia celor mai multi produsele lui Gottlieb Daimler si Karl Benz,lucrand separat in germania in timpul anului 1886,au fost primele automobile.Istoria automobilelor nu a inceput cu Mercedesul din 1901-Mercedes 35 HP-pentru ca masini care se autopropulsau sunt stiute inca din 1775.Dar pana in mijlocul aniilor 1880 toate erau mari,grele si ineficiente,bazandu-se pe sistemul cu aburi,intr-o forma sau alta.



Mercedes Simplex 1902.Motor 4 in linie, 6 L, 35 CP,

fara pereche la aceea vreme.Cutie cu 4 trepte.


Technologia care a permis "carutelor fara cal" sa intre in era moderna a fost folosirea petrolului,in motoare usoare,eficiente--si chiar asta au realizat Benz si Daimler--separat unul de altul.


Chiar daca locuiau la o distanta de 110 km ei nu se cunosteau,si marea companie cu numele celor doi s-a infiintat doar in anul 1924.Daimler nici macar nu a mai trait sa vada numele de "Mercedes" pe masina lui.Primul Mercedes,grozavul 35 HP 1901, a fost conceput de distribuitorul lui Daimler din Nice(oras),formidabilul Emil-Jellinek:vice-consulul Austro-Ungariei din oras,vanzator,si cateodata pilot de curse al masiniilor Daimler,descendent al Imperiului Hapsburg.Scriitorul David Scott-Monchrieff l-a descris pe Jellinek ca fiind "o persoana scunda,deosebita,--in materie de masini--orice avea,el vroia ceva mai bun si mai mare".

Jellinek vroia in special masini usoare,ceea ce era neobisnuit la aceea vreme.Wilhelm Mayback si talentatul fiu al lui Daimler,Paul,au lucrat pe un Daimler pentru a-i indeplini caerintele lui Jellinek.El i-a incurajat,promitand ca va cumpara 36 exemplare.Dar lucruriile nu au mers conform planului.Daimler nu a putut finaliza decat 6 masini pana in luna Ianuarie 1901,iar Grand-Prix-ul din Pau se desfasura in Februarie,ceea ce era debutul Mertanului in curse.

Cursa s-a dovedit a fi un esec.Motorul si cutia de viteze aveau probleme,si Mercedesul s-a retras doar dupa cateva 100 de metrii.

Dar lucruriile mergeau altfel in Nice,unde Mercedesul pilotului de testare al fabricii,Wilhelm Werner,dominau evenimentele.Mercedesul de 35 cp era cel mai rapid,atat la sprint,cat si la urcarea in rampa(pe deal),de asemenea a castigat cursa de drum de 393 km Nice-Aix-Senas-Nice.

In zilele noastre,35 de cai putere dintr-un motor de 6 l,intr-o masina de 1000 kg suna ciudat,dar la standardele anului 1901 era ceva senzational.Motorul in linie cu patru cilindrii,cu valvele de admisie operate de axul cu came,era destul de avansat la aceea vreme,oferind masinii un raport putere-greutate mult mai bun decat aveau celelalte masini.

De asemenea Mercedesul avea stabilitate mai mare.Secretul era in statura sa inghemuita,cu o garda de sol mai joasa.Modelele precedente Daimler Jellinek erau de 2 ori mai grele,si erau mai inalte.Din cauza acestei instabilitati a rezultat moartea unui pilot in cursa" La Turbie Hillclimb" din 1899.

Cuplul

Cuplul este tendinta unei forte de a invarti lucruriile in jurul unui ax.
Se genereaza cuplu de fiecare data cand desfaci un surub cu cheia inelara de exemplu.Sau este un bun exemplu si strangerea prezoanelor de la rotiile masinii.Cand folosesti cheia de roti,aplici o forta manerului cheii de roti.Aceasta forta creeaza cuplu asupra prezonului,ceea ce il face sa se invarta.
Cuplu


Unitatiile engleze pentru masurarea cuplului sunt livra-inci sau livra-picioare,insa de obiciei se foloseste Newton -metri.
Observati ca unitatiile cuplului contin distanta si forta.Pentru a calcula cuplul trebuie doar sa multiplici forta cu distanta manerului (cheii de exemplu).
Imagineaza-ti ca ai o cheie inelara cotita lunga de 0,6 m,si ii aplici 22 kg-forta.Ceea ce faci acum ii aplici cuplu,sau forta de rotire de 13.2 Kg-m forta (0.6*22)surubului.Poti obtine acelasi cuplu de 13,2 Kg-m aplicand 1 kg forta unei chei cu o lungime de 13,2 metrii,sau aplicand o forta de 13,2 Kg unei chei de 1 m lungime.

