شارك برايك يهمنا
Feedback Feedback mhassanabo@gmail.com
maboeleneen@yahoo.com
التيار الكهربي
التيار الكهربي هو الأساس لعمل كافة الدوائر الكهربية والإلكترونية ، لذلك يجب تفهم طبيعة هذا التيار وكيف يسري من خلال المكونات الكهربية المختلفة لتشغيل الدوائر المختلفة لتؤدي مهامها المطلوبة
كما يجب التمييز بين الموصلات الجيدة للتيار وبين العوازل الكهربية التي تمنع مرور هذا التيار
وسندرس هنا أنواع التيار الكهربي والتأثيرات المغناطسية والحرارية لسريانه عبر المكونات الإلكترونية المختلفة ، وتصرف هذه المكونات مع مختلف أنواع التيار .
كذلك سنتعرض لبعض القوانين التي تحكم العلاقات بين عناصر التيار الكهربي ومدى تأثرها ببعضها وهي مقدار شدة التيار المار في موصل ما وقيمة فرق الجهد بين طرفي هذا الموصل ومقدار مقاومة وسط سريان التيار .
ما هو التيار الكهربي ؟
لمعرفة ما هو التيار الكهربي ، لابد من التعرض ولو قليلا لبعض التعريفات ومنها :
تعريف المادة :هي أي كتلة تشغل حجما أو حيزا من الفراغ ، وتوجد المادة على ثلاث حالات أو صور فهي إما صلبة أو سائلة أو غازية .
وتتكون المادة أساسا من مجموعة مترابطة من الجزيئات وهذه الجزيئات تتألف من عدد كبير من الذرات والأخيرة عبارة عن جسيمات متناهية في الصغر كل منها يتكون من نواة يحيط بها عدة مدارات تسبح بها الإلكترونات .
تتوزع الإلكترونات في مدارات حول نواة الذرة
تدور الإلكترونات حول النواة بما يشبه كواكب المجموعة الشمسية
وما يهمنا هنا هو المدار الذري الأخير ومدى تماسك وترابط الكترونات هذا المدار، فالمادة أوالعنصر رديء التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات الخاملة ، بينما المادة أو العنصر جيد التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات النشطة أو الحرة ، ويعتبر العنصر جيد التوصيل للكهرباء كلما زاد عدد الإلكترونات الحرة بمدار ذرته الأخير .
وتتفاوت المواد والعناصر فيما بينها من حيث قدرتها على توصيل التيار الكهربي ، فالنحاس والفضة مثلا أعلى كفاءة في التوصيل الكهربي عن الألومنيوم والأخير أكثر توصيلا من الحديد ، بينما نجد أن الكربون أقل توصيلا منهم ، في حين نجد أن الخشب والزجاج والخزف مواد رديئة أو منعدمة الاستطاعة على توصيل التيار .
من هنا نقول أن العناصر تنقسم إلى :
عناصر جيدة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية منخفضة ) كالنحاس
وعناصر متوسطة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية متوسطة ) كالكربون وعناصر رديئة التوصيل للكهرباء أو عازلة (لها مقاومة نوعية عالية ) كالزجاج والسيراميك
ويمكننا أن نعرف التيار الكهربي على أنه سيل من الإلكترونات الحرة التي تنتقل وتتحرك من خلال المادة الموصلة ( سلك نحاسي مثلا ) .
سؤال :
ما الذي يجعل هذه الإلكترونات تتحرك كالسيل وتسري من خلال الموصل الكهربي ؟
والإجابة عن هذا السؤال يجب أن نعرف الإلكترونات هي جسيمات متناهية جدا في الدقة تحمل شحنات كهربية سالبة ، ومن المعروف أيضا أن الأجسام متشابهة الشحنة تتنافر في حين تتجاذب تلك المختلفة بشحناتها
فالإلكترونات لا تتحرك مطلقا من تلقاء نفسها ، إنما تتحرك داخل أي دائرة مغلقة تحت تأثير وقوانين قوي التجاذب والتنافر كنتيجة وجود فرق بالجهد من مؤثر خارجي ( بطارية مثلا ) ( وهو ما يعرف بالقوة الدافعة الكهربية ، التي تسبب وجود هذا الفرق بالجهد مما يؤدي لانسياب التيار داخل الدوائر المغلقة)
لاحظ بالدائرة
المصباح يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي بالدائرة المغلقة
نظرا لوجود فرق الجهد 1.5 فولت يبدأ سريان التيار حيث يجذب القطب الموجب للبطارية الإلكترونات السالبة في حين يدفع الطرف السالب للبطارية هذه الإلكترونات باتجاه القطب الموجب ويبدأ سريان التيار من خلال المصباح الذي يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي ( سيل من الإلكترونات ) من خلال فتيلة المصباح
ويمكن تشبيه سريان التيار الكهربي تحت تأثير القوة الدافعة الكهربية ، بالماء المتدفق من خزان عالي للمياه فكلما ارتفع الخزان عن الأرض كلما زاد تدفق الماء الساقط منه .
كما يمكن تخيل القوة الدافعة الكهربية بأنها كرافع ( القادوس) الذي يرفع الأشياء لأعلى فتكتسب طاقة وضع تؤهلها للأنحدار والتدفق من أعلى لأسفل
ويتحرك سيل الإلكترونات من القطب السالب للقطب الموجب ( التيار الفعلي ) ، بينما أصطلح علميا بأن يكون اتجاه التيار هو عكس حركة الإلكترونات أي من الموجب للسالب ( التيار الاصطلاحي ) .
والسبب في توليد هذه القوة الدافعة الكهربية عند غلق الدائرة هو آن أحد طرفي الدائرة ( الطرف السالب للبطارية ) تكون به زيادة في كمية الإلكترونات السالبة عن الطرف الآخر( الطرف الموجب للبطارية ) ، فينشأ الفرق في الجهد بين القطبان ( 5و1 فولت )
إذن *** كلما زاد فرق الجهد أي زادت القوة الدافعة الكهربية وهو ما يعرف أيضا بالضغط الكهربي ، كلما زادت شدة التيار*** .
