میزان جدایی دماغه کمتری در رفتار ولتامتری حاصله با بهره گرفتن از اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید در مقایسه با گلوتارآلدهید مشاهده می‌شود
جریان خازنی کمتری در مورد سطح اصلاح شده با اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید در مقایسه با گلوتارآلدهید مشاهده گردید
نهایتا در رفتار ولتامتری حاصله با بهره گرفتن از اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید در مقایسه با گلوتارآلدهید شدت دماغه بیشتری دیده شد
به نظر می‌رسد اثرات مشاهده شده شامل کاهش پتانسیل دماغه‌ها و جدایی بین دماغه‌ها را می‌توان در تفاوت موجود در ساختار این دو اتصال دهنده دنبال کرد. بنزن دی‌آلدهید به دلیل دارا بودن ساختار رزونانسی می‌تواند انتقال الکترون موثرتری بین ترکیب فنوکسازین و سطح ایجاد کند. این امر در مورد گلوتارآلدهید با ساختار آلیفاتیک صادق نیست. به علاوه به دلیل حالت رزونانسی که در ساختار بنزن دی‌آلدهید وجود دارد این ترکیب توانایی خمیده شدن و اتصال مجدد به سطح از دیگر سر آلدهیدی خود را ندارد در حالی‌که در مورد ترکیب گلوتارآلدهید این احتمال وجود دارد که ملکول خمیده شده و از دو سر آلدهیدی خود به گروه‌های آمین موجود بر روی سطح متصل شود و سطح را بلوکه کند. این مساله باعث کاهش تعداد ملکول‌های فنوکسازینی می‌شود که توانایی اتصال به سطح را دارا می‌باشند و این امر به نوبه خود از شدت دماغه ولتامتری مشاهده شده کم می‌کند.
برای اطمینان از تاثیر مزدوج شدن و رزونانس در اثرات مشاهده شده از عامل کاهنده سدیم بور هیدرید استفاده شد. سدیم بور هیدرید یک عامل احیاء کننده است که از آن برای احیائ پیوندهای دوگانه‌ئ ایمینی به پیوندهای یگانه استفاده می شود. قرار دادن الکترود اصلاح شده با تیونین و با بهره گرفتن از اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید در محلول µM1/0 مولار سدیم بورهیدرید باعث می‌شود که پیوندهای C=N بین بنزن دی‌آلدهید با گروه آمینوفنیل سطح و تیونین (شکل ۳-۲ مرحله‌ی ۴) به پیوندهای C-N تبدیل شود. با این تغییر امکان رزونانس بین آمینوفنیل و بنزن دی‌آلدهید و بنزن دی‌آلدهید و تیونین از بین می‌رود. همان‌طور که در شکل(۳-۲۵) نشان داده شده است پس از احیای پیوندهای ایمینی از شدت دماغه‌ها کم و جدایی دماغه آندی و کاتدی بیشتر شده است.