Motorul unei masini dezvolta cuplu cu ajutorul caruia invarteste arborele cotit.Cuplul este creat exact asa cum am explicat mai sus:Este aplicata o forta(provocata de explozia din cilindrul motorului) pe o anumita distanta (ilustrata cu liniile rosii din animatie).Sa vedem animatia de mai jos:





Combustia gazelor din interiorul cilindrului creeaza presiune impotriva pistonului.Aceasta presiune aplica o forta pistonului,ceea ce il face sa coboare.forta este transmisa de la piston la biela,iar de la biela la arborele cotit.Observati ca de la punctul in care biela este conectata la piston pana la punctul in care este conectata la arborele cotit este o anumita distanta.Distanta orizontala variaza in timp ce arborele cotit se invarteste,astfel se schimba si cuplul,din moment ce cuplul rezulta din forta multiplicata cu distanta.
Poate va intrebati de ce doar distanta orizontala este importanta pentru determinarea cuplului acestui motor.Se vede pe animatie,cand pistonul este in partea de sus a cilindrului la inceputul combustiei,biela este indreptata direct spre centrul arborelui cotit.In aceasta pozitie nu este generat cuplu mai deloc,deoarece doar forta care actioneaza asupra unei manete intr-o directie perpendiculara fata de aceea maneta genereaza cuplu.

Tipuri de axuri cu came

Axul cu Came Simplu
Acest aranjament indica un motor cu o singura axa cu came pe linie.Deci un motor in linie cu 4 sau 6 cilindrii va avea o singura axa cu came,iar un motor V-6 sau V-8 va avea doua axe cu came(unul pentru fiecare linie).
Camele pun in miscare culbutori,care apasa valvele in jos,deschizandu-le.Niste arcuri imping valvele inapoi in pozitia de inchis.Arcuriile trebuie sa fie foarte puternice,pentru ca la turatii foarte mari,valvele sunt apasate in jos foarte rapid,si arcuriile tin valvele in contact cu culbutorii.
Daca arcuriile nu ar fi destul de puternice,valvele ar ricosa cind intra in comntact cu culbutorii.Acesta nu este o situatie dorita deoarece ar rezulta o uzura sporita a camelor si al culbutoriilor.





La axul cu came simplu,Axul este actionat de arborele cotit fie prin intermediul unei curele de distributie,fie prin lantul de distributie.Aceasta curea sau lant necesita inlocuire la anumite intervale de timp.Daca s-ar rupe careva,axul cu came nu s-ar mai roti si pistonul ar putea lovi valvele deschise,din ceea ce ar rezulta pagube mari.

Piston distrus,dupa ce a lovit o valva

Poza de deasupra va arata un piston distrus dupa ce a lovit o valva.
Doua Axuri cu Came.
Motorul cu doua axuri cu came are doua axuri cu came per linie.Deci unu motor pe linie are doua axuri,si motoarele in V au patru xuri cu came,cate unul pe linie.De obiciei,motoarele cu 2 axuri cu came au patru valve/cilindru,in loc de 2--pe un singur ax nu este suficient spatiu pentru atat de multi lobi care actioneaza valvele.
Axul cu Came cu Tije
Ca si in motoarele cu axuri cu came discutate anterior,in acest tip de motoare axul cu came este situat deasupra cilindriilor.Diferenta este ca axul cu came este in blocul motor,in loc sa fie deasupra motorului.





Camele actioneaza tije lungi,care transmit actiunea in partea de sus a motorului pana la culbutori.

Aceste tije lungi adauga o greutate in plus sistemului,limitand viteza de actiune a valvelor.De aceea primele doua tipuri de axuri cu came sunt mult mai avantajoase,si sunt technologiile care au facut posibil viteze mai mari ale motoarelor.