وتتوقف شدة التيار أيضا على عامل آخر هام وهو المقاومة النوعية لمادة الموصل ، وسبق وذكرنا أن مادة النحاس لها مقاومة نوعية منخفضة لذلك فالسلك المصنوع من النحاس يسمح بمرور تيار شدته أكبر من ذلك التيار المار بسلك مماثل في الطول والمقطع مصنوع من
الحديد .
إذن *** كلما قلت المقاومة النوعية لمادة الموصل ، كلما زادت شدة التيار***
وتتأثر قيمة المقاومة لأي سلك موصل وبالتالي شدة التيار تبعا للآتي :
· نوع مادة الموصل ( المقاومة النوعية ) ( تقل المقاومة كلما قلت المقاومة النوعية )
· طول السلك ( تقل المقاومة كلما قل طول السلك )
· مساحة مقطع السلك ( تقل المقاومة كلما زادت مساحة مقطع السلك )
هذا القانون يوضح العلاقة بين شدة التيار الذي يمر في دائرة ما من خلال مقاومة معينة نتيجة قوة دافعة كهربية على طرفي هذه الدائرة .
وعن طريق هذا القانون يمكن معرفة شدة التيار المار بالدائرة إذا عرفنا مقدار فرق الجهد ( الضغط ) على طرفي هذه الدائرة وقيمة المقاومة ( الحمل )
وتقاس شدة التيار بوحدة الأمبير ، أما الضغط ( القوة الدافعة الكهربية ) فتقاس بوحدة الفولت
، أما المقاومة فتقاس بوحدة الأوم
صيغة القانون :
شدة التيار بوحدة الأمبير = الضغط بوحدة الفولت ÷ المقاومة بوحدة الأوم
1
[/color]
[/color] [color=red]الثايرستور THYRISTOR
هو عنصر من عناصر اشباه الموصلات ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
وظيفته :
التحكم فى إمرار أو قطع التيار ، حيث يسمح الثايرستور بمرور تيار من خلال الطرفين الآخرين عندما يتعرض طرف البوابة إلى تيار صغير مسبيا وهو ما يعرف بـ (إشارة التحكم)
وتأتي إشارة التحكم من إحدى دوائر التحكم اليدوي أو الآلي وهي إما (ON) أو ( OFF) فيعمل الثايرستور كمفتاح الكتروني
الثايرستور THYRISTOR
ويوجد نوعان من الثايرستورات هما
SCR ، TRIAC
النوع الأول
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR
ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
ويستخدم ال SCR كمفتاح الكتروني للتيار المستمر DC وهو يمتاز بسرعة الآداء في الفتح والقفل لأكثر من 20000 مرة بالثانية ولايوجد مفتاح ميكانيكي يحقق ذلك .
وهذه دائرة بسيطة توضح ذلك
النوع الثاني
Triode Alternate Current) TRIAC )
TRIAC
ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد 1 Anode1 ، مصعد 2 Anode 2 ، بوابة Gate وهوعبارة عن زوج من الSCR معكوستين في الإتجاه وموصلتين بالتوازي
وهذا التركيب يمكن الترياك من توصيل التيار في كلا الدورتين الموجبة والسالبة من التيار المتردد ،لذلك يستخدم بنجاح في قطع وتوصيل التيار المتردد للأحمال المختلفة
و يستخدم بشكل أساسي في عمل دوائر الإضاءة المتقطعة المتزامنة حيث توضع إشارات التحكم على بوابته من مذبذب مثلا وغير ذلك من الإستخدامات
[/color]
[/color] البوابات المنطقية Logic Gates
هي دوائر رقمية لها دخل ولها خرج
والمعروف أن الدوائر الرقمية عامة تتعامل مع نبضات على شكل موجات مربعة
هذه النبضات تعبر عن إما وجود فولتية (high) أو عدم وجود هذه الفولتية (low) وهي التي تشكل دخل وخرج هذه الدوائر
وعلى ذلك يكون دخلها أو خرجها عدة توافقات من الصفر أو الواحد ( 0 أو1 ) أو كليهما
وفي الدوائر المنطقية
يعبر عن الوضع (0) بالحالة ( OFF ) أو ( false ) أو (low)
ويعبر الوضع (1) بالحالة (ON ) أو ( true ) أو (high)
The OR gate
A , B هما مدخلات البوابة المنطقية ، Q هي ناتج الخرج
A B Q
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
مع مراعاة أن Q , A , B تعبر عن حالة 0 أو 1 وليست قيمة أو عدد أو كمية
والبوابة OR ببساطة تعني أنه يجب أن يتوفر وجود أحد الشرطين ( A OR B = 1) لتكون النتيجة Q = 1
وبمعنى آخر Q تساوي 1 عندما يكون A أو B تساوي 1
مثال : لكي يضيئ المصباح الحالة ( Q ) لابد من غاق الدائرة ( إما حالة A مغلق أو حالة B مغلق )
The AND gate
A B Q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
مثال : لكي يضيئ المصباح الحالة ( Q ) لابد من غاق الدائرة (حالة A مغلق و حالة B مغلق )
The NOT gate
A Q
0 1
1 0
مثال : سأستقل القطار لو لم تحضر الحافلة : (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A غير موجودة )
The NOR gate
A B Q
0 0 1
0 1 0
0 0 0
0 1 0
مثال : سأستقل سيارة لو لم تحضر الحافلة و لو لم ألحق بالقطار : (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A أو B غير موجودة )
[color=red]تصحيح لجدول
The NOR gate
A B Q
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
The NAND Gate
: (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A أو B غير موجودة معا في نفس الوقت )
ووجود الحالتين A , B معا يمنع أن تكون Q ذات قيمة حقيقية (1) [/color]
Feedback Feedback mhassanabo@gmail.com
maboeleneen@yahoo.com
مفاهيم كهربية بسيطة :
التيار الكهربي
التيار الكهربي هو الأساس لعمل كافة الدوائر الكهربية والإلكترونية ، لذلك يجب تفهم طبيعة هذا التيار وكيف يسري من خلال المكونات الكهربية المختلفة لتشغيل الدوائر المختلفة لتؤدي مهامها المطلوبة
كما يجب التمييز بين الموصلات الجيدة للتيار وبين العوازل الكهربية التي تمنع مرور هذا التيار
وسندرس هنا أنواع التيار الكهربي والتأثيرات المغناطسية والحرارية لسريانه عبر المكونات الإلكترونية المختلفة ، وتصرف هذه المكونات مع مختلف أنواع التيار .
