علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
طور الباحثون دائرة كهرومغناطيسية ثلاثية الأبعاد وعالية الدقة لقياس ورصد ضوضاء المعدات والأجهزة الكهربائية والمتمثل بالتداخل (الحث) الكهرومغناطيسي، مما يسمح بإيجاد طرق للتقليل من الضوضاء.
قامت مجموعة من الباحثين من جامعة أوساكا بقيادة الأستاذ ماسايوكي آبي والبروفسور هيروشي توكي من كلية الدراسات العليا للعلوم الهندسية بتطوير جهاز محاكاة ثلاثي الأبعاد عالي الدقة لحساب كمية الضوضاء الكهرومغناطيسية وتوضيح مصادرها والتحكم من الحد من الضوضاء.
عند توصيل الأجهزة الكهربائية في بيوتنا بمقابس الكهرباء ، يتم تشغيل الدائرة الكهربائية في هذه الأجهزة ، ويتم تحويل الطاقة الكهربائية الى طاقة حرارية أو طاقة حركية وتنشأ الضوضاء. ضوضاء الحث الكهرومغناطيسي الناتجة من الأجهزة الكهربائية لا يهتم بها الكثير لأن فارق الجهد الذي تنتجه الدوائر الكهربائية صعب الإحاطة به. للتقليل من هذه الضوضاء نحتاج لمعرفة فنية متقدمة، ونتائج هذا البحث وفر المعرفة الفنية التي تتمحور حول فهم فرق الكم الفيزيائي المسؤول عن إنتاج الضوضاء (الحث الكهرومغناطيسي). بلا شك أن الأجهزة الكهربائية قدمت خدمات لا تحصى للأنسان لكنها في نفس الوقت قدمت مخاطر بسبب الضوضاء التي تنتجها. لذا كان لزاما علينا جميعا فهم عملية توليد الضوضاء ورصد الحث الكهرومغناطيسي الناتج عن الأجهزة لتصميم دوائر متطورة بلا إزعاج.
في هذه الدراسة ، طورت المجموعة البحثية طريقة حسابية لتقدير الكميات المادية والفيزيائية التي تسبب ضوضاء الحث الكهرومغناطيسي. وكذلك تم تطوير جهاز محاكاة لدراسة أصل ظاهرة الضوضاء. على وجه التحديد ، تم حساب المعادلة التكاملية التفاضلية الجزئية المتزامنة بشكل مباشر مع المتغيرات العددية و الشحنة والتيار ، والتي هي عبارة عن كميات مادية في الموصلات ثلاثية الأبعاد التي تشكل الدائرة. علاوة على ذلك ، طورت المجموعة خوارزمية تربط عناصر الدائرة مثل (مصادر الجهد ، المقاومات ، إلخ) كمدخلات لإنتاج الحث الكهرومغناطيسي. الطريقة التي تم تطويرها في هذا البحث تجعل من الممكن فهم كيفية انتشار الكم الفيزيائي في المواد الموصلة بالكهرباء وتغيرها بمرور الوقت. كنتيجة لذلك ، من الممكن أن نفهم بشكل واضح سبب الضوضاء ومتى وأين تحدث. ومن المتوقع تطوير تصميم دائرة كهربائية هادئة وبدون ضوضاء.
تتناول هذه الطريقة أيضًا شكل الموصل الذي يحدد خصائص الدائرة بدقة عالية. تمكن الباحثون من تطوير تقنية الحساب لتعيد شكل موجات الضوضاء المنبعثة من الأجهزة الكهربائية. مستقبلا سيعمل الباحثون على العمل لتوضيح ظاهرة ضوضاء الحث الكهرومغناطيسي الناتجة عن كل الإحتمالات في مختلف موصلات الدوائر المستخدمة ومحاولة تصميم الدوائر بلا ضوضاء.
تهدف المجموعة البحثية إلى تحقيق أجهزة “بلا ضوضاء” ، وتتوقع هذه المجموعة أن تؤدي نظرياتهم وحساباتهم إلى معدات بلا ضوضاء مع انخفاض استهلاك الطاقة. إنهم يتابعون بنشاط لتحقيق بنية تحتية صامتة ويريدون إجراء البحوث الأساسية والتطبيقية حول ضوضاء المعدات الناتجة عن الضوضاء الكهرومغناطيسية. يبحث البروفيسور آبي والبروفيسور توكي عن شركاء من المجال الصناعي في مختلف المجالات يساهمون بالبحث الأساسي والتطوير التطبيقي.
*تمت الترجمة بتصرف