Axul cu came in acest tip de motor este pus in funcitune fie de un angrenaj cu roti dintate,fie de un lant scurt.Rotiile dintate sunt mai putin dispuse sa se rupa decat lantul,de aceea sunt folosite mai des in aceasta aplicatie.


Inapoi<<


In acest articol:

Axul cu Came : Principii

Elementele cheie al axului cu came sunt lobii(camele).In timp ce axul cu came se roteste,lobii deschid si inchid valvele de admisie si evacuare,in sincron cu miscarea pistonului.
Exista o legatura directa intre forma lobiilor si modul in care se comporta motorul la diferite turatii.
Pentru a intelege acest aspect imaginati-va motorul functionand la o turatie extrem de redusa--la doar 10 sau 20 de rotatii pe minut(rpm)- pistonul are nevoie de cateva secunde pentru a termina un ciclu.Practic asa ceva este imposibil,der hai sa ne imaginam ca s-ar putea.La asemenea turatie redusa am vrea ca forma lobiilor(camelor) sa fie astfel incat:

  • in momentul in care pistonul incepe a se misca in jos incepand ciclul de admisie,valva de admisie sa se deschida,apoi,exact in momentul in care pistonul a ajuns in partea extrema de jos a cilindrului(punct mort) valva de admisie a se inchide.
  • valva de evacuare sa se deschida chiar in partea extrema de jos a cilindrului,dar dupa combustie;si a se inchide chiar in momentul in care pistonul a ajuns in partea de sus(punct mort ),chiar dupa evacuare.

Aceasta configuratie ar functiona foarte bine cat timp motorul are turatia foarte redusa.

Dar ce se intampla daca crestem turatia motorului?Sa aflam.

Cand crestem turatia,configuratia de 10-20 rpm nu functioneaza foarte bine.Daca motorul functioneaza la 4000 rotatii/minut,valvele se deschid si se inchid de 2000 ori/minut,sau de 33 ori/secunda.La aceasta viteza,pistonul se misca foarte rapid,amestecul aer-carburant care intra in cilindru are de asemenea viteza foarte mare.

Cand valva de admisie se deschide si pistonul incepe ciclul de admisie,amestecul aer-combustibil incepe sa accelereze in cilindru.In momentul in care pistonul a ajuns in partea extrema de jos a cilindrului si la sfarsitul ciclului de admisie,amestecul aer-combustibil are viteza foarte mare.Daca am inchide acum valvele de admisie,circularea amestecul de aer/carburant spre cilindru s-ar opri,si nu ar mai intra in cilindru. Lasand valvele deschise inca cateva milisecunde,avantul pe care deja il are amestecul aer-carburant va mai impinge un surplus de amestec,in timp ce va incepe combustia,,sporind astfel cantitatea maxima de combustibil-aer ce poate intra in cilindru,si,normal,sporind si puterea dezvoltata de motor.Deci cu cat motorul are turatie mai mare,cu atat viteza aer-combustibil este mai mare,si cu atat vrem ca valvele de admisie sa stea deschise mai mult timp.De asemenea la viteze mai mari vrem ca valvele sa se deschida mai larg--acest parametru este guvernat de profilul lobiilor(camelor).

Animatia de mai jos arata sincronizarea camelor obisnuite si ale celor de performanta.Observati ca ciclul evacuarii si ciclul de admisie se suprapun mult mai lung timp la cele de performanta decat la cele normale.Din cauza asta,motoarele cu came de performanta functioneaza mai "brutal" in relantiu.


t

Doua profiluri diferite de came:Click pe butonul de sub "Play"
pentru a vizualiza cele 2 tipuri de came.Cercuriile arata cat timp
stau valvele deschise:albastru pentru admisie,rosu pentru
evacuare.Suprapunerea celor 2 cicluri sunt aratate la inceputul
fiecarei animatii
Fiecare tip de axa cu came va functiona bine la diferite turatii de motor.La orice alta turatie motorul nu va functiona la potentialul maxim.