كذلك سنتعرض لبعض القوانين التي تحكم العلاقات بين عناصر التيار الكهربي ومدى تأثرها ببعضها وهي مقدار شدة التيار المار في موصل ما وقيمة فرق الجهد بين طرفي هذا الموصل ومقدار مقاومة وسط سريان التيار .
ما هو التيار الكهربي ؟
لمعرفة ما هو التيار الكهربي ، لابد من التعرض ولو قليلا لبعض التعريفات ومنها :
تعريف المادة :هي أي كتلة تشغل حجما أو حيزا من الفراغ ، وتوجد المادة على ثلاث حالات أو صور فهي إما صلبة أو سائلة أو غازية .
وتتكون المادة أساسا من مجموعة مترابطة من الجزيئات وهذه الجزيئات تتألف من عدد كبير من الذرات والأخيرة عبارة عن جسيمات متناهية في الصغر كل منها يتكون من نواة يحيط بها عدة مدارات تسبح بها الإلكترونات .
تتوزع الإلكترونات في مدارات حول نواة الذرة
تدور الإلكترونات حول النواة بما يشبه كواكب المجموعة الشمسية
وما يهمنا هنا هو المدار الذري الأخير ومدى تماسك وترابط الكترونات هذا المدار، فالمادة أوالعنصر رديء التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات الخاملة ، بينما المادة أو العنصر جيد التوصيل للكهرباء هي تلك المادة أو ذلك العنصر الذي يتكون جزيئه من ذرات يضم مدارها الأخير عدد من الإلكترونات النشطة أو الحرة ، ويعتبر العنصر جيد التوصيل للكهرباء كلما زاد عدد الإلكترونات الحرة بمدار ذرته الأخير .
وتتفاوت المواد والعناصر فيما بينها من حيث قدرتها على توصيل التيار الكهربي ، فالنحاس والفضة مثلا أعلى كفاءة في التوصيل الكهربي عن الألومنيوم والأخير أكثر توصيلا من الحديد ، بينما نجد أن الكربون أقل توصيلا منهم ، في حين نجد أن الخشب والزجاج والخزف مواد رديئة أو منعدمة الاستطاعة على توصيل التيار .
من هنا نقول أن العناصر تنقسم إلى :
عناصر جيدة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية منخفضة ) كالنحاس
وعناصر متوسطة التوصيل للكهرباء (لها مقاومة نوعية متوسطة ) كالكربون وعناصر رديئة التوصيل للكهرباء أو عازلة (لها مقاومة نوعية عالية ) كالزجاج والسيراميك
ويمكننا أن نعرف التيار الكهربي على أنه سيل من الإلكترونات الحرة التي تنتقل وتتحرك من خلال المادة الموصلة ( سلك نحاسي مثلا ) .
سؤال :
ما الذي يجعل هذه الإلكترونات تتحرك كالسيل وتسري من خلال الموصل الكهربي ؟
والإجابة عن هذا السؤال يجب أن نعرف الإلكترونات هي جسيمات متناهية جدا في الدقة تحمل شحنات كهربية سالبة ، ومن المعروف أيضا أن الأجسام متشابهة الشحنة تتنافر في حين تتجاذب تلك المختلفة بشحناتها
فالإلكترونات لا تتحرك مطلقا من تلقاء نفسها ، إنما تتحرك داخل أي دائرة مغلقة تحت تأثير وقوانين قوي التجاذب والتنافر كنتيجة وجود فرق بالجهد من مؤثر خارجي ( بطارية مثلا ) ( وهو ما يعرف بالقوة الدافعة الكهربية ، التي تسبب وجود هذا الفرق بالجهد مما يؤدي لانسياب التيار داخل الدوائر المغلقة)
لاحظ بالدائرة
المصباح يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي بالدائرة المغلقة
نظرا لوجود فرق الجهد 1.5 فولت يبدأ سريان التيار حيث يجذب القطب الموجب للبطارية الإلكترونات السالبة في حين يدفع الطرف السالب للبطارية هذه الإلكترونات باتجاه القطب الموجب ويبدأ سريان التيار من خلال المصباح الذي يضئ نتيجة تدفق ومرور التيار الكهربي ( سيل من الإلكترونات ) من خلال فتيلة المصباح
ويمكن تشبيه سريان التيار الكهربي تحت تأثير القوة الدافعة الكهربية ، بالماء المتدفق من خزان عالي للمياه فكلما ارتفع الخزان عن الأرض كلما زاد تدفق الماء الساقط منه .
كما يمكن تخيل القوة الدافعة الكهربية بأنها كرافع ( القادوس) الذي يرفع الأشياء لأعلى فتكتسب طاقة وضع تؤهلها للأنحدار والتدفق من أعلى لأسفل
ويتحرك سيل الإلكترونات من القطب السالب للقطب الموجب ( التيار الفعلي ) ، بينما أصطلح علميا بأن يكون اتجاه التيار هو عكس حركة الإلكترونات أي من الموجب للسالب ( التيار الاصطلاحي ) .
والسبب في توليد هذه القوة الدافعة الكهربية عند غلق الدائرة هو آن أحد طرفي الدائرة ( الطرف السالب للبطارية ) تكون به زيادة في كمية الإلكترونات السالبة عن الطرف الآخر( الطرف الموجب للبطارية ) ، فينشأ الفرق في الجهد بين القطبان ( 5و1 فولت )
إذن *** كلما زاد فرق الجهد أي زادت القوة الدافعة الكهربية وهو ما يعرف أيضا بالضغط الكهربي ، كلما زادت شدة التيار*** .