با توجه به مطالعات صورت گرفته و نتایج حاصله به نظر می‌رسد ترکیب بنزن دی‌آلدهید اتصال دهنده بهتر و کارآمدتری نسبت به گلوتارآلدهید باشد. از این رو در ادامه کار از این اتصال دهنده برای اصلاح سطح الکترود و انجام مطالعات بعدی استفاده گردید.
۳-۱-۶- بررسی و مطالعه الکتروشیمیایی سطوح اصلاح شده با حدواسط‌های فنوکسازین
حدواسط‌های اکسایش-کاهشی رنگ‌های فنوکسازین با روش اصلاح مرحله به مرحله‌ی بیان شده در بخش اول و با بهره گرفتن از اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید به صورت کوالانسی بر روی سطح الکترود قرار گرفتند و رفتار الکتروشیمیایی این ترکیبات مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه مطالب مربوط به NB، TB و TH آورده می‌شود.
شکل ۳-۲۵- ولتاموگرام چرخه‌ای سطح اصلاح شده با ترکیب حدواسط تیونین با بهره گرفتن از اتصال دهنده بنزن دی‌آلدهید در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات در سرعت‌ روبش‌ ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه قبل و بعد از احیای پیوندهای ایمینی بین بنزن دی‌آلدهید و گروه آمینوفنیل و تیونین
۳-۱-۶-۱-۱- ایجاد سطح الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده حد واسط نیل بلو
با قرار دادن الکترود اصلاح شده با بنزن دی‌آلدهید در محلول نیل بلو با غلظت ۰/۱۰ گرم بر لیتر و با گذشت زمان ترکیب نیل بلو بر روی سطح الکترود قرار گرفت. اثر pH و زمان بر روی میزان پیشرفت این واکنش مطالعه شد و پیشرفت واکنش با بهره گرفتن از جریان دماغه نیل بلو تثبیت شده دنبال شد. براساس نتایج حاصل از این مطالعه ۰/۲=pH و زمان واکنش ۲۴ ساعت بهترین شرایط برای ایجاد سطح اصلاح شده به‌دست آمد.
۳-۱-۶-۱-۲- بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با لایه نیل بلو
در این کار برای بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده از روش ولتامتری چرخه‌ای استفاده شد. در شکل (۳-۲۶) ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نیل بلو و الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح نشده در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات با pH برابر ۰/۶ نشان داده شده است. برای الکترود اصلاح نشده هیچ دماغه‌ای در محدوده پتانسیلی ۲/۰+ تا ۰/۱- ولت نسبت به مرجع Ag/AgCl مشاهده نمی‌شود. در حالی‌که برای الکترود اصلاح شده با نیل بلو دماغه ولتامتری مشخصه نیل بلو به خوبی مشاهده می‌شود. این دماغه دارای رفتار الکتروشیمیایی با پتانسیل دماغه E_p=(E_pa-E_pc)/2 برابر ۴۱۸/۰- ولت با جدایی دماغه برابر ۱۵۶ میلی‌ولت و نسبت جریان آندی به کاتدی برابر با ۱، در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه بود. واکنش اکسایش-کاهشی نیل بلو با مکانیسمی مشابه مکانیسم بیان شده در شکل (۳-۱۸) در مورد تیونین صورت می‌گیرد.
شکل ۳-۲۶- ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح نشده و اصلاح شده در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و بافر فسفات با ۰/۶= pH در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه
۳-۱-۶-۱-۳- بررسی سرعت‌ روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با نیل بلو
برای بررسی پارامترهای سینتیکی و بررسی کنترل جذب سطحی و یا انتشاری بودن فرایند الکتروشیمی مشاهده شده، رفتار الکترو شیمیایی الکترود تهیه شده در سرعت‌های روبش‌ ۲۰ تا ۵۵۰۰ ثبت و مورد ارزیابی قرار گرفت. شکل (۳-۲۷A ) ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود اصلاح شده را در سرعت‌های روبش ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و بافر فسفات با ۰/۶= pH نشان می‌دهد. همان‌طور که دیده می‌شود متناسب با افزایش سرعت روبش، جریان کاتدی و آندی نیز افزایش می‌یابند ولی پتانسیل دماغه‌های آندی و کاتدی تغییر نکرده و با افزایش سرعت روبش ثابت است که نشان دهنده سینتیک سریع انتقال الکترون و عدم وجود محدودیت سینتیکی در انتقال الکترون حتی در سرعت روبش‌های بالا است. در شکل (۳-۲۷ B) نمودار جریان دماغه بر حسب سرعت روبش نشان داده شده است. با رسم نمودار جریان دماغه کاتدی و آندی برحسب سرعت روبش در محدوده سرعت روبش ۲۰ تا ۲۲۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه خط راستی به‌دست می‌آید.
شکل ۳-۲۷- (A) ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود اصلاح شده با نیل بلو در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات با ۰/۶= pH در سرعت‌های روبش ۱۰۰، ۲۰۰، ۳۰۰، ۴۰۰، ۵۰۰، ۶۰۰، ۷۰۰، ۸۰۰، ۹۰۰ و ۱۰۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه (به‌ترتیب از داخل به خارج). داخل شکل‌ها، نمودار جریان دماغه کاتدی و آندی الکترود GCE/NB (B) بر حسب سرعت روبش و © برحسب جذر سرعت روبش
خطی بودن جریان نسبت به سرعت روبش از مشخصات فرآیندهای جذب سطحی است و کنترل جذب سطحی بودن جریان را در این محدوده از سرعت روبش نشان می‌دهد. با افزایش سرعت روبش پتانسیل، در سرعت‌های روبش بالاتر از ۲۲۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه، نمودار جریان دماغه آندی و کاتدی بر حسب سرعت روبش، از حالت خطی خارج شد و متناسب با جذر سرعت روبش گردید. بارسم نمودار جریان برحسب جذر سرعت روبش شکل (۳-۲۷ C) مشخص شد که در سرعت‌های روبش بالاتر از ۲۲۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه جریان متناسب با جذر سرعت روبش است که این امر نشان دهنده کنترل انتشاری بودن جریان در سرعت‌های روبش بالا است. مشابه مکانیسم ارائه شده برای تیونین در شکل (۳-۱۸)، ضمن فرایند اکسایش و کاهش مولکول‌های نیل بلو انتقال پروتون نیز انجام می‌شود. در سرعت‌های روبش بالا چون سرعت فرایند الکتروشیمی و جریان تولیدی (الکترون‌های مبادله شده) افزایش می‌یابد و با توجه به ثابت بودن سرعت نفوذ یون‌های پروتون و یون‌های الکترولیت، پروتون‌ها و یون‌های الکترولیت نمی‌توانند متناسب با افزایش سرعت فرایند اکسایش و کاهش خود را هماهنگ کنند. بنابراین، در سرعت‌های روبش بالا جریان به وسیله انتشار یون‌های پروتون در سطح الکترود کنترل می‌شود.
۳-۱-۶-۱-۴- محاسبه غلظت سطحی نیل بلو اتصال یافته به صورت کوالانسی به سطح الکترود کربن شیشه‌ای
برای تعیین غلظت سطحی ترکیب الکتروفعال نیل بلو از رابطه زیر استفاده شد]۱۶۹ و۱۷۰ [.
معادله (۳-۳) Ip = n²F ^۲ Γ_۰ ν A/4RT
در این رابطه Ip جریان، n تعداد الکترون‌ها، ν سرعت روبش، A مساحت موثر الکترود و Γ غلظت سطحی گونه جذب شده است. طبق این رابطه با رسم نمودار جریان بر حسب سرعت روبش برای گونه موجود در سطح الکترود خط راستی حاصل می‌شود که از روی شیب آن با معلوم بودن سایر پارامترها می‌توان غلظت سطحی گونه (Γ) را محاسبه کرد.
سطح هندسی موثر الکترود می‌تواند با دنبال کردن تغییرات دماغه فرو‌سیانید با سرعت روبش به‌دست آید [۱۶۹]. برای محاسبه سطح موثر الکترود، ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود کربن شیشه‌ای در محلول ۰/۱ میلی‌مولار K₄Fe(CN)₆ در سرعت‌های روبش مختلف ثبت شد. با توجه به معادله زیر:
معادله (۳-۴) C₀ ν^۱/۲ I_p = (۲٫۶۹×۱۰^۵) n^3/2 A D₀^1/2
با رسم نمودار جریان بر حسب سرعت روبش، سطح موثر الکترود قابل محاسبه است. در رابطه فوق I_p جریان دماغه، n تعداد الکترون‌ها، A سطح موثر الکترود، D₀ ضریب نفوذ گونه، C₀ غلظت گونه و u سرعت روبش پتانسیل است. با رسم نمودار جریان تولید شده در سطح الکترود اصلاح شده با نیل بلو در محلول ۰/۱ میلی‌مولار K₄Fe(CN)₆برحسب سرعت روبش خط راستی (شکل ۳-۲۸) حاصل شد که با توجه به شیب معادله حاصل از آن(معادله ۳-۵) و استفاده از معادله (۳-۴) و با در نظر گرفتن ضریب نفوذ K₄Fe(CN)₆ برابر با cm²s^-1 ۵-۱۰×۵/۸
شکل ۳-۲۸- نمودار تغییرات جریان دماغه محلول ۰/۱ میلی‌مولار فرو‌سیانید بر حسب جذر سرعت روبش بر روی الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح نشده در ۰/۶=pH.
[۵۳] و احتساب یک الکترون برای واکنش الکتروشیمیایی انجام گرفته، مقدار سطح موثر الکترود اصلاح شده برابر با ۰۲۲۵/۰ سانتی‌متر مربع محاسبه شد.
Y=-14.1x-0.7معادله (۳-۵)
پس از محاسبه سطح موثر الکترود، با بهره گرفتن از نمودار جریان دماغه نیل بلو برحسب سرعت روبش در محدوده ۲۰ تا ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه مربوط به شکل (۳-۲۹) و رابطه ۳-۳، با در نظر گرفتن دو الکترون برای واکنش و قرار دادن سطح موثر الکترود برابر با cm² ۰۲۲۵/۰ غلظت سطحی(Γ) نیل بلو برابر با mol/cm^2 ۱۱-۱۰×۸۴/۸ محاسبه گردید.
۳-۱-۶-۱-۵- تاثیر pH محلول روی رفتار الکترو شیمیایی الکترود اصلاح شده با NB
برای این منظور ولتاموگرام‌های الکترودGCE/NB در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات در بافر فسفات ۰۲/۰ مولار در pH های ۰/۴ تا ۰/۹ در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه ترسیم شد. (شکل ۳-۳۰). در pH های ۰/۲
شکل ۳-۲۹- نمودار تغییرات جریان دماغه نیل بلو بر حسب سرعت روبش در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات با ۰/۶=pH
تا ۰/۶ رفتار الکتروشیمیایی برگشت پذیری برای این الکترود مشاهده شد و با افزایش pH پتانسیل فرمال با شیب ۶۴ میلی‌ولت نسبت به pH به سمت پتانسیل‌های منفی‌تر جابجا شد. این رقم به شیب نرنستی یعنی ۵۹ میلی‌ولت بسیار نزدیک بوده و با توجه به این که این واکنش از یک مکانیسم ۲ الکترونی تبعیت می‌کند و با علم به این‌که نسبت تعداد الکترون‌ها به تعداد پروتون‌ها در این واکنش‌ها برابر ۱ می‌باشد ، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که طی فرایند الکتروشیمیایی صورت گرفته ۲ پروتون مبادله می‌شود.
در محدوده pH 0/8 تا ۰/۱۰ دماغه‌های شکافته شده‌ای از نیل بلو مشاهده شد. به نظر می‌رسد در مورد نیل بلو نیز نظیر تیونین واکنش اکسایش- کاهش بسته به pH محلول می‌تواند همراه با مبادله ۱ پروتون و یا ۲ پروتون صورت گیرد و شکافتگی دماغه‌ها در pH های بالا به دلیل تغییر مکانیسم واکنش اکسایش-کاهش در اثر کمبود هیدروژن باشد.
شکل ۳-۳۰- ولتاموگرام‌های الکترود GCE/NB در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات در pH های ۰/۲، ۰/۴، ۰/۶، ۰/۸ و ۰/۱۰ در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه. حاشیه شکل: نمودار تغییرات دماغه آندی و کاتدی بر حسب pH محلول
۳-۱-۶-۱-۶- بررسی میزان پایداری الکترود اصلاح شده با نیل بلو
یکی از عواملی که اهمیت بالایی در ساخت و کاربرد حسگرها دارد میزان پایداری لایه تشکیل شده در سطح الکترود است. به منظور بررسی میزان پایداری نیل بلو اتصال یافته به سطح، ولتاموگرام‌های چرخه‌ای متوالی از سطح الکترود گرفته شد. بعد از انجام ۱۰۰ چرخه متوالی پتانسیل (شکل ۳-۳۱)، جریان دماغه کاتدی و آندی تقریبا ثابت بوده و افت بسیار ناچیزی را ( حدود ۰/۳%) نشان داد که نشان دهنده پایداری بسیار زیاد الکترود در کارکردهای متوالی است. پایداری بسیار زیاد نیل بلو قرار گرفته بر روی سطح الکترود مربوط به طبیعت پیوند کوالانسی ایجاد شده با سطح است که از نشت ملکول اتصال یافته به سطح به داخل محلول‌های آبی ممانعت می‌کند.
شکل ۳-۳۱- ولتاموگرام چرخه‌ای الکترود اصلاح شده با نیل بلو در اولین و صدمین چرخه در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات با pH برابر ۰/۶ و در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه
۳-۱-۶-۲-۱- ایجاد سطح الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با حدواسط تولوئیدین بلو
با قرار دادن الکترود اصلاح شده با بنزن دی‌آلدهید در محلول تولوئیدین بلو با غلظت ۰/۱۰ گرم بر لیتر و با گذشت زمان ترکیب تولوئیدین بلو بر روی سطح الکترود قرار گرفت. اثر دما و زمان بر روی میزان پیشرفت این واکنش مطالعه شد و پیشرفت واکنش با بهره گرفتن از جریان دماغه تولوئیدین بلو تثبیت شده دنبال شد. براساس نتایج حاصل از این مطالعه ۰/۲=pH و زمان واکنش ۲۸ ساعت و دمای ۸۰ درجه سانتی گراد بهترین شرایط برای ایجاد سطح اصلاح شده می‌باشد.
۳-۱-۶-۲-۲- بررسی الکتروشیمی الکترود اصلاح شده با تولوئیدین بلو
برای بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده از روش ولتامتری چرخه‌ای استفاده شد. در شکل (۳-۳۲) ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با تولوئیدین بلو در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و ۰۲/۰ مولار بافر فسفات با ۰/۶= pHنشان داده شده است. الکترود اصلاح شده با تولوئیدین بلو در محدوده پتانسیلی ۰ تا ۸/۰- ولت نسبت به مرجع Ag/AgCl رفتار ولتامتری مشخصه تولوئیدین بلو را به خوبی نشان داد. برای الکترود اصلاح نشده هیچ فعالیت اکسایش-کاهشی در این محدوده پتانسیلی مشاهده نمی‌شود. در حالی‌که برای الکترود اصلاح شده یک زوج اکسایش-کاهش با پتانسیل میانگین E_m=(E_pa+E_pc)/2 برابر با ۰۷/۰ ولت و جدایی دماغه برابر ۹۰ میلی‌ولت و نسبت جریان آندی به کاتدی برابر با ۱ در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه مشاهده می‌گردد. واکنش اکسایش-کاهشی تولوئیدین بلو نظیر مکانیسم بیان شده در مورد تیونین در شکل(۳-۱۸) صورت می‌گیرد[۱۵۴].
شکل ۳-۳۲- ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح نشده و اصلاح شده با تولوئیدین بلو در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و بافر فسفات با ۰/۶= pH در سرعت روبش ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه
۳-۱-۶-۲-۳- بررسی سرعت‌ روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با تولوئیدین بلو
رفتار الکتروشیمیایی الکترود تهیه شده در سرعت‌های روبش ۱۰ تا ۱۰۰۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات در pH برابر ۰/۶ ثبت و مورد ارزیابی قرار گرفت. شکل (۳-۳۳) ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود اصلاح شده را در سرعت‌ روبش‌های ۲۰ تا ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه نشان می‌دهد. همان‌طور که دیده می‌شود متناسب با افزایش سرعت روبش جریان‌های کاتدی و آندی نیز افزایش می‌یابند ولی پتانسیل دماغه‌های آندی و کاتدی تغییر نکرده و با افزایش سرعت روبش ثابت است که نشان دهنده سینتیک سریع انتقال الکترون و عدم وجود محدودیت سینتیکی در انتقال الکترون حتی در سرعت روبش‌های بالا است. در شکل (۳-۳۳ a) نمودار جریان دماغه بر حسب سرعت روبش نشان داده شده است. با رسم نمودار جریان دماغه کاتدی و آندی برحسب سرعت روبش در محدوده سرعت روبش ۱۰ تا ۱۵۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه خط راستی حاصل شد که نشان دهنده تحت کنترل جذب سطحی بودن جریان در این محدوده از سرعت روبش است.
شکل ۳-۳۳- ولتاموگرام‌های چرخه‌ای الکترود GCE/TB در محلول ۱/۰ مولار آمونیوم نیترات و بافر فسفات با ۰/۶ pH=در سرعت‌ روبش‌های ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰، ۶۰، ۷۰، ۸۰، ۹۰ و ۱۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه (به‌ترتیب از داخل به خارج). و نمودار جریان دماغه کاتدی و آندی الکترود GCE/TB (a) بر حسب سرعت روبش و (b) برحسب جذر سرعت روبش.
با افزایش سرعت روبش پتانسیل، در سرعت‌های روبش بالاتر از ۱۵۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه، نمودار جریان دماغه‌های آندی و کاتدی بر حسب سرعت روبش، از حالت خطی خارج شد و متنا سب با جذر سرعت روبش گردید. با رسم نمودار جریان بر حسب جذر سرعت روبش شکل (۳-۳۳ b) مشخص شد که در سرعت‌های روبش بالاتر از ۱۵۰۰ میلی‌ولت بر ثانیه، جریان متناسب با جذر سرعت روبش است که این امر نشان دهنده انتشاری بودن جریان در سرعت‌های روبش بالا است. مشابه آنچه برای نیل بلو بیان شد در سرعت‌های روبش بالا جریان به وسیله انتشار یون‌های پروتون به سطح الکترود کنترل می‌شود.

