الفهرس 
Abstract
Thesis OutlinesOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 154 |  |  |
| | | from | 154 | | |
Abstract
الموتورات الكهروستاتيكية هي التي يتم إنشاء الحركة الميكانيكية فيها نتيجة لقوى كهروستاتيكية تعمل بين الشحنات الكهربائية. هذه الموتورات لديها الكثير من السمات الهامة مقارنة مع الموتورات المغناطيسية على سبيل المثال: الموتورات الكهروستاتيكية لا تتطلب ملفات ذو الوجهين او ثلاثة اوجه ومواد باهظة الثمن. فهي بسيطة في التصميم ويمكن بناؤها بواسطة التقنيات المستخدمة في تصنيع الدوائر المتكاملة. ميزة أخرى مهمة هي أن القوة الكهروستاتيكية هي قوة سطحية حيث ان الشحنات تتراكم على سطح الموصلات وفي المقابل تعتمد القوى المغناطيسية على حجم الملف او القلب المغناطيسى وبالتالي فإن القوة المغناطيسية تكون أقل من القوة الكهروستاتيكية في الأبعاد الصغيرة. ولذلك يفضل استخدام الموتورات الكهروستاتيكية مع الأنظمة التي تعمل فى حيزات ضيقة.
جميع المقالات المنشورة فى مجال الموتورات الكهروستاتيكية تقريبا ركزت على طريقة تصنيع الموتورات الكهروستاتيكية دون التركيز حول تفاصيل أدائها حيث يوجد عدد قليل من المقالات المنشورة التى تقدم تحليل نظري لها ولذلك لا يزال البحث فى الموتورات الكهروستاتيكية يشكل احد المجالات البحثية الواعدة في الكهرباء الساكنة وهذا هو السبب في ان الموضوع المقترح للرسالة يهدف لتقديم تحليل نظري وتجريبي للموتورات الكهروستاتيكية التى تعتمد على التفريغ الهالى فى أدائها.
وتهدف هذه الرسالة إلى اقتراح تصميم جديد من الموتورات الكهروستاتيكية معتمدا على التفريغ الهالى ويتكون هذا التصميم من ثلاثة اجزاء: الجزء الدوار وهو عبارة عن أسطوانة مصنوعة من رقائق الألومنيوم والجزء الثابت يتكون من أقطاب من النحاس متغيرة فى عددها (2 و 4 و8 اقطاب) تميل بالنسبة للاتجاه القطري وتجهد بالتناوب سلبا وإيجابا فى وجود عازل خشبى بين الاقطاب فى شكل قشرة اسطوانية لتجنب حدوث انهيار بين الاقطاب الثابتة ولقد تم حساب الجهد الذى يبدأ عنده ظهور التفريغ الهالى على نهايات أقطاب الجزء الثابت وذلك لاشكال وابعاد مختلفة للموتورات الكهروستاتيكية المقترحة.
ولقد تم حساب التيارات المنبعثة من أقطاب الجزء الثابت إيجابيا وسلبيا استنادا الى فرض Deutsch مع حل معادلة بواسون، معادلة كثافة التيار ومعادلة الاستمرارية لكثافة التيار. وهذا يتطلب في البداية تخطيط للمجال الكهربائي داخل الموتور باستخدام تقنية محاكاة الشحنات ولقد تبين ان تيارات التفريغ الهالى تعتمد على الجهد المسلط على أقطاب الجزء الثابت وتتأثر بالشكل الهندسى للموتورات.
وتم مقارنة القيم المحسوبة للجهد الذى يبدأ عنده ظهور التفريغ الهالى و التيارات المنبعثة من أقطاب الجزء الثابت إيجابيا وسلبيا مع نظيرتها المقاسة معمليا لثلاث موتورات مصنعة محليا في المختبر.
كذلك تم قياس سرعة الموتور مع الجهد لاشكال وابعاد مختلفة للموتور حيث انه وجد ان سرعة الموتور تزداد مع زيادة الجهد المسلط عن الجهد الذى يبدأ عنده الموتور فى الحركة ولقد لوحظ أن الجهد الذى يبدأ عنده الموتور فى الدوران يفوق جهد بدأ التفريغ الهالى لنفس الموتور.
وتشتمل الرسالة فى مجملها على ثمانية فصول وثلاثة ملاحق بالإضافة إلى قائمة المراجع وتأتى محتويات فصول الرسالة على النحو التالي:
الفصل الأول بعنوان ”مقدمة”
ويعرض الهدف من العمل الحالي ويعطي ملخصا موجزا لمحتوي فصول الرسالة.
الفصل الثاني بعنوان ”المنشور سابقا ”
ويستعرض دراسة مرجعية لما نشر سابقا عن الموتورات الالكتروستاتيكية المعتمدة على ظاهرة التفريغ الهالى.