وتتوقف شدة التيار أيضا على عامل آخر هام وهو المقاومة النوعية لمادة الموصل ، وسبق وذكرنا أن مادة النحاس لها مقاومة نوعية منخفضة لذلك فالسلك المصنوع من النحاس يسمح بمرور تيار شدته أكبر من ذلك التيار المار بسلك مماثل في الطول والمقطع مصنوع من
الحديد .
إذن *** كلما قلت المقاومة النوعية لمادة الموصل ، كلما زادت شدة التيار***
وتتأثر قيمة المقاومة لأي سلك موصل وبالتالي شدة التيار تبعا للآتي :
· نوع مادة الموصل ( المقاومة النوعية ) ( تقل المقاومة كلما قلت المقاومة النوعية )
· طول السلك ( تقل المقاومة كلما قل طول السلك )
· مساحة مقطع السلك ( تقل المقاومة كلما زادت مساحة مقطع السلك )
قانون أوم
هذا القانون يوضح العلاقة بين شدة التيار الذي يمر في دائرة ما من خلال مقاومة معينة نتيجة قوة دافعة كهربية على طرفي هذه الدائرة .
وعن طريق هذا القانون يمكن معرفة شدة التيار المار بالدائرة إذا عرفنا مقدار فرق الجهد ( الضغط ) على طرفي هذه الدائرة وقيمة المقاومة ( الحمل )
وتقاس شدة التيار بوحدة الأمبير ، أما الضغط ( القوة الدافعة الكهربية ) فتقاس بوحدة الفولت
، أما المقاومة فتقاس بوحدة الأوم
صيغة القانون :
شدة التيار بوحدة الأمبير = الضغط بوحدة الفولت ÷ المقاومة بوحدة الأوم
1
فولت = 1 جول ÷ 1 كولوم
= 1 أمبير× 1 أوم
V = I X R
1 أمبير = كولوم ÷ 1 ثانية
1 فولت ÷ 1 أوم
I = V ÷ R
1 أوم = 1 فولت ÷ 1 أمبير
R = V ÷ I
= 1 أمبير× 1 أوم
V = I X R
1 أمبير = كولوم ÷ 1 ثانية
1 فولت ÷ 1 أوم
I = V ÷ R
1 أوم = 1 فولت ÷ 1 أمبير
R = V ÷ I
[/color]
2007 - 2:39
الجهد الكهربي
ELECTRICAL POTENTIAL
علمنا أن الجهد الكهربي هو المسئول عن تحريك الشحنات الكهربية الساكنة والإلكترونات خلال الموصلات أو عناصر المقاومة بالدائرة الكهربية المغلقة ، والشحنات الكهربية الساكنة (هي كمية من الإلكترونات تتراكم على أي سطح بدون تحريك ) ولكي يسري التيار كهربي خلال هذه الدائرة يجب توصيل طرفي الدائرة بين نقطتين بينهما فرق جهد ، عند ذلك تتحرك الشحنة الساكنة وتتحول إلى تيار كهربي .
وعرفنا أن التيار الكهربي المار بالموصل هو سيل من الإلكترونات الحرة التي تنفصل عن ذراتها نتيجة تعرضها لقوي التجاذب والتنافر الناشئة عن توصيل طرفي الموصل بمصدرللجهد الكهربي (كالبطارية ) أو بدوائر التغذية الكهربية .
والبطارية هنا وعلاوة على أنها تدفع الإلكترونات بالتحرك للترك ذراتها ويتولد التيار إلا أنها هي نفسها التي تعوض أيضا الذرات التي فقدت الكتروناتها بنفس القدر من الإلكترونات لتعيدها لحالة التعادل الكهربي والاستقرار من جديد .
ويتوقف قيمة التيار المار بالدائرة على مقدار هذا الفرق في الجهد، ويبدأ التيار بالاضمحلال كلما خفضنا فرق الجهد ( يلاحظ ذلك بحالات الضعف التدريجي للبطارية )
ويعرف أيضا الجهد الكهربي بأنه القدرة على بذل الشغل اللازم لتحريك شحنة من موضعها لموضع آخر ، وهو أيضا الشغل اللازم لفصل الإلكترونات عن ذراتها وهو الشغل اللازم لمنع ارتداد هذه الإلكترونات مرة أخرى للذرة وانجذابها إلى البروتونات الموجبة مرة أخرى للعودة إلى الحالة المتعادلة الأصلية للذرة .
ويأتي هذا الشغل نتيجة وجود مصدر لتوليد فرق الجهد واستغلال ظاهرة قوة التجاذب والتنافر بين الشحنات ( الشحنات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب )
متى ينعدم فرق الجهد الكهربي بين نقطتين ؟
يحدث ذلك إذا :
· توقف مصدر توليد فرق الجهد ( نزع البطارية أو فصل وحدة التغذية الكهربية
من الدائرة )
· حدث فتح open أو قصر short بأي مكان بالدائرة ( سيأتي شرح ذلك
تفصيلا )
معلومات ومصطلحات :
وحدة قياس الجهد الكهربي هي الفولت volt
وحدة قياس الشغل هي الجول joule
وحدة قياس الشحنة هي الكولوم coulomb
1 فولت = 1 جول ÷ 1 كولوم
والفولت الواحد هو شغل قدره 1 جول مبذول لتحريك شحنة واحدة قدرها 1كولوم
فإذا كان لدينا بطارية سيارة جهدها الكهربي 12 فولت يقال أن ( قوتها الدافعة الكهربية ق.د.ك ) (Electro motive force E.M.F ) وضغطها = 12 فولت
فهي تعطي شغل قدره 12 جول لتحريك شحنة واحدة قدرها 1كولوم
يتضح من ذلك أنه كلما زادت القوة الدافعة الكهربية كلما أعطت شغلا أكبر يساعد على زيادة تدفق التيار
أنواع التيار الكهربي
هناك نوعان من التيار الكهربي :
(1) التيار المتردد : AC current هذا النوع من التيار له شكل موجي متغير
و من أمثلته تيار المنبع الكهربي ( جهده 220 قولت )
(2) التيار المستمر :DC currentهذا النوع من التيار له شكل موجي ثابت
طرق توليد الكهرباء :
هناك نوعان من الكهربية : كهربية ساكنة static ، كهربية متحركة dynamic
الكهربية الساكنة ( وتعرف بالشحنات الكهربية)
· تتولد نتيجة حدوث احتكاك أو دلك بين مادتين عازلتين ، مثلا ( قطعة من الصوف مع جسم زجاجي) ، حيث يتم فصل الإلكترونات السالبة ، والبروتونات الموجبة من ذراتها ، وتظل تلك الشحنات الموجبة و السالبة ساكنة بداخل أو على سطح المادة العازلة أحد المادتين يأخذ شحنة موجبة والآخر يأخذ شحنة سالبة .
