השיר "Car Wash" הוא אחד השירים שזכה להכי הרבה חידושים וביצועים בהיסטוריית המוזיקה. בגרסה המקורית השיר נפתח עם מחיאות כפיים, שסומפלו הרבה פעמים בשירי היפ הופ ו-R&amp;B בשנות ה-80.
חיתוך בסילון מים
חיתוך בסילון מים היא שיטה המנצלת סילוני מים בלחץ גבוה לצורך חיתוך חומרים. קיימות גרסאות בהן מעורבים המים בחומר גרגירי שוחק המשפר את יכולת החיתוך בחומרים קשים.
אופן הפעולה.
חלקיקי המים מקבלים מהירות ותאוצה גדולים על ידי העברת כמות מים אדירה דרך דיזה בעלת פתח צר. הלחץ האדיר פוגע בחומר וחותך אותו. לחץ המים פוגע באזור קטן ביותר בחומר, בו מתפתחים סדקים קטנים. סילון המים שוטף את החלקיקים שנוצרים כתוצאה מהחיתוך והסדקים מתפתחים ומתקדמים בחומר עד לחיתוך החומר לגמרי.
גודל הדיזה ולחץ המים מאפשרים שליטה מדויקת במהירות וכיוון החיתוך. למכשיר החיתוך עצמו ניתן להוסיף מגביר לחץ - מ-20,000 עד ל-50,000 Psi, המאפשר לקבל לחץ גדול ושינוי לחץ כתלות בקושי החומר שאותו חותכים.
ישנן שיטות המשתמשות בסילון מים בלבד המתאים למתכות רכות או לחומרים שמתפתחים בהם סדקים במהירות (חומרים קרמיים). שיטות אחרות משתמשות בעירוב חומר אברזיבי (שוחק) במים (למשל זירקוניה או אלומינה) לפני ההסנקה לחיתוך חומרים בעלי קושי רב יותר. לרוב משתמשים בגרפיט או זכוכית לשם כך. לגרפיט יש חוזק רב והוא נשבר בצורה חלקה, זול יחסית ליהלום, הזכוכית קצת פחות חזקה מגרפיט אך היא זולה מאוד.
לשיטה תכונות ההופכות אותה לשימושית במגוון יישומים. ניתן לחתוך חומרים בעלי טווח רחב של קשיות ומתקבל חיתוך חלק. החיתוך עשוי להיות מהיר יחסית לעיבוד שבבי אך מהירות החיתוך מושפעת מאוד מעובי החיתוך ולכן לעיתים עיבוד שבבי יעיל יותר, רועש מאוד עקב הלחץ הגבוה בו המים יוצאים מראש ההתזה ואינו כרוך בשימוש בחומרים מסוכנים. בשיטה זו אין יכולת לשלוט בעומק החיתוך אלא ניתן לבצע חיתוך מלא בלבד. כמו כן, גאומטרית החיתוך מוגבלת ביותר יחסית לצורות עיבוד אחרות.
המכונות הנפוצות כיום הן ממוחשבות ואוטומטיות (CNC) וניתן לבצע חיתוך ישירות מתוך קובץ תכנון בעזרת מחשב (תיב"ם) במגוון פורמטים.
היסטוריה.
מקור שיטה זו עוד בימים שעבדו במכרות פחם עם סילוני מים לסילוק הסלעים שנחצבו או פוצצו. ב-1930 רוסיה התקדמה בחקר סילון המים וניסתה לחתוך את הסלעים עצמם על ידי סילון מים רב עוצמה בלחץ 7000 PSI.
בשנות ה-70 פיתחה ארצות הברית מכשירי חיתוך בסילון מים בלחץ 40,000 PSI. היישומים התעשייתיים במכונות לחיתוך בסילון מים החלו בתחילת שנות השבעים עם שילוב של מערכות מים בלחץ כ-60,000 PSI, בהם סילון המים נע במהירות גבוהה פי שלושה ממהירות הקול.
ד"ר מוחמד חשיש נחשב למפתח שיטת העיבוד בסילון מים.
שימושים.
משתמשים בחיתוך בסילון מים לשימושים הבאים:
לגאטו
לגאטו ("קשורים ביחד" באיטלקית), מורה שהתווים מנוגנים במחובר ובאופן חלק. כלומר, הנגן עובר מתו לתו ללא עצירה בה יש שקט מוחלט.
בסימון מוזיקלית מערבי, לגאטו מורה על ידי סלור או על ידי המילים "legato". לגטאו היא טכניקת הניגון ההפוכה לסטקטו.