الفصل الثالث بعنوان ”الموتور المقترح ”
يستعرض هذا الفصل الموتور المقترح الذي يتألف من ثلاثة أجزاء رئيسية-1: الجزء الدوار عبارة عن أسطوانة مصنوعة من رقائق الألومنيوم. -2 الجزء الثابت عبارة عن أقطاب مصنوعة من النحاس3. – عازل خشبى بين الاقطاب فى شكل قشرة اسطوانية لتجنب حدوث إنهيار بين الاقطاب الثابتة.
الفصل الرابع بعنوان ”حساب المجال الكهربائي”
ويهدف هذا الفصل الى حساب التوزيع المكاني للمجال الكهربائي باستخدام تقنية محاكاة الشحنات الدقيقة. ويستخدم المجال الكهربائي لتخطيط المجال الذي تنبع خطوطه من أقطاب الجزء الثابت المجهدة إلي سطح الجزء الدوار. وللتبسيط افترض أن الموتور يمتد بلا حدود فى اتجاه المحور. ولذلك، تم استخدام شحنات طولية لانهائية تمتد موازية لمحور الموتور لمحاكاة الشحنة على أقطاب الجزء الثابت والجزء الدوار, وتم تمثيل المادة العازلة بين الاقطاب بشحنات طولية لانهائية تمتد موازية لمحور الموتور تتكون من أربع مجموعات اثنين داخل العازل واثنين في الهواء وبتحقيق الشروط الحدية على سطح الأقطاب والجزء الدوار والعازل تتكون مجموعة من المعادلات وبحل هذه المعادلات يمكن ايجاد قيم الشحنات المجهولة ويمكن بذلك ايجاد توزيع الجهد والمجال.
الفصل الخامس بعنوان” الجهد الذى يبدأ عنده ظهور التفريغ الهالى وعلاقة التيار مع الجهد”
ويهدف هذا الفصل الى حساب جهد بدء التفريغ الهالى على نهايات أقطاب الجزء الثابت لاشكال وابعاد مختلفة للموتورات الكهروستاتيكية المقترحة هذا بالإضافة إلى حساب التيارات المنبعثة من أقطاب الجزء الثابت إيجابيا وسلبيا استنادا الى فرض Deutsch مع حل معادلة بواسون، معادلة كثافة التيار ومعادلة الاستمرارية لكثافة التيار. ولقد تبين أن هذه التيارات تعتمد على الجهد المسلط على أقطاب الجزء الثابت وتتأثر بالشكل الهندسى للموتورات الكهروستاتيكية.
الفصل السادس بعنوان ”التجهيز المعملى وتقنية القياس ”
ويسرد هذا الفصل التفاصيل الكاملة لبناء التجهيز المعملى لاختبار أداء الموتورات المقترحة التي تم بناؤها في معمل الجهد العالي بجامعة أسيوط. ويتكون هذا التجهيز المعملى من محول كهربائى رافع للجهد حيث يتم توحيد خرج هذا المحول فى اتجاهين موجب وسالب بواسطة دائرتى توحيد ويتم تطبيق هذا الجهد على الاقطاب بالتناوب موجب وسالب من خلال مقاومة مائية عالية القيمة لتجنب حدوث إنهيار كهربى داخل الموتور. كذلك يتم توصيل اسلوسكوب ( مبين للموجة) لاستعراض الشكل الموجى لتيار التفريغ الهالى. وقد تم استعراض التقنيات المستخدمة لقياس الجهد الذى يبدأ عنده ظهور التفريغ الهالى وتغير التيار مع الجهد المسلط وقياس تغير سرعة الموتور مع الجهد المسلط لاشكال وابعاد مختلفة للموتور.
الفصل السابع بعنوان ” النتائج والمناقشات”
يستعرض هذا الفصل جهد بدء التفريغ الهالى المقاس والمحسوب لاشكال وابعاد مختلفة للموتورات الكهروستاتيكية المقترحة. هذا بالإضافة إلى تحليل اعتماد قيم تيار التفريغ الهالى على الجهد المسلط على أقطاب الموتور ذو 2 و 4 و 8 أقطاب ولقد لوحظ ان التيار يزداد بزيادة الجهد المسلط كما إتفقت القيم المحسوبة بشكل معقول مع نظيرتها المقاسة معمليا. ولقد تم قياس إعتماد سرعة الموتور على الجهد المسلط لاشكال وابعاد مختلفة للموتور ولوحظ أن سرعةالموتور تزداد مع زيادة الجهد المسلط لنفس قيمة الفجوة بين قطب الجزء الثابت وسطح الجزء الدوار.
الفصل الثامن بعنوان ”الاستنتاجات والمقترحات لدراسة مستقبلية”
يعرض هذا الفصل الاستنتاجات الرئيسية التي يمكن استخلاصها من هذا العمل واقتراحات يمكن دراستها فى بحوث مستقبلية فى مجال موضوع الرسالة.