· أو تتولد نتيجة لتقريب سطح موصل من سطح موصل آخر مشحون فتتولد على سطحه شحنة ساكنة مخالفة في قطبيها للشحنة المؤثرة .
طرق توليد الكهربية المتحركة ( التيار الكهربي)
· استخدام الطاقة المغناطيسية لتوليد الطاقة الكهربية بواسطة المولد الكهربي
· استخدام الطاقة الضوئية لتوليد الطاقة الكهربية ، حيث تنتج بعض المواد فيض من الإلكترونات الحرة عند تعرضها للضوء
· استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الطاقة الكهربية حيث تنطلق الإلكترونات الحرة من بعض المواد بالتسخين
· استخدام الطاقة الكيميائية لتوليد الطاقة الكهربية كما في البطاريات
المقاومة
RESISTANCE
هي مقدار إعاقة الدائرة التي يسرى بها تيار نتيجة توصيل طرفيها بين نقطتين بينهما فرق جهد
المقاومات
RESISTORS
المقاومة THE RESISTOR هي إحدى عناصر الدوائر الكهربية ، وظيفتها تقليل مرور التيار بالدائرة أي أنها تعمل له إعاقة RESISTANCE ( R ) ، هذه الإعاقة تحدد قيمة التيار( I ) المار بالدائرة والذي يتوقف على قيمة العنصر المقاوم نفسه RESISTOR،و قيمة فرق الجهد ( V ) أو الضغط على طرفي هذا العنصر المقاوم ... طبقا لقانون أوم
أنواع المقاومات :
تقسم المقاومات إلى
(1 ) مقاومات ثابتة
وهي المقاومات التي لها قيم ثابتة لا تتغير وتكون هذه القيم مكتوبة عليها إما بشكل مباشر (أرقام) أو بشكل غير مباشر (ألوان)
والمقاومات الثابتة
إما كربونية
Carbon Resistor
وهي مصنوعة من مادة الكربون المسحوق والذي يرش على مادة غير موصلة مثل السيراميك أو الفخار أو الخزف أو الصيني
أو سلكية
Wire Resistor
وهي مصنوعة أيضا من قلب من الخزف أو الصيني أو الفخار أو الزجاج ملفوف عليه سلك مصنوع من سبيكة النيكل والكروم المقاوم للتيار
أو ما يعرف شبكة المقاومات
Network Resistors
وهي مجموعة مقاومات مدمجة داخل جسم واحد
وهناك ما يعرف بالمقاومات المطبوعة
Printed Resistors
وهي مقاومات كربونية على شكل رقائق تأتي مطبوعة على البوردات
(2 ) مقاومات متغيرة
وهي مقاومات تتغير قيمتها إما ميكانيكيا أو ضوئياُ أو حراريا
وهي مجموعة مقاومات تتغير قيمتها إما يدويا ( ميكانيكيا ) أو بتعريضها للضوء أو للحرارة ( حسب الاستخدام )
تحديد قيم المقاومات
يتم تحديد قيمة المقاومة الثابتة الكربونية بالألوان أو بالأرقام ، أما المقاومة المتغيرة والسلكية فغالبا ما يكتب عليها قيمتها الأوم أو بالكيلو أوم
تحديد قيمة المقاومة بالألوان
نجد أن جسم المقاومة عليه أربع حلقات ملونه ، وكل لون له رقم محدد فكل من ألوان الحلقة الأولى والثانية تقابل أرقام كما هو مبين بجدول الألوان.
أما لون الحلقة الثالثة فيحدد عدد الأصفار، والحلقة الرابعة تحدد النسبة المئوية للتفاوت (نسبة خطأ) وإذا لم توجد الحلقة الرابعة فإن نسبة التفاوت في قيمة المقاومة تكون + أو – 20%.
طرق توصيل المقاومات
التوصيل على التوالي :
و يتم فيه توصيل مقاومتين أو أكثر كما بالصورة
يلاحظ أن :
· التيار I المار بجميع المقاومات متساوي ، بمعنى أن التيار المار بالمقاومةR1
هو نفسه التيار المار بالمقاومةR2 والمقاومةR3
· المقاومة الكلية Rt تساوي مجموع الثلاث مقاومات الموصلة على التوالي
· يتجزأ الجهد الكلي ( جهد البطارية ) Vt إلى V1 – V2 – V3على طرفي كل مقاومة من المقاومات الثلاث بنسب تعادل نسب هذه المقاومات إلى بعضها ، فالمقاومة الأكبر قيمة يكون على طرفيها أعلى فرق جهد
· التوصيل على التوالي يعرف أيضا بدائرة مجزئ الجهد حيث يتجزأ الجهد على طرفي كل مقاومة
التوصيل على التوازي :و يتم فيه توصيل مقاومتين أو أكثر كما بالصورة
يلاحظ أن :
· الجهد V ثابت على أطراف المقاومات ، بمعنى أن الجهد على طرفي المقاومةR1هو نفسه الجهد على طرفي المقاومةR2 والمقاومةR3
· مقلوب المقاومة الكلية Rt تساوي مجموع مقلوب الثلاث مقاومات الموصلة على التوازي
· يتجزأ التيار الكلي It إلى I1 – I2 – I3 يمر كل منها بكل مقاومة من المقاومات الثلاث بنسب تعادل مقلوب نسب هذه المقاومات إلى بعضها ، وباختصار فالمقاومة الأكبر قيمة يمر بها أقل تيار والأقل قيمة يمر بها أكبر تيار
· التوصيل على التوالي يعرف أيضا بدائرة مجزئ التيار حيث يتجزأ التيار بمروره خلال عدة مقاومات
ELECTRICAL POTENTIAL
علمنا أن الجهد الكهربي هو المسئول عن تحريك الشحنات الكهربية الساكنة والإلكترونات خلال الموصلات أو عناصر المقاومة بالدائرة الكهربية المغلقة ، والشحنات الكهربية الساكنة (هي كمية من الإلكترونات تتراكم على أي سطح بدون تحريك ) ولكي يسري التيار كهربي خلال هذه الدائرة يجب توصيل طرفي الدائرة بين نقطتين بينهما فرق جهد ، عند ذلك تتحرك الشحنة الساكنة وتتحول إلى تيار كهربي .