کارایی تخصیصی (AE) ^[۳] : توانایی یک بنگاه در بکارگیری ترکیب بهینه نهاده ها با توجه به قیمت های نهاده را نشان می دهد.
کارایی اقتصادی (EE)^[4] : کارایی اقتصادی حاصل ضرب کارایی فنی در کارایی تخصیصی تعریف می شود. (فارل ۱۹۵۷).
تحلیل پنجره ای : روش تحلیل پنجره با امکان­ پذیر ساختن ترکیب مشاهدات در سری­های زمانی و مقطعی تا حدودی مشکل ناکافی بودن مشاهدات را در ارزیابی­های زمانی برطرف می­ کند. این تکنیک بر اساس میانگین متحرک عمل می­ کند و برای یافتن روندهای عملکرد یک واحد در طول زمان مفید می­باشد. با هر واحد در یک دوره متفاوت، مانند یک واحد مستقل رفتار می­ شود. در این صورت، عملکرد یک واحد در یک دوره خاص در مقابل عملکرد خود آن واحد در سایر دوره­ها، علاوه بر عملکرد سایر واحدها مورد ارزیابی قرار می­گیرد (Tulkens and Eeckaut,1995).

۱-۱۰- فصول پژوهش
پژوهش حاضر در پنج فصل به شرح زیر تنظیم شده است.
فصل حاضر به کلیات پژوهش اختصاص یافته است.
در فصل دوم تاریخچه شکل گیری بانک و سیر تحول آن بررسی شده است و تعریف مدلهای مورد بررسی این پژوهش و در ادامه خلاصه چند پژوهش در زمینه کارایی بانک ها در داخل و خارج از کشور ارائه می‎شود.
در فصل سوم به تشریح روش اجرای مورد بررسی خواهیم پرداخت و مفهوم کارایی، مدل های مرزی، توابع مرزی تصادفی، مدل های مورد استفاده از قبیل مدل پنجره ای و سلسله مراتبی نحوه تخمین کارایی، نرم افزار مورد استفاده و خصوصیات آن به تفضیل تشریح می شود و به مطالعات انجام شده اختصاص دارد.
فصل چهارم الگوی مناسب برای برآورد کارایی شعب بانک رفاه گیلان ارائه می شود و کارایی این بانک برآورد می شود.
در فصل پنجم خلاصه از پژوهش و نتیجه گیری وارائه پیشنهادات و محدودیت­های آن می پردازیم، ضمن اینکه پیشنهادهایی به منظور بهبود کارایی شعب بانک رفاه گیلان ارائه می شود.
فصل دوم
ادبیات تحقیق/پیشینه تحقیق
۲-۱- مقدمه
کارایی یکی از مفاهیم اقتصادی می باشد که افزایش آن به منظور ارتقای سطح زندگی ،رفاه ، آرامش و آسایش انسانها همواره مد نظر دست اندر کاران سیاست و اقتصاد بوده است. به گونه ای که در تمام مکاتب و جوامع اقتصادی نیز به نحوی بر این مفهوم تاکید شده و در راستای افزایش کارایی عوامل مختلف توصیه های سیاسی مناسبی نیز ارائه شده است.مدیران و سیاستگذاران بخشهای تولیدی و خدماتی همواره در برابر این سوال که مجموعه تحت نظارت آنها با چه سطحی از کارایی فعالیت می کند و تولید بالقوه مجموعه امکانات و تجهیزات آنها چه مقدار است حساس هستند. پاسخهای معتبر به این مسائل می تواند در نوع نگرش و برنامه ریزی آنها تاثیر قابل توجهی داشته باشد. یکی از شاخصهای ارزیابی کارایی هر سیستمی روش تحلیل پوششی داده ها می باشد. مزیت عمده این روش در سنجش کارایی سیستم هایی است که ورودی ها و خروجی های چند گانه دارند. پس از اندازه گیری کارایی نواحی مختلف می توان مدیران را در تصمیم گیری و برنامه ریزی برای استفاده از منابع به منظور حصول حداکثر خروجی یاری کرد ( حقیقت و همکار، ۱۳۸۳، ۱۳۵).
در پژوهش حاضر نیز به اندازه گیری کارایی شعب بانک رفاه استان مورد نظر با بهره گرفتن از روش تحلیل پوششی داده ­ها(DEA) طی دوره زمانی مشخصی پرداخته است.
۲-۲- مفهوم بانک
بانک ها مؤسساتی هستند که از محل سپرده های مردم می توانند سرمایه لازم را در اختیار صاحبان واحدهای صنعتی، کشاورزی و بازرگانی و اشخاص قرار دهند. تکامل بانکداری به زمانی خیلی قبل برمی­گردد و اکنون به عنوان یک مؤسسه مالی که به ارائه خدمات مالی می پردازد همچنان رو به تکامل است.
در حال حاضر واژه بانک به مؤسسه ای گفته میشود که دارای مجوز بانکداری باشد. این مجوز توسط دستگاه‎های نظارت مالی اعطا می شود و به موجب آن حق ارائه اغلب خدمات مهم بانکی از قبیل پذیرش انواع سپرده ها و اعطای وام برای بانک میسر می شود. مؤسسات مالی دیگری هم وجود دارند که تعریف حقوقی بانک را ندارند و در اصطلاح مؤسسه اعتباری غیر بانک نامیده می شوند (طبیبیان، ۱۳۸۲،۲۳) .
۲-۲-۱- تاریخچه بانک و بانکداری در ایران
اولین بانک در سال ١٢۶۶ بدون اجازۀ رسمی از دولت ایران اقدام به گشودن شعبه و انجام عملیات بانک ? کرد. اما اولین تأسیس اسمی بانک با قرارداد ننگین از طرف ناصرالدین شاه به فردی به نام بارون دورویتر^[۵] کلید خورد. این بانک، بانک شاهی ایران نام گرفت. در قبال این امتیازنامه، روس ها در سال ١٢٨۵ شمسی مجوز بانک استقراض ایران را به مدت ٧۵ سال از ناصرالدین شاه گرفتند اولین بانک ایران (بانک سپه) در سال ١٣٠۴ تأسیس شد. بعد از انقلاب همه بانک های موجود در کشور با مصوبه شورای انقلاب، ملی شدند که عبارتند از: بانک ملی ، سپه، رفاه کارگران، صادرات ایران، بانک استان، صنعت و معدن، مسکن کشاورزی ، تجارت و ملت (درویشی، ۱۳۹۰، ۲۲).
۲-۲-۲- انواع بانک
بانک های جدید را می توان بر حسب نوع فعالیت آنها به هفت گروه تقسیم کرد:
بانک تجاری ^[۶]
بانک سرمایه گذاری^[۷]
بانک پس انداز
شرکت های سرمایه گذاری امان
بانک رهنی
بانک صنعتی
بانک مرکزی که به عنوان مادر همه بانک ها تنظیم کننده تمامی بانک های یک کشور یا یک منطقه می‎باشد.( توتونچیان، ۱۳۹۱، ۱۰۰-۹۹).
۲-۲-۳- حوزه فعالیت بانک ها
از اعمالی که بانک ها عمدتاً در حیطه کاری خود، حسب تعریف انجام می دهند می توان به موارد زیر اشاره کرد:
قبول سپرده های پس انداز مدت دار و پرداخت بهره وری مانده این نوع حساب ها با توجه به مدت سپرده
قبول سپرده دیداری )حساب جاری ( و پرداخت به مشتریان
تنزیل اوراق و اسناد بهادار، سفته و برات پذیرفته شده. مثلا یک چک به تاریخ یک ماه دیگر را بانک با کسر ١٠ % از کل مبلغ، الان پرداخت می کند و در سر رسید خود از حساب مورد نظر دریافت می کند.
انتقال پول از یک نفر به نفر دیگر در داخل یا خارج کشور
ایجاد تسهیلات تبدیل و ترتیبات وصول
عرضه اعتبار از طریق اعطای اجازه حق برداشت و یا اعتبار از حساب جاری بدون وثیقه و با بهره گرفتن از م کانیسم اعتبار اسنادی
چاپ اسکناس که در انحصار بانک مرکزی است
صدور برات، چک بانکی و حواله و تأیید امضای چک
ارائه صندوق امانات
عهده دار شدن حفاظت از اوراق بهادار و سایر اموال با ارزش
ایفای نقش امین برای شرکت ها
سرمایه گذاری در اوراق بهادار دولتی و غیردولتی
خرید و فروش شمش طلا
انجام معاملات ارزی
هر بانک به دلیل ماهیت خاص خود بخشی از فعالیت های فوق را انجام می دهد( توتونچیان، ۱۳۹۱،۱۱۸-۱۱۱).
۲-۳- تعاریف و مفاهیم کارایی
تعاریف متعددی برای کارایی ارائه شده است که در زیر به بعضی از آنان اشاره می شود.
کارایی عبارت از انجام امری به بهترین طریق، بوسیله فرد حایز شرایط در بهترین محل و مناسب ترین وقت است.( ۱۹، Harington,1912)
به نظر سامانث دیوید کارایی عبارت است از نسبت ستانده واقعی به ستانده استاندارد یا ستانده مورد انتظار. (۶ Sumanth ,1985,)
کارایی ناظر است بر اینکه نهاده های مختلف چگونه با هم ترکیب می شوند، یا اینکه کار چگونه پیش می رود.( شکری،۱۳۷۴، ۳۰)
کارایی در اقتصاد به مفهوم تخصیص بهینه منابع است و در مجموعه ای از فعالیت ها هنگامی یک فعالیت کاراست که مقدار تولید آن قابل افزایش نباشد مگر تولید سایر فعالیت ها کاهش یابد( Walter, 1972, 412 ).
کارایی توانایی بدست آوردن حداکثر محصول یا ستانده از حداقل نهاده است ( ژوزف،۱۳۷۱، ۲۷ ).
به نظر مولینس کارایی درست انجام دادن فعالیت هاست و با داده ها و آنچه مدیریت انجام می دهد مرتبط است (Mullins, 1993, 686 ).
کارایی معرف نسبت ستانده ها به نهاده ها در مقایسه با یک استاندارد مشخص است و هر چه این نسبت بالاتر باشد آن واحد کاراتر خواهد بود (برهانی، ۱۳۷۷، ۲۵).
کارایی سازمانی عبارت از میزان منابع استفاده شده در تولید یک واحد ستانده می باشد اگر یک سازمان بتواند با صرف منابع کمتر در مقایسه با سازمان دیگر به سطح تولید مشابه دست یابد می توان آن را کاراتر توصیف کرد (Daft, 1989, 90).
کارایی صرفاً یک مفهوم به معنای نسبت بین نتیجه و داده های به کار رفته است(Dimock, 1931,96).
در فرهنگ لغات آکسفورد، کارایی^[۸] به موقعیت و یا کیفیتی که بیانگر کارا بودن باشد تعریف شده و متعاقب آن اشاره شده است که در فیزیک کارایی نسبتی از انرژی یا کار تولید شده به میزان مورد انتظار می‎باشد.