Sunt diferite moduri de aranjare a axului cu came pe motoare.Vom discuta despre cele mai raspandite.Sunt sigur ca ati auzit de expresiile:

  • Axul cu came simpla
  • Doua axe cu came
  • Axul cu came cu tija

In urmatoarea sectiune vom arunca o privire asupra acestora.


Continuare>>



In acest articol:



Arborele cu came/de distributie

Daca ati citit articolul depre motoare,atunci stiti cate ceva despre valvele care permit amestecului aer carburant sa patrunda in cilindrii,si valvele care permit evacuarea acestora.Axul cu came foloseste niste "lobi'',numite came,care imping valvele pentru a le deschide in timpul rotirii acestuia.Niste arcuri imping valvele la loc .Aceasta este o misiune critica,si au un impact imens asupra performantei motorului la diferite viteze.Pe urmatoarea pagina veti vedea animatii pentru a va arata diferenta dintre axul cu came de performata si una obisnuita.
Mai jos am o animatie a unui ax cu came al unui motor cu patru cilindrii.



In acest articol veti vedea cum afecteaza axul cu came performantele motorului.Am niste animatii grozave,in diferite planuri,cum ar fi cu o singura axa cu came,cu doua axe cu came,etc.,si vom vedea cum se poate regla sau modifica pentru a face fata diferitelor turatii cat mai eficient.

Continuare>>

In acest articol:

Aprinderea fara distibuitor

In ultimii ani,poate ati auzit de masini care au nevoie de prima revizie la peste 100 000 de Km.Una din tehnologiile care permit acest lucru este sistamul de aprindere fara distribuitor.

Solid State Ignition System
In locul unei bobine mari se foloseste cate o bobina mica pentru fiecare bujie,situata chiar pe bujie

Bobina in acest sistem functioneaza in acelasi mod ca si bobina mare din modelele mai vechi de masini.Computerul masinii comanda tranzistoarele care intrerup curentul de la bobine,ceea ce genereaza o tensiune inalta,care produce mai apoi scanteie la bujie.In acest mod computerul are control foarte precis asupra sincronizarii scanteilor.

Aceste sisteme au avantaje substantiale.In primul rand,nu este distribuitor,care se uzeaza repede.De asemenea nu exista fisele si cablurile de bujii,care la fel,se uzeaza repede.Iar in final,sincronizarea scanteilor este mult mai precisa,ceea ce imbunatateste eficienta,emisiile,creste puterea masinii,si prelungeste viata motorului.


In acest articol:

Ruptor/Distribuitor (DELCO)

DELCOul este numit dupa prima firma care a produs prima data acest sistem(Dayton Electronic Light Company)
.Platina

Delcoul are mai multe roluri.Primul lucru pe care il face este distribuirea tensiunii inalte de la bobina de inductie la cilindrul potrivit la timpul potrivit.Acest lucru este facut de catre distribuitor folosind o parte a rotorului (nu confundati cu ruptor).Ruptorul in schimb are rolul de a da comanda bobinei de inductie prin niste contacte care se ating si se desprind in timpul rotirii,in bobina de joasa tensiune(bobina primara),pentru a induce camp magnetic in cea de inalta tensiune(bobina secundara).
Bobina secundara este conectata prin intermediul unui cablu izolant de rotor (nu confundati cu ruptor) ,care se invarte in interiorul distribuitorului.Capatul rotorului se invarte pe langa niste contacte,cate un contact pentru fiecare cilindru.

Aceste contacte de fapt nu se ating,intre ele fiind o distanta foarte mica.Cand varful rotorului trece pa langa fiecare contact,de la bobina vine un impuls de inalta tensiune.Astfel se produce un arc electric,prin care va fi transmis curentul inspre bujii.Aceste contacte din platina sau wolfram se uzeaza tocmai din cauza arcului electric,si nu din cauza frictiunii.De asemenea si cablul care conduce inalta tensiune inspre bujii se poate uza,acesta pierzand din proprietatiile izolante,cauzand uneori probleme "misterioase" la motor.


Sincronizrea turatiei ruptorului distribuitor se face prin montarea lor pe acelasi arbore al ruptorului distribuitor care primeste miscarea de la pinionul de antrenare, angrenat cu roata dintata elicoidala de pe axul cu came. Turatia este pe jumatate fata de cea a areborelui cotit la motorul in patru timpi si egala la motorul in doi timpi.