وعرفنا أن التيار الكهربي المار بالموصل هو سيل من الإلكترونات الحرة التي تنفصل عن ذراتها نتيجة تعرضها لقوي التجاذب والتنافر الناشئة عن توصيل طرفي الموصل بمصدرللجهد الكهربي (كالبطارية ) أو بدوائر التغذية الكهربية .
والبطارية هنا وعلاوة على أنها تدفع الإلكترونات بالتحرك للترك ذراتها ويتولد التيار إلا أنها هي نفسها التي تعوض أيضا الذرات التي فقدت الكتروناتها بنفس القدر من الإلكترونات لتعيدها لحالة التعادل الكهربي والاستقرار من جديد .
ويتوقف قيمة التيار المار بالدائرة على مقدار هذا الفرق في الجهد، ويبدأ التيار بالاضمحلال كلما خفضنا فرق الجهد ( يلاحظ ذلك بحالات الضعف التدريجي للبطارية )
ويعرف أيضا الجهد الكهربي بأنه القدرة على بذل الشغل اللازم لتحريك شحنة من موضعها لموضع آخر ، وهو أيضا الشغل اللازم لفصل الإلكترونات عن ذراتها وهو الشغل اللازم لمنع ارتداد هذه الإلكترونات مرة أخرى للذرة وانجذابها إلى البروتونات الموجبة مرة أخرى للعودة إلى الحالة المتعادلة الأصلية للذرة .
ويأتي هذا الشغل نتيجة وجود مصدر لتوليد فرق الجهد واستغلال ظاهرة قوة التجاذب والتنافر بين الشحنات ( الشحنات المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب )
متى ينعدم فرق الجهد الكهربي بين نقطتين ؟
يحدث ذلك إذا :
· توقف مصدر توليد فرق الجهد ( نزع البطارية أو فصل وحدة التغذية الكهربية
من الدائرة )
· حدث فتح open أو قصر short بأي مكان بالدائرة ( سيأتي شرح ذلك
تفصيلا )
معلومات ومصطلحات :
وحدة قياس الجهد الكهربي هي الفولت volt
وحدة قياس الشغل هي الجول joule
وحدة قياس الشحنة هي الكولوم coulomb
1 فولت = 1 جول ÷ 1 كولوم
والفولت الواحد هو شغل قدره 1 جول مبذول لتحريك شحنة واحدة قدرها 1كولوم
فإذا كان لدينا بطارية سيارة جهدها الكهربي 12 فولت يقال أن ( قوتها الدافعة الكهربية ق.د.ك ) (Electro motive force E.M.F ) وضغطها = 12 فولت
فهي تعطي شغل قدره 12 جول لتحريك شحنة واحدة قدرها 1كولوم
يتضح من ذلك أنه كلما زادت القوة الدافعة الكهربية كلما أعطت شغلا أكبر يساعد على زيادة تدفق التيار
أنواع التيار الكهربي
هناك نوعان من التيار الكهربي :
(1) التيار المتردد : AC current هذا النوع من التيار له شكل موجي متغير
و من أمثلته تيار المنبع الكهربي ( جهده 220 قولت )
(2) التيار المستمر :DC currentهذا النوع من التيار له شكل موجي ثابت
طرق توليد الكهرباء :
هناك نوعان من الكهربية : كهربية ساكنة static ، كهربية متحركة dynamic
الكهربية الساكنة ( وتعرف بالشحنات الكهربية)
· تتولد نتيجة حدوث احتكاك أو دلك بين مادتين عازلتين ، مثلا ( قطعة من الصوف مع جسم زجاجي) ، حيث يتم فصل الإلكترونات السالبة ، والبروتونات الموجبة من ذراتها ، وتظل تلك الشحنات الموجبة و السالبة ساكنة بداخل أو على سطح المادة العازلة أحد المادتين يأخذ شحنة موجبة والآخر يأخذ شحنة سالبة .
· أو تتولد نتيجة لتقريب سطح موصل من سطح موصل آخر مشحون فتتولد على سطحه شحنة ساكنة مخالفة في قطبيها للشحنة المؤثرة .