معادله (۲-۹) ، (۲-۱۰)

شکل (۲-۸) راندمان توربین انبساطی بر اساس شکل (۱-۹) تغییرات آنتالپی و انتروپی توربین انبساطی
تغییرات دبی برای سرعت های مختلف

۲-۳-۴-۶ شافت و گیربکس (Shaft and gearbox ) :
به دلیل اینکه سرعت توربین انبساطی در حدود ۲۰۰۰۰ دور در دقیقه بوده و این سرعت ، سرعت بسیار زیادی بوده و نمی توان زنراتور را در چنین سرعتی مورد بهره برداری قرار داد به همین جهت از سیستم گیربکس برای کمتر نمودن سرعت توربین استفاده می شود . معمولا سرعت خروجی گیربکس حدود ۱۵۰۰ الی ۱۵۰۷ دور در دقیقه می باشد.
معادلات مورد استفاده در مدل سازی گیربکس به صورت زیر می باشد:
معادله(۲-۱۱)
معادله(۲-۱۳)
معادله(۲-۱۴)
معادله(۲-۱۵)
معادله(۲-۱۶)
شکل(۱-۱۰) مدل شفت و گیربکس جهت کوبل ژنراتور و توربین انبساطی
۲-۳-۴-۷ ژنراتور (Generator):
ژنراتور های توربین انبساطی از نوع القایی (آسنکرون) بوده و معمولا جهار قطب می باشند. روتور ژنراتور و روتور توربین با هم ، هم محور بوده و دور تحویلی به روتور ژنراتور از ۱۵۰۰ تا ۱۵۰۷ دور در دقیقه است که با گردش روتور درون استاتور برق تولیدی توسط پایانه های استاتور خارج شده و به شبکه وارد می شود.
شکل (۱-۱۱) مدل الکتریکی ژنراتور مورد استفاده در توربین انبساطی[
۲-۳-۴-۸ری هیتر ( Reheater):
دمای گاز خروجی توربین انبساطی که به سمت مصرف کننده های گاز می رود ، به دلیل اینکه انرژی خود را به پره های توربین می دهد، خیلی پایین بوده و برای اینکه دمای گاز را به مقدار لازم جهت استفاده در مشعل ها برسانند از گرمایش مجدد یا ری هیتر استفاده می کنند.
فصل سوم
ژنراتور آسنکرون
۳-۱. مقدمه :
در میان تمام ماشین­های الکتریکی، ماشین آسنکرون بخصوص نوع قفس سنجابی محبوب­ترین نوع ماشین در بین مهندسین طراح است و همواره سعی می­ شود طراحی به گونه ­ای انجام شود تا بتوان از این نوع ماشین در سیستم مورد طراحی استفاده کرد. بی نیاز بودن از تعمیرات و مراقبت­های مختلف، عدم نیاز به تغذیه مجزا جهت ایجاد میدان تحریک، مستحکم بودن رتور، سادگی در تحلیل نسبت به ماشین­های سنکرون، عمر بالا، قیمت پائین و همچنین داشتن نسبت انرژی به وزن بالا(W/Kg) از مزایایی است که می­توان برای ماشین آسنکرون بر شمرد. بکارگیری این نوع ماشین به عنوان ژنراتور بخصوص در سطح توان پایین و نیروگاه­های کوچک که در مناطق دور از شبکه سراسری به کار می­روند مثل نیروگاه­های آبی بسیار کوچک و یا بادی که به منظور برق رسانی به روستاه­هایی که فاصله زیادی از شهرها دارند و احداث خطوط انتقال و پست توزیع در آن­ها مقرون به صرفه نیست همواره مورد توجه است و این در حالی است که این ماشین علی رغم تمام مزایایی که دارد به شدت تحت تاثیر اندازه ولتاژ ترمینال خود می­باشد و این بدان علت است که در این ماشین، مانند ماشین dc شنت، میدان تحریک و آرمیچر هر دو تابع ولتاژ ترمینال بوده و در صورت تضعیف این ولتاژ هر دو میدان ضعیف شده و گشتاور الکتریکی ایجاد شده در ماشین به شدت تضعیف می­گردد. تضعیف ولتاژ ترمینال در اثر افت ولتاژ روی امپدانس کابل انتقال می­باشد که در اثر بالا بودن جریان پس فاز مصرفی ماشین ظاهر می­گردد . این جریان پس فاز که ناشی از اندوکتیو بودن مدار معادل ماشین می­باشد، منجر به مصرف توان راکتیو در این ماشین می­­شود که در مقادیر بالا نیازمند به جبران سازی جهت اصلاح پروفایل ولتاژ است. بدین منظور ساده­ترین راه خازن گذاری در ترمینال ماشین است که به طور مؤثری در کاهش اندازه جریان عبوری از کابل­های رابط اثر گذار است و افت ولتاژآن­ها را کاهش می­دهد و بدین ترتیب ولتاژ ترمینال ماشین با نوسانات بار، تغییرات کوچکتری از خود نشان می­دهد. بدین ترتیب امروزه در مراکز صنعتی که ماشین­های آسنکرون مصرف فراوان دارند نیاز توان راکتیو بالا توسط بانک­های خاز­نی بر طرف شده است. اندازه این بانک­های خازنی به قدری است که در شرائط بار نامی، ولتاژ ترمینال در مقدار نامی خود حفظ گردد و در واقع مقدار VAR آن­ها به اندازه مقدار VAR مصرفی نامی ماشین است و در صورتی که ماشین دچار نوسانات بار شود مثلاً در حالت اضافه بار و نیازمند مقدار توان راکتیو تزریقی بیشتری می­ شود که در صورت عدم تحقق شاهد کاهش ولتاژ بوده و بر عکس در شرایط کم باری به علت وجود مقدار منبع تولید VAR اضافی شاهد اضافه ولتاژ در ترمینال ماشین خواهیم بود. مشکل دیگر بانک تولید­های خازنی وابستگی شدید توان راکتیو ترزیقی آن­ها به اندازه ولتاژ ترمینال آن­ها است که این مسئله باعث می­ شود تا کارائی بانک خازنی در شرایطی که به آن نیاز است یعنی در شرایط افت ولتاژ کمتر از آنچه که انتظار می­رود باشد و این مسئله در ژنراتورهای آسنکرون خود تحریک بیشتر حائز اهمیت است چرا که این پدیده منجر به شکل گیری یک فیدبک مثبت مخرب شده و ولتاژ ترمینال آن ممکن است به صفر برسد و ماشین از حالت ژنراتوری خارج و ناپایدار گردد. این پدیده در دیاگرام زیر نشان داده شده است .
افت ولتاژ تولیدی کاهش میدان ژنراتور افت ولتاژ بانک خازنی
وجود این گونه مشکلات در بهره ­برداری از ماشین آسنکرون نیاز به یک سیستم انعطاف پذیر جهت کنترل میزان توان راکتیو تزریقی به ترمینال ژنراتور را ضروری می­نماید. این انعطاف پذیری که عمدتاً با نوسانات ولتاژ خواهد بود تأثیر بسزایی در رفتار دینامیکی ماشین خواهد داشت. با پیشرفت روز افزون صنعت ساخت ادوات نیمه هادی قدرت بالا، نظیر GTO^[1] ها، IGBT^[2] ها و اخیراً IGCT^[3] ها امکان ساخت این گونه تجهیزات کنترلی بصورت صنعتی فراهم گشته است. بکارگیری این تجهیزات مستلزم صرف هزینه­­های نسبتاً بالایی است و قبل از ساخت این گونه تجهیزات بایستی از عملکرد این گونه تجهیزات مطمئن شد، به همین علت شبیه­سازی این گونه سیستم­ها امری لازم وضروری است. و در حقیقت مرحله شبیه سازی، مرحله­ ای بین تئوری و عمل بوده که امروزه با پیشرفت صنعت و با ساخت پردازنده­های سرعت بالا، امکان شبیه سازی و حل عددی معادلات دیفرانسیل بیان کننده دینامیک سیستم توسط کامپیوترهای شخصی فراهم گشته است..
۳-۲. معرفی ژنراتور آسنکرون:
ژنراتور آسنکرون، یک موتور آسنکرون از نوع رتور قفس سنجابی است که با یک محرک اولیه در ما فوق سرعت سنکرون، گردانده شده و برای تولید نیروی برق استفاده می شود و ساختار و مشخصه های آن مثل موتور آسنکرون است. ساختارهای رتور و یاتاقانهای آن نیز برای تحمل سرعت فرار توربین طراحی شده است. وقتی یک موتور آسنکرون با ولتاژ نامی و در حالت بی باری، مورد بهره برداری قرار گیرد، با سرعتی می چرخد که فقط برای تولید گشتاور لازم برای غلبه بر افت ناشی از اصطکاک و مقاومت هوا کافی باشد. اگر یک نیروی مکانیکی خارجی برابر با این افتها به موتور آسنکرون در همان جهت چرخش اعمال شود، رتور آن به سرعت سنکرون خواهد رسید. هنگامیکه رتور به سرعت سنکرون می رسد، با همان سرعت میدان مغناطیسی ناشی از ولتاژ تغذیه می چرخد و ولتاژ ثانویه ای القا نمی شود زیرا فلوی مغناطیسی هیچیک از هادیهای ثانویه را قطع نمی کند، هیچ جریانی از سیم پیچهای رتور نمی گذرد و فقط جریان تحریک در سیم پیچهای اولیه جریان می یابد.
در صورتی که رتور بواسطه یک نیروی خارجی در سرعتی بالاتر از سرعت سنکرون خود، چرخش کند، جهت ولتاژ آسنکرون ثانویه، خلاف موقعی خواهد بود که به عنوان موتور آسنکرون ، چرخش می کرد، زیرا سرعت چرخش هادی رتور فراتر از سرعت چرخش میدان مغناطیسی می شود و گشتاوری که سرعت رتور را کند می کند بین جریان ثانویه ناشی از این ولتاژ آسنکرون و میدان مغناطیسی ایجاد شده و واحد مثل یک ژنراتور، کار می کند. یعنی، توان مکانیکی خارجی اعمال شده، به توان الکتریکی تبدیل می شود که در سیم پیچهای اولیه تولید شده اند. ماشین آسنکرون دارای منحنی گشتاور- سرعت مثل شکل (۲-۱) می باشد. طبق این مشخصه اگر موتور آسنکرون سرعتی بیش از n_s داشته باشد جهت گشتاور آسنکرون معکوس می شود و بعنوان ژنراتور عمل خواهد کرد. با افزایش گشتاور اعمالی به شفت مقدار توان تولیدی افزایش می یابد.
شکل(۳-۱). مشخصه گشتاور- سرعت ماشین آسنکرون
