תוֹכֶן
להבין כמה משקל גשר יכול להחזיק תלוי איך הוא מגיב ללחץ ולעומס של מכוניות וכלי רכב אחרים שחוצים אותו. אבל, עבור השינויים המועטים ביותר בסטרס, אתה צריך מד מתח שיכול לתת לך ערכי לחץ שהם הרבה יותר קטנים. הערך המיקרוסטרי עוזר לך בכך.
מיקרוסטראין
לחץ נמדד באמצעות "sigma" σ = F / A לכוח ו על חפץ ועל האזור א עליו מופעל הכוח. אתה יכול למדוד את הלחץ בצורה ישירה זו אם אתה מכיר כוח ואזור. זה נותן מאמץ את אותן יחידות כמו לחץ. משמעות הדבר היא שאתה יכול להוסיף לחץ על עצם כדרך אחת למדידת הלחץ עליו.
אתה יכול גם להבין כמה עומס יש על חומר המשתמש ב- ערך המתח, נמדד על ידי "אפסילון" ε = ΔL / L לשינוי באורך ΔL של חומר כאשר הוא נמצא תחת לחץ חלקי האורך בפועל ל של החומר. כאשר חומר דחוס לכיוון מסוים, כמו משקל המכוניות על גשר, החומר עצמו יכול להתרחב בכיוונים בניצב למשקל. תגובה זו של מתיחה או דחיסה, המכונה אפקט פואסון, מאפשר לך לחשב את המתח.
"עיוות" זה של החומר מתרחש ברמה מיקרו להשפעות מיקרו-קרקעיות. בעוד שמודדי זן בגודל רגיל מודדים שינויים באורך החומר בסדר גודל של מילימטר או אינץ ', מדדי מיקרוסטרסט משמשים לאורכי מיקרומטר (באמצעות האות היוונית "mu") מיקרומטר לשינוי באורך. פירוש הדבר שתשתמש בערכים של ε בסדר גודל של 10-6 בעוצמה כדי לקבל מיקרו-מתח μ__ε. המרת המיקרו-זן למתח פירושה הכפלה של הערך של המיקרו-זן ב -10-6.
מדדי מיקרוסטראין
מאז שגילה הכימאי הסקוטי לורד קלווין שחומר מוליך מתכתי תחת עומס מכני מראה שינוי בהתנגדות החשמלית, מדענים ומהנדסים בדקו את הקשר הזה בין מתח לחשמל כדי לנצל את ההשפעות הללו. התנגדות חשמלית מודדת התנגדות לחוטים לזרימת המטען החשמלי.
מדדי זווית משתמשים בצורת חוט בזיגציג כך שכאשר מודדים את ההתנגדות החשמלית בחוט כאשר הזרם זורם דרכו, אתה יכול למדוד את המתח המוטל על החוט. הצורה הדומה לרשת זיגזג מגדילה את שטח הפנים של החוט במקביל לכיוון המתח.
מדדי מיקרוסטראן עושים את אותו הדבר, אך מודדים אפילו יותר שינויים זעירים בהתנגדות החשמלית לאובייקט כמו שינויים במיקרוסקופ באורך של חפצים. מדדי זן מנצלים את מערכת היחסים כך שכאשר המתח על חפץ מועבר למתח המתח, מד משנה את ההתנגדות החשמלית שלו בפרופורציה למתח. מדדי זן מוצאים שימושים במאזנים המקנים מדידות מדויקות של משקל העצמים.
בעיות בדגימת זן
בעיות בדגימה של מתח יכול להמחיש את ההשפעות הללו. אם מד מתח נמדד מיקרו-מתח של 5_μ__ε_ לחומר באורך 1 מ"מ, בכמה מיקרומטר משתנה אורך החומר?
המירו את מתח המיקרו למתח על ידי הכפלתו ב 10-6 לקבל ערך מתח של 5 על 10-6, והמירו 1 מ"מ למטר על ידי הכפלתו ב -10-3 להשיג 10-3 M. השתמש במשוואה עבור מתח לפתור עבורו ΔL עם 5 על 10-6 = ΔL / 10-3 M_. לפתור עבור _ΔL כמו (5X10-6) x (10-3) כדי לקבל 5 על 10-9 מ ', או 5 על 10-3 מיקרומטר _._