יש טכניקת ביניים בין השניים הנקראת פורטטו, אשר לפעמים מכונה "מזו סטקטו" או א-לגאטו.
עכבה חשמלית
עכבה חשמלית או אימפדנס היא התנגדות חשמלית מוכללת. המושג נפוץ במיוחד במשוואות מתמטיות של מעגל חשמלי שבו זורם זרם חילופין. במערכת היחידות הבינלאומית, נמדדות הן העכבה והן ההתנגדות באותן יחידות, האוהם (Ω).
מצב מתמיד סינוסי.
באופן כללי, פתרונות המתחים והזרמים במעגל המכיל נגדים, קבלים וסלילים הם פתרונות למשוואה דיפרנציאלית רגילה. ניתן להראות שאם מקורות המתח והזרם במעגל הם סינוסיים בתדירות קבועה, הפתרונות מקבלים צורה הנקראת מצב מתמיד סינוסי (מצב מתמיד במעגל AC), כלומר כל המתחים והזרמים במעגל הם סינוסיים ובעלי אמפליטודה, תדירות ופאזה קבועות.
במצב מתמיד סינוסי, formula_1 היא פונקציה סינוסית של הזמן עם אמפליטודה קבועה formula_2, תדירות קבועה formula_3, ופאזה קבועה formula_4:
כאשר:
הייצוג הפאזורי של formula_1 הוא הקבוע המרוכב formula_11:
במעגל במצב מתמיד סינוסי, לכל המתחים והזרמים במעגל יש ייצוגים פאזוריים בתנאי שכל המקורות המתח והזרם הם באותה התדירות, כך שכל מתח וזרם ניתן לייצוג כמספר מרוכב קבוע. בניתוח מעגל DC, כל מתח וזרם ניתן לייצוג כמספר ממשי. לכן, ניתן לשער שהחוקים שפותחו לניתוח מעגל DC ניתנים ליישום לניתוח מעגל AC על ידי שימוש במספרים מרוכבים במקום מספרים ממשיים.
הגדרה וסימון האימפדנס החשמלי.
האימפדנס של רכיב במעגל מוגדר כיחס בין פאזור המתח הנופל על הרכיב לפאזור הזרם העובר דרך הרכיב:
אף על פי ש־formula_14 הוא היחס בין שני פאזורים, formula_14 עצמו אינו פאזור, כלומר formula_14 אינו קשור לפונקציה סינוסית כלשהי של הזמן.
במעגלי DC, ההתנגדות מוגדרת על פי חוק אוהם כיחס בין מתח ה־DC הנופל על הנגד לזרם ה־DC דרך הנגד:
כאשר:
כלומר הגדרת האימפדנס מהווה הכללה של חוק אוהם, כאשר את התנגדות הנגד formula_20 במעגל ה־DC מחליפים באימפדנס שלו formula_21 במעגל ה־AC. הכללה זו של חוק אוהם אינה מוגבלת לנגדים, וניתן להשתמש בה גם לקבלים ולסלילים במעגל AC.
כפי שמכלילים את חוק אוהם למעגלי AC בעזרת השימוש בפאזורים, מכלילים גם תוצאות נוספות ממעגלי DC למעגלי AC כמו חלוקת מתח, חלוקת זרם, משפט תבנין ומשפט נורטון.
הגודל ההופכי של התנגדות טהורה נקרא מוליכות. על ידי הכללה דומה למעגלי AC מגדירים שהגודל ההופכי של אימפדנס נקרא אדמיטנס הנמדד ביחידות SI בסימנס:
אימפדנס של רכיבים.
חשוב לשים לב כי העכבה (אימפדנס) של הרכיבים היא במישור התדר ולא במישור הזמן, ניתן למצוא בקלות את העכבה של הרכיבים על ידי התמרת לפלס על המשוואה הדיפרנציאלית המתארת את הרכיב.
העכבה של הרכיב היא בעצם פונקציית התמסורת של הרכיב במישור התדר.
ההכפלה במספר המרוכב formula_23 (בהנדסה נפוץ הכתיב formula_24 כדי לא לבלבל עם זרם) מצביעה על הפרש הפאזה בין המתח לזרם.
עבור נגד:
עבור קבל:
הוכחה:
בקבל מתקיים היחס בין הזרם בקבל למתח על פני הקבל formula_27. כדי למצוא את המתח על פני הקבל כפונקציה של הזמן נקבל formula_28
כעת נמיר את המשווה למישור התדר נבצע בעזרת התמרת לפלס על שני צידי המשוואה formula_29 ונקבל formula_30 כאשר formula_31 הוא מספר מרוכב.