همانطوری که از شکل (۳-۱) معلوم است. درمد ژنراتوری یک گشتاور آسنکرون max دارد که با افزایش توان ورودی گشتاور آسنکرون به حد max رسیده و بعد از آن ژنراتور به ناحیه ناپایدار وارد می شود. در این حالت فلوی پیوندی بین رتور و استاتور می شکند و به طور ناگهانی رتور آزادانه می چرخد و هیچ توانی تولید نمی شود. ماشین های آسنکرون درمد ژنراتوری دارای محدودیت های جدی است و بعلت عدم وجود مدار تحریک جداگانه نمی تواند توان راکتیو تولید کند. بنابراین مصرف کننده توان راکتیو است و برای حفظ میدان مغناطیسی استاتور نیاز به یک منبع توان راکتیو بیرونی دارد. علاوه بر این، چنین منبع توان راکتیوی بعلت عدم وجود جریان تحریک مستقل نمی تواند به کنترل V_o کمک کند، چرا که در کار ژنراتور آسنکرون، اشباع هسته نقش عمده ای دارد و برای دستیابی به یک سطح ولتاژ معین، خازنهای تحریک باید جریان مغناطیس کننده متناظر با آن سطح را تولید کند. در راه اندازی ژنراتور آسنکرون پدیده ای بنام تحریک خودی مطرح می شود که براساس آن، ولتاژ سازی صورت می گیرد. از این نظر ژنراتور آسنکرون بسیار شبیه ژنراتور DC شنت بوده و در واقع خازنهای تحریک معادل مقاومت تحریک یا میدان در ژنراتور DC شنت می باشند. همچنین بطور مشابه با اضافه کردن خازنهای سری می توان ژنراتور آسنکرون را بصورت کمپوند اضافی به کار برد.
با افزایش توان راکتیو ناشی از خازنهای سری، مقداری از توان راکتیو مورد نیاز بار جبران شده و از افت ولتاژ جلوگیری می کند. طبق مشخصه گشتاور- سرعت با تغییر بار، فرکانس ژنراتور آسنکرون تغییر می کند، لذا از آنجاییکه این منحنی در محدوده نرمال کاری شیب تندی دارد، تغییر فرکانس تا لغزش معمولاً کمتر از ۵ درصد می باشد. چنین تغییری در فرکانس ژنراتورهای ایزوله و متصل به شبکه قابل قبول است.
در کاربردهای متصل به شبکه قدرت با بهره گرفتن از خازن تصحیح ضریب توان صورت گرفته و ولتاژ را می توان به کمک بار یا خود شبکه قدرت کنترل کرد.
۳-۲-۱ مزایای ژنراتور آسنکرون
به سیستم تحریک احتیاج نداشته و ساختمان ساده ای دارد ودر نتیجه تعمیر و نگهداری آن آسان است.
راه اندازی و بهره برداری از آن آسان است، زیرا نیازی به سنکرونیزاسیون یا تنظیم تحریک ندارد.
جریان اتصال کوتاه آن کم و زمان کاهش آن در مقایسه با ماشینهای سنکرون کوتاه تر است، زیرا در هنگام اتصال کوتاه،تحریک قطع می شودو جریان اتصال کوتاه فقط در یک مدت زمان فوق العاده کوتاه، جریان می یابد تا اینکه فلوی مغناطیسی ناپدید شود.
چون همیشه بطور موازی با ژنراتور سنکرون کار می کند و هرگز مستقلا مورد بهره برداری قرار نمی گیرد،به ژنراتور سرعت نیازی ندارد.
وقتی بار پس زده شود،جریان تحریک، قطع و ولتاژ ناپدید می شودلذا هیچگونه صدمه و خسارتی به بخشهای عایقی دستگاه از جانب ولتاژ اضافی، صرف نظر از میزان افزایش سرعت، رخ نمی دهد.
وقتی ولتاژ سیستم افت میکند، جریان تحریک خود به خود کاهش می یابد.
چون گاورنر سرعت استفاده نمی شودتا حدی که سرعت آن از سرعت مجاز توربین هیدرولیکی بیشتر نشود به تولید انرژی ادامه می دهد.
در مواقعی که سیستم دچار اختلال می شود،این دستگاه می تواند به صورت پایدار و بدون قطع شدن به کار خود ادامه دهد.
علاوه بر مزایای فوق، یک ژنراتور آسنکرون دارای کاربرد ایزوله، بهای کم واحد تولیدی، رتور بدون جاروبک، ساختمان ساده و محکم (رتور قفس سنجابی)، عدم وجود منبع DC جداگانه برای تحریک، نگهداری آسان می باشد و در ضمن لازم نیست رتور به طور مداوم با سرعت ثابتی بچرخد. بخاطر مزایای فوق و سادگی کنترل نسبت به ژنراتور سنکرون و قابلیت اطمینان بالا باعث شده این ژنراتور، انتخاب بسیار مناسبی برای نیروگاه های بادی و آبی کوچک یا کاربرد در ژنراتورهای اضطراری برای شبکه قدرت موجود می باشد.
۳-۲-۲ معایب ژنراتور آسنکرون
فقط وقتی مثل یک ژنراتور کار می کند که با ماشین سنکرون موازی شده باشد و نمی تواند مستقلا برق تولید کند.(در کاربرد متصل به شبکه)
چون جریان اولیه ژنراتور در ارتباط با ولتاژ خروجی در پیش فاز است لذا فقط می تواند برای بارهای قدرتی تامین کند که نیاز به جریان پیش فاز دارند.
ضریب قدرت جریان بار بوسیله ضریب قدرت بار تعیین نمی شود، بلکه بوسیله ضریب قدرت ذاتی خود ژنراتور تعیین می شود. به این معنی که ضریب قدرت بوسیله ظرفیت تعیین می شود و قابل کنترل نیست.ژنراتور سنکرونی که به طور موازی به ژنراتور آسنکرون وصل شده، باید علاوه بر جریان تاخیرفاز مورد نیاز بار، جریان تحریک مورد نیاز ژنراتور آسنکرون را نیز تولید کند. بنابراین ضریب قدرت ژنراتور سنکرون بدتر شده و ظرفیت قابل حصول آن نیز کاهش می یابد. این امر همچنین باعث افزایش تلفات در خطوط انتقال می شود. برای جبران این تلفات باید از خازنها استفاده شود.
در بهره برداری موازی، جریان هجومی بالایی جریان می یابد و روی ولتاژ سیستم اثرمی گذارد.
ماشینهای آسنکرون با سرعتهای پایین و قطبهای زیاد،نسبت به ماشینهای سنکرون از لحاظ ضریب قدرت و ابعاد ماشین نا مرغوبترند.
۳-۲-۳ بررسی مشخصه گشتاور- سرعت:
منحنی مشخصه گشتاور - سرعت ماشین آسنکرون شکل (۳-۱) نشان می­دهد که اگر یک موتور در حالیکه به شبکه متصل است با سرعتی بزرگتر از سرعت سنکرون توسط یک محرک اولیه مانند دیزل، توربین آبی و یا بادی و … به گردش درآورده شود رتور از میدان مغناطیسی گردان ایجاد شده توسط استاتور در فاصله هوایی سبقت گرفته و هادی­های رتور میدان مغناطیسی را در جهت عکس حالت موتوری قطع می ­نمایند در نتیجه جهت نیروی محرکه و جریان رتور عکس حالت موتوری می­گردد، بنابراین عکس العمل نیروی بین میدان مغناطیسی دوار و جریان رتور عکس شده و با حرکت رتور مخالفت می­نماید و برای ثابت نگه داشتن حرکت دورانی رتور، بایستی از طریق محرک اولیه انرژی مکانیکی به رتور منتقل نمود، در این حالت که سرعت رتور از سرعت سنکرون و N_S بزرگتر است ماشین همانند یک ژنراتور عمل می­نماید و ژنراتور آسنکرون همانند حالت موتوری از طریق منبع ac که بدان متصل است توان راکتیو جذب می­نماید و این عامل باعث تضعیف ضریب قدرت شبکه خواهد شد.
۳-۲-۴ نقطه کار ژنراتور
در صورتی­که گشتاور اعمال شده به شفت ماشین آسنکرون توسط محرک اولیه افزایش یابد میزان قدرت تولید شده توسط ژنراتورهای آسنکرون نیز افزایش می­یابد. در صورتی­که سرعت رتور افزایش یابد توان الکتریکی خروجی نیز افزایش می­یابد و وقتی سرعت رتور به یک حد مشخص برسد گشتاور متناظر با آن سرعت به یک حد مشخص می­رسد که در حقیقت گشتاور متناظر با آن سرعت به حد ماکزیمم خود رسیده و پس از آن ژنراتور بصورت ناپایدار در می ­آید و با افزایش سرعت مواجه خواهد شد و سر انجام حالت ژنراتوری از بین می­رود و به همین دلیل در بسیاری از طراحی­ها لغزش ماشین ۰۵/۰- در ناحیه کار ژنراتوری در نظر گرفته می­ شود. چنانچه از منحنی گشتاور - سرعت مشخص است این منحنی از دو قسمت خطی و سهمی تشکیل شده است که ناحیه کار در قسمت خطی که ناحیه پایدار است در نظر گرفته می شود. مدار معادل یک ژنراتور آسنکرون را می توان معادل شکل (۲- ۲) در نظر گرفت.
شکل(۳- ۲). مدار معادل ژنراتور آسنکرون
در شکل فوق جریان  جریان بی باری ماشین است و از دو مولفه مغناطیسی  و تلفات آهن  تشکیل شده است و مانند حالت موتوری ثابت باقی می­ماند زیرا شرایط میدان مغناطیسی در حالت موتوری و ژنراتوری یکسان است. قدرت ماشین در چنین شرایط منفی است، بدین معنی که ماشین به جای اینکه از منبع انرژی الکتریکی دریافت نمایند به آن انرژی الکتریکی تحویل می­دهد.
چون لغزش در حالت ژنراتوری منفی است  بنابراین با توجه به روابط فوق قدرت منفی بوده و ماشین انرژی به شبکه تحویل می­دهد. برای مقادیر منفی لغزش مقاومت بار یعنی  به صورت یک مقاومت منفی عمل می­ کند این مقاومت قدرتی را جذب نمی­کند بلکه به صورت یک منبع در خواهد آمد و به عبارت دیگر یک تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی در رتور صورت می­گیرد.
هنگامی­که ماشین آسنکرون به صورت ژنراتور کار می­ کند جریان مغناطیسی (راکتیو) مورد نیاز خود را به دو روش می ­تواند تهیه نماید و بدین ترتیب با دو نحوه مختلف تحریک ژنراتور آسنکرون مواجه خواهیم شد و این در حالی است که جریان اکتیو تولید می­نماید.
۳-۲-۵ ژنراتور آسنکرون متصل به شبکه Grid Connected Induction Generator( GCIG)
زمانیکه نیروگاه توربین انبساطی ، آبی و یا بادی در نزدیکی شبکه­ ای قوی تأسیس می­گردد می­توان ژنراتورهای آسنکرون را به شبکه موجود متصل نموده و در این حالت ژنراتور آسنکرون جریان اکتیو به شبکه تزریق و جریان راکتیو از شبکه اخذ می­نماید. این نوع تحریک شدن ژنراتور را، ژنراتورهای آسنکرون با تحریک خارجی (Excitation External) نیز می­نامند.