Sincronizarea scanteiilor este atat de importanta pentru motorul masinii,incat in noile sisteme nu se mai foloseste acest sistem.In schimb,sincronizarea se face cu ajutorul unor senzori care comunica calculatorului masinii (ECU-engine control unit) pozitia exacta a pistoanelor.Computerul controleaza tranzistoarele de putere care comanda bobina.

In continuare sa aruncam o privire asupra sistemelor avansate de aprindere.

Continuare>>

In acest articol:

Bobina de inductie

Bobina de inductie este un dispozitiv simplu--un transformator de inalta tensiune construit din doua bobine.O bobina se numeste bobina primara.In jurul ei se afla bobina secundara.De obiciei bobina secundara are de cateva sute de ori mai multe spire decat cea primara,in acest fel ridicand tensiunea foarte mult.

Curentul de la baterie trece prin bobina primara.Acest curent poate fi comandat de catre platina ruptorului sau un sistem cu semiconductoare din sistemul de aprindere.

Daca crezi ca aceasta bobina se comporta ca si un electromagnet,atunci ai dreptate--insa este si inductor.Cheia functionarii bobinei este cand circuitul este intreupt de catre platina.Campul magnetic din bobina primara se prabuseste brusc.Bobina secundara este cuprinsa de un camp magnetic foarte puternic si schimbator.

Acest camp induce curent in bobina--rezulta o tensiune foarte ridicata,din cauza numarului mare de spire din bobina secundara.Aceasta tensiune este mai apoi condusa inspre distribuitor, prin intermediul unei conducte de inalta tensiune foarte bine izolata.

In final,sistemul de aprindere are nevoie de distribuitor.

Continuare>>


In acest articol:

Bujia

Bujia este o piesa simpla.De asemenea are si un rol simplu:ajuta producerea scanteii in interiorul camerei de combustie.Ea ajuta curentul pentru a se putea crea un arc electric exact ca si un fulger, intre electrozii sai.Acel curent electric trebuie sa aiba o tensiune foarte ridicata,pentru a putea crea arcul electric (scanteia) intre electrozi.Voltajul de la bujie poate varia intre 40 000 si 100 000 volti.

Bujia trebuie sa aiba un electrod foarte bine izolat din cauza tensiunii inalte care trece prin el,pentru a evita scurtcircuitele premature.De asemenea trebuie sa reziste temperaturilor si presiunii extreme din cilindrul motorului,si trebuie sa fie proiectata astfel incat depozitele de la aditivii combustibilului sa nu se depoziteze pe ea.

Bujiile folosesc insertie din ceramica pentru a izola tensiunea inalta a electrodului,asigurand producerea scanteii la capatul electrodului si nu in alta parte nedorita.Aceasta insertie din ceramica mai are si rolul de a nu lasa depozitele de aditivi sa se depuna pe bujie.Intrucat ceramica nu este un bun conductor termic,partea din metal,adica electrodul si electrodul de masa,nu are unde sa disipe si sa transmita caldura care o primeste din camera de combustie,au o temperatura foarte ridicata.Tocmai acest lucru ajuta ca depunerile de pe electrozi sa arda si sa se elimine.

La unele masini se foloseste bujia "fierbinte". La acest tip de bujie,insertia din ceramica are mai putin contact cu partea din metal a bujiei.Acest lucru reduce si mai mult transferul de caldura,facand bujia sa functioneze la o temperatura si mai mare,eliminand mai multe depuneri.Bujiile "reci" au o zona de contact mai mare intre ceramica si partea din metal,deci functioneaza la o temperatura mai mare.

Producatorii de masini vor recomanda tipul de bujie pentru fiecare masina.Unele masini cu motoare puternice genereaza mai multa caldura,deci au nevoie de bujii reci.Daca bujia este prea fierbinte,aceasta poate aprinde combustibilul inainte ca scanteia sa se produca.

In continuare sa vedem cum generaeza bobina tensiunea ridicata pentru a crea scanteia.