طرق توليد الكهربية المتحركة ( التيار الكهربي)
· استخدام الطاقة المغناطيسية لتوليد الطاقة الكهربية بواسطة المولد الكهربي
· استخدام الطاقة الضوئية لتوليد الطاقة الكهربية ، حيث تنتج بعض المواد فيض من الإلكترونات الحرة عند تعرضها للضوء
· استخدام الطاقة الحرارية لتوليد الطاقة الكهربية حيث تنطلق الإلكترونات الحرة من بعض المواد بالتسخين
· استخدام الطاقة الكيميائية لتوليد الطاقة الكهربية كما في البطاريات
المقاومة
RESISTANCE
هي مقدار إعاقة الدائرة التي يسرى بها تيار نتيجة توصيل طرفيها بين نقطتين بينهما فرق جهد
المقاومات
RESISTORS
المقاومة THE RESISTOR هي إحدى عناصر الدوائر الكهربية ، وظيفتها تقليل مرور التيار بالدائرة أي أنها تعمل له إعاقة RESISTANCE ( R ) ، هذه الإعاقة تحدد قيمة التيار( I ) المار بالدائرة والذي يتوقف على قيمة العنصر المقاوم نفسه RESISTOR،و قيمة فرق الجهد ( V ) أو الضغط على طرفي هذا العنصر المقاوم ... طبقا لقانون أوم
أنواع المقاومات :
تقسم المقاومات إلى
(1 ) مقاومات ثابتة
وهي المقاومات التي لها قيم ثابتة لا تتغير وتكون هذه القيم مكتوبة عليها إما بشكل مباشر (أرقام) أو بشكل غير مباشر (ألوان)
والمقاومات الثابتة
إما كربونية
Carbon Resistor
وهي مصنوعة من مادة الكربون المسحوق والذي يرش على مادة غير موصلة مثل السيراميك أو الفخار أو الخزف أو الصيني
أو سلكية
Wire Resistor
وهي مصنوعة أيضا من قلب من الخزف أو الصيني أو الفخار أو الزجاج ملفوف عليه سلك مصنوع من سبيكة النيكل والكروم المقاوم للتيار
أو ما يعرف شبكة المقاومات
Network Resistors
وهي مجموعة مقاومات مدمجة داخل جسم واحد
وهناك ما يعرف بالمقاومات المطبوعة
Printed Resistors
وهي مقاومات كربونية على شكل رقائق تأتي مطبوعة على البوردات
(2 ) مقاومات متغيرة
وهي مقاومات تتغير قيمتها إما ميكانيكيا أو ضوئياُ أو حراريا
وهي مجموعة مقاومات تتغير قيمتها إما يدويا ( ميكانيكيا ) أو بتعريضها للضوء أو للحرارة ( حسب الاستخدام )
تحديد قيم المقاومات
يتم تحديد قيمة المقاومة الثابتة الكربونية بالألوان أو بالأرقام ، أما المقاومة المتغيرة والسلكية فغالبا ما يكتب عليها قيمتها الأوم أو بالكيلو أوم
تحديد قيمة المقاومة بالألوان
نجد أن جسم المقاومة عليه أربع حلقات ملونه ، وكل لون له رقم محدد فكل من ألوان الحلقة الأولى والثانية تقابل أرقام كما هو مبين بجدول الألوان.
أما لون الحلقة الثالثة فيحدد عدد الأصفار، والحلقة الرابعة تحدد النسبة المئوية للتفاوت (نسبة خطأ) وإذا لم توجد الحلقة الرابعة فإن نسبة التفاوت في قيمة المقاومة تكون + أو – 20%.
طرق توصيل المقاومات
التوصيل على التوالي :
و يتم فيه توصيل مقاومتين أو أكثر كما بالصورة
يلاحظ أن :
· التيار I المار بجميع المقاومات متساوي ، بمعنى أن التيار المار بالمقاومةR1
هو نفسه التيار المار بالمقاومةR2 والمقاومةR3
· المقاومة الكلية Rt تساوي مجموع الثلاث مقاومات الموصلة على التوالي
· يتجزأ الجهد الكلي ( جهد البطارية ) Vt إلى V1 – V2 – V3على طرفي كل مقاومة من المقاومات الثلاث بنسب تعادل نسب هذه المقاومات إلى بعضها ، فالمقاومة الأكبر قيمة يكون على طرفيها أعلى فرق جهد
· التوصيل على التوالي يعرف أيضا بدائرة مجزئ الجهد حيث يتجزأ الجهد على طرفي كل مقاومة
التوصيل على التوازي :و يتم فيه توصيل مقاومتين أو أكثر كما بالصورة
يلاحظ أن :
· الجهد V ثابت على أطراف المقاومات ، بمعنى أن الجهد على طرفي المقاومةR1هو نفسه الجهد على طرفي المقاومةR2 والمقاومةR3
· مقلوب المقاومة الكلية Rt تساوي مجموع مقلوب الثلاث مقاومات الموصلة على التوازي
· يتجزأ التيار الكلي It إلى I1 – I2 – I3 يمر كل منها بكل مقاومة من المقاومات الثلاث بنسب تعادل مقلوب نسب هذه المقاومات إلى بعضها ، وباختصار فالمقاومة الأكبر قيمة يمر بها أقل تيار والأقل قيمة يمر بها أكبر تيار
· التوصيل على التوالي يعرف أيضا بدائرة مجزئ التيار حيث يتجزأ التيار بمروره خلال عدة مقاومات
2:40
المكثفات
Capacitors - Condensers
للمكثفات أهمية كبيرة في عمليات متنوعة بالدوائر الكهربية :
وهي تتكون في الأصل من لوحين موصلين كهربيا بينهما مادة عازلة ، وعند توصيل هذا المكثف بالدائرة ذات تيار مستمر DC أو بطرفي بطارية مثلا فإن أحد لوحيه يقوم بتخزين قدر من الشحنة الكهربية يتناسب مع سعة المكثف ، بينما يختزن اللوح الآخر شحنة مخالفة لتك التي على اللوح الأول وكلما زادت سعة المكثف كلما زاد قدر المخزون من الشحنة الكهربية ، ولا يتم تفريغ هذه الشحنة الا بتوصيل اللوحين معا بموصل خارجي ، وتسمى مكثفات تخزين .
أما لو وضع المكثف بدائرة تيار متردد أي متغير AC بين طرفي محول مثلا أو بدائرة إشارة كهربية فإن المكثف في هذه الحالة يمرر هذا التيار من أحد لوحيه الى اللوح الآخر كما في دوائر نقل الصوت والصورة والإشارات الكهرومغناطيسية ودوائر تنعيم التيار المستمر وتسمى مكثفات تمرير ( فلاتر) .
نستخلص مما سبق أن المكثف يحتجز التيار المستمر ويخزنه ولا يمرره من لوح لآخر بينما يسمح بمرور التيار المتردد فقط .
وتتوقف مدى قدرة المكثف على إمرار التيار المتردد على سعة المكثف نفسه وتزيد هذه القدرة كلما زادت سعة المكثف وكلما زاد تردد التيار .