رابطه مربی با اعضای تیم: فیدلر معتقد است که ارتباطات شخصی بین مربی و اعضای مهم تیم (مثل کاپیتانها یا نفرات اصلی تیم)، عامل مهمی در عملکرد تیمی است. این دیدگاه، یافته پژوهشگران ورزشی را تأیید می‌کند، که مطابق آن مربیان تیم‌های برنده، از دید بازیکنانشان، مصاحبان خوب و معلمان مؤثر مهارتهای ورزشی هستند. برعکس، اگر تیم به گونه‌ای پیوسته ببازد، بازیکنان ممکن است از مربی خود دیدگاه مثبتی نداشته باشند. بنابراین رهبر دوست داشتنی و مورد احترام نیازی به قدرت رسمی ندارد. نگرش‌های بین فردی او در مقایسه با نگرش‌های مشابه رهبری که توسط گروه خود، پذیرفته نیست، اثر بیشتری بر عملکرد گروه می‌گذارد (رضائیان، ۱۳۸۱).

ساختار تکلیف: وظیفه رهبر زمانی آسانتر است که تکلیف مورد نظر کاملاً مشخص باشد، یعنی هدف‌ها و نقش‌های گروه تعیین و توسط اعضا پذیرفته شده باشد. اما، زمانی که به گروهی تکلیفی نامشخص داده شود، رهبر نسبتاً قدرت کمتری برای اثرگذاری بر فعالیت‌های گروه دارد. آنچه که بسیاری از رهبران متوجه‌اش نیستند، آن است که این موضوع، حتی در موقعیت‌هایی که رهبر دارای قدرت شایان توجهی است، مصداق دارد. یک مربی در صورت اعمال قدرت بیش از اندازه و انتظارات غیرمنصفانه از ورزشکاران، تا چه اندازه ممکن است همکاری آنان را جلب کند؟ نتیجه حاصل ممکن است، بازدهی ضعیف و ناکافی باشد.
قدرت رهبری رهبر: رهبر تا چه اندازه بر اعضای گروه نفوذ دارد؟ این امر ممکن است بین بازیکنان و مربیان آنان حایز اهمیت باشد. اعضای گروه‌هایی که تکلیف‌گرا هستند (مانند تیم‌های ورزشی)، باید بدانند که نقش تصمیم‌گیری و نفوذ در رفتارها و نگرش‌های اعضا، متعلق به یک شخص، یعنی رهبر تیم است. تردیدی نیست که قدرت، ذاتی رهبری ورزشی است. الگوی مشروط فیدلر این ایده را تأیید نمی‌کند که قدرت رهبری بالاتر، همیشه یا حتی معمولاً بهتر است (مسدد، ۱۳۸۰).
۲-۲-۳-۴ نظریه رهبری وضعیتی
این نظریه بر خلاف سایر نظریه‌های اقتضایی که برای مجموعه‌ای از شرایط گوناگون یک سبک را تجویز می‌کنند، برای هر وضعیت خاص، فقط یک سبک ویژه را تجویز می‌کند. هرسی و بلانچارد، میزان بلوغ یا آمادگی کارکنان را به منزله‌ی یکی از متغیرهای حایز اهمیت و مؤثر در تعیین سبک رهبری در نظر می‌گیرند. منظور از آمادگی، میزان توان و تمایل افراد برای انجام یک کار خاص است. بنابر نظر هرسی و بلانچارد، رفتار رهبر (مربی)، به مثابه تابعی از پختگی شرکت‌کنندگان در گروه، تغییر می کند. منظور از پختگی در این نظریه، ظرفیت تعیین اهداف مهم اما دست یافتنی، تمایل و توانایی پذیرش مسئولیت آموزش و یا تمرین یک گروه است. هرسی و بلانچارد این نظر را می‌دهند که از چنین طبقه‌بندیی، میزان تأکید بر انجام یک رفتار وظیفه‌ای یا یک رفتار رابطه‌ای بر حسب سطح پختگی اعضای تیم متفاوت خواهد بود. با افزایش پختگی افراد، رهبران به طور منظم، پاسخهای با جهت‌گیری وظیفه‌ای را کاهش داده و پاسخ‌های دارای جهت‌گیری رابطه‌ای را افزایش می‌دهند. بر طبق نظر ایشان، متعاقباً با رسیدن سطح مهارت ورزشکار به سطوح بالاتر، رفتارهای با جهت‌گیری وظیفه‌ای و رابطه‌ای کاهش می‌یابد (کبیری، ۱۳۷۱).
نظریه پختگی قاطعانه، چنین می کند که در ورزش کاربرد دارد. چلادوری و کارون (۱۹۸۳) در تفسیر این نظریه چنین می‌نویسند:
«پختگی ورزشی را می‌توان در رابطه با استادی در مهارت و شناخت در ورزش، پیشرفت تمایلات مقتضی با ورزش، تجربه و ظرفیت تعیین اهداف مهم، مورد نظر قرار داد. از آنجا که با افزایش سن، فرصتها برای شرکت‌کنندگان در ورزش، یک نمودار هرمی شکل را مجسم می‌سازد و چون ماهیت منحصر به فرد و انتخابی ورزش این اطمینان را می‌دهد که ورزشکاران برخوردار از قابلیت‌های ضروری مثل شناخت، نگرش و تجربه؛ قادر به پیشرفت در هر کدام از سطوح متوالی این هرم می‌باشند، می‌توان چنین پذیرفت که پختگی ورزشی با پیشرفت ورزشکاران از سطوح رقابتی دبستان، دبیرستان، دانشگاه و ورزشهای حرفه‌ای افزایش می‌یابد.»
بدین ترتیب هرسی و بلانچارد، چهار سبک رهبری متمایز را که تابعی از پختگی ورزشی می‌باشد، بدین صورت بیان می‌کند:
سبک دستوری^[۲۴]
برای موقعیتی است که سطح آمادگی کارکنان کم و کارکنان ناتوان و بی‌تمایل باشند. در این موقعیت پختگی ورزشکاران در سطح کمی است و جهت‌گیری وظیفه‌ای، با گفتن این موضوع به ورزشکار که چه کاری را چگونه انجام دهد تسهیل می‌گردد (کبیری، ۱۳۷۱).
سبک فروشی^[۲۵]
برای موقعیتی که آمادگی کارکنان زیر متوسط است و افراد توان قبول مسئولیت ندارند می‌باشد. با افزایش پختگی استراتژی متقاعد کردن می‌تواند انگیزش وظیفه‌ای و روابط مربی-ورزشکار را ارتقاء بخشد (کبیری،۱۳۷۱).
سبک مشارکتی^[۲۶]
برای موقعیتی است که سطح آمادگی کارکنان بالای حد متوسط است و از توان کافی برای قبول مسئولیت برخوردارند. ولی سطح تمایل و اطمینان آنها پایین است. وقتی ورزشکاران به سطوح نسبتاً بالایی از مهارت برسند، مربی باید نقش مشارکت را اتخاذ نماید که در طی آن حمایت و تشویق از ورزشکار به عمل آمده و بازیکنان مشارکت بیشتری در اهداف و تشکیلات تیم پیدا می‌کنند (کبیری، ۱۳۷۱).
سبک تفویضی^[۲۷]
برای موقعیتی است که سطح آمادگی کارکنان زیاد است و توان وتمایل آنها در حد مطلوب است. در ورزشهای حرفه‌ای یا در موارد دیگر مثل بازی‌های المپیک که سطح مهارت بسیار بالا است، هرسی و بلانچارد پیشنهاد می‌کنند که استراتژی اصلی مربی باید این باشد که بطور عاقلانه قدرت و مسئولیت در اختیار ورزشکاران گذارده شود ( کبیری، ۱۳۷۱).
مدل چند بعدی رهبری در ورزش در مباحث قبل خلاصه‌ای از نظریه‌های مبتنی بر رفتار رهبری آورده شد. یکی از انتقاداتی که به تلاش‌های اخیر در مورد تشریح رفتارهای رهبری شد، این بود که تنها دو یا چهار بعد قادر به تشریح کافی رفتارهای رهبری نیستند، نگرانی دیگر این بود که مدل‌های جدیدتر، محدوده اشتراک رهبر با سایر اشکال رفتار رهبری را دچار تداخل کرده بود. برای مثال ساختار ابداعی دانشگاه اوهایو دارای ابزاری عامرانه برای تصمیم‌گیری بود و ساختار مراعات کار رفتارهای مشارکتی رهبر را شامل می‌شد.
پژوهشگران توصیه کردند که باید سبک تصمیم‌گیری (یعنی سبک تصمیم آمرانه یا مشارکتی) را از خود تصمیمات جدا کرد به عنوان مثال ممکن است مدیر یک بخش تطبیقی به تنهایی برای نصب تأسیسات تهویه هوا در محل کار تصمیم بگیرد (به این معنی که نشان‌دهنده یک تصمیم آمرانه باشد) در صورتی که آن تصمیم به منظور افزایش رفاه و راحتی کارکنان اتخاذ می‌شود (یعنی رفتار ملاحظه‌کارانه). برعکس ممکن است مدیر دیگری کارکنان خود را در تعیین و به کارگیری راه‌های بهبود عملکرد گروه سهیم کند (یعنی یک سبک تصمیم‌گیری مشارکتی اتخاذ کند) به عبارت دیگر باید توجه یک رهبر به موفقیت در کار و رفاه کارکنان را از میزان دخالت دادن آنها در تصمیم‌گیری‌ها توسط رهبر، مستقل دانست. با توجه به این نگرانی‌ها تلاش‌های بعدی برای تشریح رفتار رهبر، طبقه‌بندی‌های مختلفی از رهبری را شامل شد (چلادوری، ۱۹۹۹). در زمینه ورزش و مربیگری چلادوری و صالح (۱۹۸۰) برای رفتار رهبر در موقعیتهای ورزشی پنج بعد را تعیین کردند: رفتار تمرینی و آموزشی، رفتار دموکراتیک، رفتار آمرانه، رفتار حمایت اجتماعی و رفتار بازخورد مثبت. این پنج بعد در جدول ۲-۱ تشریح شده‌اند. رفتارهای تمرینی و آموزشی و رفتار بازخورد مثبت به ترتیب با فرایند انجام وظیفه به میزان انجام آن مرتبت هستند. بعد حمایت اجتماعی با نیازهای اجتماعی اعضاء، چه فردی و چه جمعی، سر و کار دارد. رفتار دموکراتیک و آمرانه با این موضوع ارتباط دارد که تا چه حد رهبر به اعضاء در تصمیم‌گیری اجازه مشارکت می‌دهد. از آنجا که رهبری در محیط‌های سازمانی رخ می‌دهد که در آن هم رهبر و هم اعضاء قرار دارند، پژوهشگران تئوری‌های مختلفی را ایجاد کرده‌اند تا رفتارهای مشخصی که در موقعیت‌های مختلف مناسب هستند را پیشنهاد کنند. مدل چند بعدی ترکیبی از رهیافت‌های وضعیتی مختلف به رهبری را نشان می‌دهد.
جدول ۲-۱ ابعاد رفتار رهبر در ورزش (چلادوری و صالح۱۹۸۰، چلادوری۱۹۹۳)
[