Continuare>>



In acest articol:


Temporizarea

Sistemul de aprindere din masina ta trebuie sa functioneze in perfecta armonie cu celelalte sisteme din motor.Scopul este de a aprinde amestecul combustibil-aer exact in momentul potrivit,astfel incat explozia din cilindru sa isi poata face treaba cu eficienta maxima.Daca sistemul de aprindere nu este reglat bine si exploziile nu au loc in momentul potrivit,consumul si emisiile poluante vor creste,va scadea puterea motorului,sau chiar nu va functiona motorul.

.




Cand amestecul aer/combustibil arde in cilindrii,temperatura creste si combustibilul este transformat in gaze de esapament.Aceasta transformare care de fapt este combustia,produce cresterea presiunii in cilindrii,ceea ce forteaza pistonul in jos.

Pentru a scoate cat mai multa putere si cuplu din motor,scopul este de a maximiza presiunea in cilindru in timpul ciclului de combustie.Maximizand aceasta presiune de asemenea va avea efect si asupra eficientei motorului,scazand astfel consumul de carburant.Temporizarea scanteii este importanta pentru a atinge acest tel.

Este foarte interesant faptul ca de la momentul producerii scanteii si pana in momentul in care se produce explozia exista o anumita intarziere de fractiuni de secunda.Acest lucru se intampla pentru ca combustibilul are molecule mari de hidrocarbon.In momentul in care scanteia se produce aceste molecule nu ard instantaneu,ci mai intai se despart in molecule mult mai mici,iar numai dupa aceea ard.Tocmai din cauza acestei intarzieri este atat de importanta temporizarea exacta a scanteii.pistonul si scanteia

Daca scanteia apare exact in momentul in care pistonul este in punctul mort superior,atunci in momentul producerii exploziei pistonul deja a parcurs o anumita distanta inspre josul cilindrului,astfel nu are randament maxim.De aceea trebuie astfel reglata aprinderea,incat scanteia sa se produca inainte ca pistonul sa ajunga sus de tot.

Lucrul mecanic=Forta*Distanta

Intr-un cilindru:
  • Forta=Presiune*aria pistonului
  • Distanta=Cursa pistonului in cilindru
Deci in cazul cilindrului,lucrul mecanic=presiune*aria pistonului*cursa pistonului .

Si pentru ca cursa pistonului si aria lui este fixa,singurul mod de a creste lucrul mecanic este sa crestem presiunea.

Temporizarea scanteii este importanta,iar temporizarea poate fi avansata sau intarziata,in functie de anumite conditii.
Timpul de care are nevoie combustibilul sa arda(cateva milisecunde) este constant.Insa daca viteza pistonului creste,creste si turatia motorului.Iar daca creste turatia motorului,si scanteia va trebui sa se produca mai repede.Acest lucru se numeste avans la aprindere.Cu cat motorul se invarte mai repede cu atat este nevoie de un avans mai mare.


Un alt scop,cum ar fi minimizarea emisiilor,are prioritate cand nu este necesara o putere mare.De exemplu,facand scanteia sa apara mai tarziu,deci mai aproape de punctul mort superior,presiunea maxima si temperatura din cilindru este redusa.O temperatura mai scazuta in cilindrii ajuta la reducerea formarii oxidului de azot(NOx,nitrogen-oxide),ceea ce este un poluant important.

In continuare vom vedea componentele care produc scanteia.

Continuare>>


In acest articol:


Sistemul de aprindere al automobilului

Motorul cu combustie interna este o masinarie uimitoare care a evoluat timp de mai multe decenii.El continua sa evolueze pe parcurs ce fabricantii de automobile reusesc sa "stoarca" mai multa eficienta,sau mai putina poluare,an de an.Rezultatul este o masinarie incredibil de complicata,si sigura in functionare.


In urmatoarele articole,vom invata despre sistemul de aprindere a masinii,incepand cu temporizarea scanteii.Apoi voi reflecta asupra altor componente cu ajutorul carora se produce scanteia,printre altele bujia,bobina,si distribuitorul.Iar in final va voi scrie despre sistemele mai noi ce folosesc semiconductoare in locul distribuitorului mecanic.


Continuare>>


In acest articol:

Poze cu turbo













Inapoi<<

In acest articol:
Meniu