האימפדנס של הרכיב הוא פונקציית התמסורת שלו ולכן נחלק את שני צידי המשוואה בזרם ונקבל formula_32
נקודות חשובות:
עבור סליל:
ההוכחה עבור סליל דומה להוכחה של קבל.
היגב.
המונח היגב, (ריאקטנס) או התנגדות ראקטיבית מתייחס לחלק המדומה של האימפדנס. להלן מספר דוגמאות:
האימפדנס של קבל או סליל תלוי בתדירות formula_47 והוא גודל מדומה, אבל מהווה תופעה פיזיקלית אמיתית של הפרש פאזה בין הפאזורים של המתח והזרם כתוצאה מנוכחות הקבל או הסליל. לעומת זאת האימפדנס של הנגד הוא קבוע וממשי חיובי, ולכן אינו גורם להפרש פאזה בין הפאזורים של המתח והזרם.
כאשר נגדים, קבלים וסלילים משולבים במעגל AC, ניתן לחבר את האימפדנסים של הרכיבים באותו אופן שמחברים התנגדויות במעגל DC. האימפדנס השקול המתקבל הוא באופן כללי גודל מרוכב, כלומר יש לו חלק ממשי וחלק מדומה. מסמנים את האימפדנס השקול באופן הבא:
כאשר:
מקובל להתייחס לקבל או לסליל כרכיב ריאקטיבי. האימפדנס של קבל הוא מדומה שלילי בעוד שהאימפדנס של סליל הוא מדומה חיובי. רכיב ריאקטיבי צורך אנרגיה מהמעגל ומחזיר אנרגיה למעגל לחלופין, ולכן בניגוד לנגד אינו צורך הספק.
ניתן לקבוע את התנהגותו של הקבל בתדירויות קיצוניות. כשהתדירות מתקרבת לאפס, הריאקטנס של הקבל גדל ללא גבול כך שהקבל מתנהג כמו נתק במעגל העובד בתדירויות נמוכות מאוד של מקורות סינוסיים. ככל שהתדירות גדלה, הריאקטנס של הקבל מתקרב לאפס כך שהקבל מתנהג כמו קצר במעגל העובד בתדירויות גבוהות מאוד של מקורות סינוסיים.
לעומת זאת, התנהגותו של הסליל הפוכה בתדירויות קיצוניות. כשהתדירות מתקרבת לאפס, הריאקטנס של הסליל מתקרב לאפס כך שהסליל מתנהג כמו קצר במעגל העובד בתדירויות נמוכות מאוד של מקורות סינוסיים. ככל שהתדירות גדלה, הריאקטנס של הסליל גדל ללא גבול כך שהסליל מתנהג כמו נתק במעגל העובד בתדירויות גבוהות מאוד של מקורות סינוסיים.
עכבה אופיינית.
עבור קווי תמסורת במערכות מפולגות מגדירים עכבה אופיינית, שהיא היחס בין משרעת המתח בין שני הדקי קו תמסורת לבין משרעת הזרם הזורם בו באופן מקומי. עכבה אופיינית מאפיינת את מבנה קו התמסורת, ואינה תלויה באורכו.
גם גלים אלקטרומגנטיים או גלי קול המתפשטים בתווך ניתן לתאר כמעגל חשמלי, ואז מוגדרת עבור התווך עכבה אופיינית.
חיבור אימפדנסים.
חיבור אימפדנסים בטור או במקביל הוא כמו בנגדים, כשההבדל הוא שבחיבור אימפדנסים יש לטפל במספרים מרוכבים.
בטור.
חיבור אימפדנסים בטור הוא פשוט:
במקביל.
חיבור אימפדנסים במקביל מסובך בהרבה מחיבור תכונות פשוטות כמו התנגדות או קיבול עקב גורם המכפלה.
האימפדנס המתקבל הוא: formula_48
כאשר:
מעגלים עם מקורות כלליים.
אימפדנס מוגדר על ידי היחס בין שני פאזורים כשפאזור מוגדר על פונקציה סינוסית של הזמן. עבור מקורות מחזוריים כלליים ואפילו מקורות לא מחזוריים, עדיין ניתן להשתמש במושג האימפדנס. ניתן להראות שכמעט כל הפונקציות המחזוריות בזמן ניתנות לייצוג על ידי טור פורייה. לכן, ניתן לחשוב על מקור מתח מחזורי כלשהו כצירוף, אולי אינסופי, של מקורות מתח סינוסיים בטור. באופן דומה, ניתן לחשוב על מקור זרם מחזורי כלשהו כצירוף, אולי אינסופי, של מקורות זרם סינוסיים במקביל.