مدل چند بعدی رهبری (چلادوری و صالح، ۱۹۷۸، چلادوری، ۱۹۹۳) تلاشی است جهت ترکیب و پالایشی موجود در رهبری، نمایش شماتیک این مدل در شکل ۲-۲ ارائه شده است. اساساً این مدل بر سه حالت از رفتار رهبر یعنی مورد لزوم^[۲۸]، ترجیحی(برگزیده)^[۲۹] و واقعی^[۳۰] متمرکز است. این مدل متغیرهای اولیه که تعیین کننده رفتارهای رهبر می‌باشند را به سه دسته ویژگی‌های اعضاء ویژگی‌های موقعیت و ویژگی‌های رهبر تقسیم میکند . عملکرد و رضایت گروه در این مدل به عنوان پیامدها ( متغیرهای نتیجه) محسوب می‌شوند.
شکل ۲-۲) مدل چند بعدی رهبری (چلادوری و صالح، ۱۹۷۸، چلادوری، ۱۹۹۳)
۲-۲-۴ رفتار مورد لزوم رهبر
از نظر استوارت^[۳۱] در هر محیط سازمانی، مدیر یا رهبر با مطالبات و فشارهای خاصی روبرو است که سازمان بر وی تحمیل می‌کند. مطالبات به فعالیت‌هایی گفته می‌شود که از یک رهبر در یک موقعیت معین انتظار می‌رود و وی مجبور است برای اینکه سازمان یا گروه او را بپذیرد آنها را برآورده سازد. فشارها حدودی را تعیین می‌کنند که رهبر در چارچوب آن می‌تواند عمل کند. به عبارت دیگر عمل در حیطه‌ای فراتر از مرزهای تعیین شده توسط فشارها برای رهبر ممنوع است. از نظر استوات محدوده بین مطالبات و فشارهای ناشی از موقعیت، نشان دهنده انتخابهایی است که یک رهبر دارد (خسروزاده، ۱۳۷۵).
ویژگی‌های موقعیتی و رفتار مورد لزوم
عناصر وضعیتی (یعنی مطالبات و فشارها) که چنین تأثیر شگرفی بر رفتار رهبر دارند کدامند؟ این ویژگی‌های وضعیتی را با عنوان متغیرهای اصلی بیان می‌کنند. اندازه گروه، تکنولوژی آن و ساختار رسمی آن به عنوان برخی متغیرهای اصلی هستند. علاوه بر این متغیرها در مدل چند بعدی، وظیفه گروه، اهداف سازمانی، موازین یک نهاد اجتماعی خاص و ماهیت گروه نیز به عنوان سایر ویژگیهای وضعیتی که رفتار رهبر را تحت تأثیر قرار می‌دهند و آن را کنترل می‌کنند. از آنجا که ساختار رهبری به یک گروه اشاره دارد، لازم است رفتار رهبر را بر حسب وظایف گروه، فرآیندها و عملکرد مورد بررسی قرار دهیم(چلادوری و صالح، ۱۹۷۸).
برای مثال در یک گروه مدیریت ورزش یا تفریحات دانشگاه ممکن است واحدهای مختلف در انجام وظایف مختلف درگیر باشند (برای مثال دوره‌های کارشناسی یا کارشناسی ارشد بازاریابی یا رفتار سازمانی). به همین نحو برای هر تیم ورزشی در یک دانشگاه وظیفه گروه بخشی از موفعیت محسوب می‌شود. اهداف سازمانی نیز کل گروه را که رهبر هم جزیی از آن است، تحت تأثیر قرار می‌دهد. برای مثال تأکید نسبی بر کیفیت در مقایسه با کمیت در یک شرکت تولیدی هم رفتار مدیر و هم رفتار کارکنان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در ورزش نیز هدف‌های متفاوت در ورزشهای حرفه‌ای و آموزشی منجر به انتظارات رفتاری متفاوت از مربیان و ورزشکاران می‌شود. موازین و کدهای اجرایی رایج در یک نهاد اجتماعی معین، مجموعه مهمی از عوامل موقعیتی را تشکیل می‌دهند. برای مثال موازین اجتماعی که یک مربی را احاطه کرده است با آنهایی که مدیر بخش تفریحات یک شهر را در بر گرفته است، با هم مقایسه کنید. موازین اجتماعی تیم ورزشی به مربی اجازه داد و فریاد بر سر بازیکنان را می‌دهد، اما چنین رفتارهایی برای یک مدیر ممنوع است (مرادی،۱۳۸۵).
ویژگی‌های اعضاء و رفتار مورد لزوم

۰٫۸۹

ارتباط با کادر مدرسه

۰٫۸۱

تعلق به مدرسه

۰٫۹۳

انگیزش نسبت به مدرسه

۰٫۹

خودپنداره تحصیلی

۰٫۷۵

رشد اعتقادی

۰٫۹۶

پرسشنامه کلی

۰٫۸۵

جدول ۳-۷ ضرایب پایایی پرسشنامه های مورد استفاده در تحقیق را نشان می دهد که میزان ضرایب پایایی پرسشنامه کلی ۸۵/۰ محاسبه شد. با توجه به اینکه همه ضرایب بزرگتر از ۰٫۷۰ می باشند، قابل قبول بوده و این موضوع نشان دهنده همبستگی درونی بین متغیرها برای سنجش مفاهیم مورد نظر است و بدین ترتیب می­توان گفت که پرسشنامه تحقیق ما از قابلیت اعتماد و یا پایایی لازم برخوردار است .

۳-۶٫ روش اجرا و جمع آوری داده ها
برای جمع‌ آوری اطلاعات در این تحقیق از روش کتابخانه‌ای (اسنادی) و پیمایشی استفاده می‌شود. بنابراین ابزارجمع‌آوری اطلاعات در مرحله اول؛ کتاب، مجلات معتبر و مرتبط، ماهنامه‌ها، پایان‌نامه‌ها، طرح‌هایپژوهشی و سایر اسناد و مدارک اعم از فارسی و انگلیسی می‌باشد. در واقع، شیوه جمع‌ آوری آمار واطلاعات در این مطالعه به صورت اسنادی و پیمایشی می‌باشد . در شیوه اسنادی با بهره گرفتن از آمارهای سال‌های ۱۳۹۲ و ۱۳۹۱ شاخص برای تعیین نابرابری آموزشی مناطق آموزش و پرورش استان آذربایجان غربی ساخته می‌شود. در شیوه پیمایشی بعد از توزیع پرسشنامه نمرات پرسشنامه ها تبدیل به شاخص می شود.
همانگونه که در تشکیلات وزارت آموزش و پرورش مشخص شده است در معاونت برنامه‌ریزی و تامین نیروی انسانی وزارت مذکور دفتر هماهنگی طرحها و برنامه‌ریزی توسعه وجود دارد. در سازمان آموزش و پرورش استانها نیز در شاخه معاونت برنامه‌ریزی و تامین نیروی انسانی واحد طرح و برنامه فعالیت می نماید. آمار و اطلاعات بصورت اسنادی و خام از قسمتهای مختلف به شرح زیر تهیه شده است و محاسبات صورت گرفت تا بتوان در محاسبه شاخص‌ها استفاده کرد.
به منظور جمع آوری اطلاعات مربوط به کل اعتبارات جاری و عمرانی جهت محاسبه هزینه سرانه دانش‌آموزان و همچنین فصول اعتبارات جاری در مقطع متوسطه به اداره کل آموزش و پرورش شهر ارومیه مراجعه گردید و از موافقتنامه های آنها بصورت عملکرد استخراج گردید.
جهت جمع آوری اطلاعات برای اعتبارات عمرانی به منظور تجهیز و نوسازی مدارس مستقیما به سازمان تجهیز و نوسازی مدارس شهر ارومیه مراجعه گردید.
با کمک گرفتن از دفتر طرح و برنامه، اطلاعات مربوط به نیروی انسانی و فضاهای آموزشی مناطق کسب گردید.
در نهایت برای کسب اطلاعات درباره معدل مقطع دبیرستان به تفکیک مناطق به قسمت امتحانات مراجعه گردید.
۳-۷٫ روش تجزیه و تحلیل داده ها
در پژوهش حاضر برای تجزیه و تحیل داده ها از روش های آمار توصیفی و آمار استنباطی بهره گرفته شده است. در بخش آمار توصیفی از شاخص هایی همچون درصدها٬ نمودار٬ میانگین و انحراف استاندارد جهت نشان دادن وضعیت داده ها استفاده شده است. برای رتبه‌بندی مناطق ۲۴ گانه آموزش و پرورش از مدل تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس استفاده شد. برای به‌دست آوردن میزان نابرابری از روش ضریب پراگندگی استفاده شده است. در بخش آمار استنباطیدر تجزیه و تحلیل عوامل و شاخص‌های تاثیرگذار از روش‌های آمار استنباطی همچون آزمون تی، تحلیل واریانس، تحلیل خوشه ای ،رگرسیون، تحلیل مسیر و پیش‌بینی عوامل تاثیرگذار از روش شبیه‌سازی شبکه‌های عصبی (هوش مصنوعی) در نرم‌افزار رایانه‌ایSPSS 18استفاده شد. برای برنامه‌ریزی آتی و ارائه راهبردها مدل SWOT (تعیین نقاط قوت، ضعف، فرصت، تهدید) به‌کار گرفته شد. در ادامه این فصل در مورد هر یک از روشها توضیحاتی ارائه شده است.
۳-۸٫ مدل‌های مورد استفاده در تحقیق
۳-۸-۱٫ مدل سوات
آنالیز SWOT ابزار حمایتی مهمی برای تصمیم گیری استو به طور متداول به عنوان یک ابزار آنالیز سیستماتیک محیط داخلی و خارجی یک سازمان استفاده می شود (۲۰۰۳٫(Kangas, et al., با شناسایی نقاط قوت، ضعف، فرصت ها و تهدیدها، سازمان می تواند استراتژی هایی بر اساس نقاط قوت تعیین کند، نقاط ضعف خود را حذف کند و از فرصت ها استفاده نماید و یا از آن ها برای غلبه بر تهدیدها استفاده کند. نقاط قوت و ضعف از طریق ارزیابی محیط داخلی شناسایی می شوند در حالی که فرصت ها و تهدیدها به وسیله ارزیابی محیط خارجی تعیین می شوند (Dyson 2004). آنالیز SWOT مهم ترین عوامل داخلی و خارجی که بر آینده ی سازمان تأثیر می گذارند به عنوان عوامل استراتژیک به طور خلاصه بیان می کند(۲۰۰۳ .(Kangas, et al., محیط داخلی و خارجی از متغیرهایی تشکیل شده اند که به ترتیب داخل و بیرون سازمان هستند و مدیریت سازمان هیچ گونه اثر کوتاه مدتی بر این متغیرها ندارد.آنالیز محیطی فراگیر در تشخیص گونه های متفاوت نیروهای داخلی و خارجی که سازمان با آن ها روبروست، مهم است. از یک طرف این نیروها می توانند شامل حرکت های بالقوه ای باشند و از طرف دیگر ممکن است محدودیت های بالقوه ای در رابطه با عملکرد سازمان یا اهداف پیش روی آن را در بر گیرد . اطلاعات بدست آمده می تواند به صورت سیستماتیک در یک ماتریس نمایش داده شود. ترکیبات مختلف چهار فاکتور ماتریس می تواند در تعیین استراتژی های بلند مدت یاری رساند. هنگامی که از آنالیز SWOT به درستی استفاده شود می تواند پایه خوبی برای فرموله کردن استراتژی فراهم نماید (Kajanus, et al., 2004 به نقل از موسوی و حسنی، ۱۳۹۰).
آنالیز SWOT، ابزار تحلیلی برای تعیین اهمیت نسبی عوامل فراهم نمی کند و عموماً توانایی ارزیابی تناسب آلترناتیوهای تصمیم گیری بر اساس این عوامل را ندارد . به طور خاص SWOT شرایطی را برای تحلیل گران فراهم می کند که بتوانند عوامل را به دسته های داخلی (قوت، ضعف) و خارجی (فرصت ها و تهدیدها) در رابطه با تصمیم مورد نظر تقسیم کنند و لذا آن ها را قادر می سازد که فرصت ها و تهدید ها را با نقاط قوت و ضعف مقایسه کنند. تجزیه و تحلیل SWOT، شناسایی نظام‌مند عواملی است که استراتژی باید بهترین سازگاری را با آن‌ها داشته باشد. منطق رویکرد مذکور این است که استراتژی اثربخش باید قوت‌ها و فرصت‌های سیستم را به حداکثر برساند و ضعف‌ها و تهدیدات را به حداقل برساند. این منطق اگر درست به‌کار گرفته شود نتایج بسیار خوبی برای انتخاب و طراحی یک راهبرد اثربخش خواهد داشت (پیرز و رابینسون، ۱۳۸۲: ۱۵۵ به نقل از موسوی و حسنی، ۱۳۹۰).
یکی از روش های مورد استفاده در برنامه ریزی استراتژیک برای سازمانها روش ماتریس سوات است . با بهره گرفتن از این روش نقاط قوت نقاط ضعف فرصت ها و تهدیدهای یک سازمان تعیین می شود. در برنامه ریزی راهبردی به ترتیب چشم انداز، رسالت، اهداف، راهبردها، عناوین برنامه ها و فعالیت ها برای سازمان مورد نظر تعریف می شود. چشم انداز و رسالت بر مبنای نظر بالاترین مرجع تصمیم گیر تعیین می شود. اهداف نیز بر اساس رسالت تعیین شده مشخص می شود. در واقع رسالت یا ماموریت وظایف کلی و دورنمای فعالیت های تشکل را مشخص می کند و اهداف مسیرهای دستیابی به این رسالت هستند. برای تعیین راهبردها ابتدا نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصت ها و تهدیدها با نگاهی به فضای داخلی و عوامل بیرونی بررسی نی شود که راهبردها بر مبنای آن و با بهره گرفتن از ماتریس سوات استخراج می شوند( امینی و سماواتیان، ۱۳۸۹ به نقل از موسوی و حسنی، ۱۳۹۰).
تحلیل موقعیت
تحلیل داخلی
تحلیل خارجی
تهدیدها
ضعف ها
فرصتها
نقاط قوت
شکل ۳-۲٫ عوامل موثر در تحلیل محیطی
تحلیل SWOT ابزاری کارآمد برای شناسایی شرایط محیطی و توانایی های درونی سازمان است. پایه و اساس این ابزار کارآمد در مدیریت استراتژیک و همین طور بازاریابی، شناخت محیط پیرامونی سازمان است. حروف SWOT که آن را به شکل های دیگر مثل TOWS هم می نویسند، ابتدای کلمات قوت)^[۱۱۴](S، ضعف)^[۱۱۵](W، فرصت)^[۱۱۶] (oو تهدید)^[۱۱۷] (Tمی باشد .
تجزیه و تحلیل SWOT شناسایی نظام مند عواملی است که راهبرد باید بهترین سازگاری را با آنها داشته باشد. منطق رویکرد مذکور این است که راهبرد اثر بخش باید قوت ها و فرصت های سیستم را به حداکثر برساند و ضعف ها و تهدید ها را به حداقل برساند. این منطق اگر درست به کار گرفته شود نتایج بسیار خوبی را برای انتخاب و طراحی یک راهبرد اثر بخش خواهد داشت.