أنواع المكثفات
توجد انواع من المكثفات ذات السعة الثابتة وذات السعة المتغيرة
المكثفات الثابتة السعة
تتوقف تسميتها على نوع مادة العزل ( بين لوحي المكثف ) المستخدمة في صناعتها فمنها
وهناك أيضا المكثفات الورقية والإيبوكسي وغيرها
المكثفات المتغيرة السعة
وهي مكثفات تتغير سعتها بتقليل أو زيادة مساحة التقابل بين لوحي المكثف
سعة المكثفات CAPACITANCE
هى قدر وكمية الشحنات الكهربية التى يستطيع ان يختزنها
وحدات قياس المكثفات
تقاس المكثفات بوحدة الفاراد F وعمليا نستخدم وحدات أصغر هي أجزاء من الفاراد منها
الميكرو فاراد UF ويساوي واحد / مليون من الفاراد
والنانوفاراد 1 nF ويساوي واحد / الف مليون ( مليار 1 milliard ) من الفاراد
و البيكوفاراد PF ويساوي واحد / بليون ( billion 1 ) من الفاراد
Capacitors - Condensers
للمكثفات أهمية كبيرة في عمليات متنوعة بالدوائر الكهربية :
وهي تتكون في الأصل من لوحين موصلين كهربيا بينهما مادة عازلة ، وعند توصيل هذا المكثف بالدائرة ذات تيار مستمر DC أو بطرفي بطارية مثلا فإن أحد لوحيه يقوم بتخزين قدر من الشحنة الكهربية يتناسب مع سعة المكثف ، بينما يختزن اللوح الآخر شحنة مخالفة لتك التي على اللوح الأول وكلما زادت سعة المكثف كلما زاد قدر المخزون من الشحنة الكهربية ، ولا يتم تفريغ هذه الشحنة الا بتوصيل اللوحين معا بموصل خارجي ، وتسمى مكثفات تخزين .
أما لو وضع المكثف بدائرة تيار متردد أي متغير AC بين طرفي محول مثلا أو بدائرة إشارة كهربية فإن المكثف في هذه الحالة يمرر هذا التيار من أحد لوحيه الى اللوح الآخر كما في دوائر نقل الصوت والصورة والإشارات الكهرومغناطيسية ودوائر تنعيم التيار المستمر وتسمى مكثفات تمرير ( فلاتر) .
نستخلص مما سبق أن المكثف يحتجز التيار المستمر ويخزنه ولا يمرره من لوح لآخر بينما يسمح بمرور التيار المتردد فقط .
وتتوقف مدى قدرة المكثف على إمرار التيار المتردد على سعة المكثف نفسه وتزيد هذه القدرة كلما زادت سعة المكثف وكلما زاد تردد التيار .
أنواع المكثفات
توجد انواع من المكثفات ذات السعة الثابتة وذات السعة المتغيرة
المكثفات الثابتة السعة
تتوقف تسميتها على نوع مادة العزل ( بين لوحي المكثف ) المستخدمة في صناعتها فمنها
وهناك أيضا المكثفات الورقية والإيبوكسي وغيرها
المكثفات المتغيرة السعة
وهي مكثفات تتغير سعتها بتقليل أو زيادة مساحة التقابل بين لوحي المكثف
سعة المكثفات CAPACITANCE
هى قدر وكمية الشحنات الكهربية التى يستطيع ان يختزنها
وحدات قياس المكثفات
تقاس المكثفات بوحدة الفاراد F وعمليا نستخدم وحدات أصغر هي أجزاء من الفاراد منها
الميكرو فاراد UF ويساوي واحد / مليون من الفاراد
والنانوفاراد 1 nF ويساوي واحد / الف مليون ( مليار 1 milliard ) من الفاراد
و البيكوفاراد PF ويساوي واحد / بليون ( billion 1 ) من الفاراد
توصيل المكثفات
[color=red]الملفات
Inductors - Coils
الملفات من العناصر الهامة والحيوية بمعظم الأجهزة الإلكترونية ، وتعتمد الملفات في عملها بشكل عام على التأثيرات المغناطيسية للتيار الكهربي
وتسلك الملفات سلوكا عكسيا للمكثفات سواء مع التيار المتردد أو المستمر ، حيث تسمح الملفات بمرور التيار المستمر بدون إعاقة تذكر بينما تعيق الملفات مرور التيار المتردد وتزداد شدة هذه الإعاقة أو الممانعة كلما زاد عدد لفات الملف وكلما زاد تردد التيار
وإذا مر التيار المتردد بملف فإنه يولد مجالا مغناطيسيا ، وفي المحولات مثلا يستفاد من هذه الخاصية في نقل التيار المتردد من ملف ابتدائي إلى آخر ثانوي فحين يقطع المجال المتولد عن مرور التيار بالملف الإبتدائي ملفات الملف الثانوي فإنه يتولد نوع من القوة الدافعة الكهربية العكسية ( جهد ) على طرفي الملف الثانويويستفاد من هذه الخاصبة في رفع أو خفض جهد التيار المتردد بإستخدام محولات رفع أو خفض حسب زيادة أو نقصان عدد ملفات الملف الثانوي بالنسبة للإبتدائيطبقا للعلاقة
حيث
V تمثل الجهد
I تمثل شدة التيار
N تمثل عدد لفات الملف
S نسبة الى الملف الثانوي
P نسبة الى الملف الإبتدائي
من خصائص الملفات ايضا أنها إذا مر بها تيار متردد وكانت موضوعة داخل مجال مغناطيسي ثابت فإن هذه الملفات تتحرك حركة ترددية أو دائرية حسب الحاجة والتصميم ويستفاد من هذه الخاصية في عمل الموتورات و السماعات
والعكس فعند تحريك ملف داخل مجال مغناطيسي فإنه تتولد على طرفيه قوة دافعة كهربية ( جهد متردد) كمحطات توليد التيار الكهربي أو دينامو السيارة حيث يمكن توحيد هذا الجهد المتردد وتحويله الى تيار مستمر داخل الأجهزة أو السيارات
لذلك تتخذ الملفات صورا متعددة حسب الإستخدام ، فمنها المحولات للترددات المنخفضة وأخرى للترددات العالية ، وملفات الإنحراف الأفقية والرأسية واللاين والتردد المتوسط والعالي والرليهات بالتليفزيون ومحول الشوبر بدوائر التغذية والسماعات وغيرها
إستخدامات الملفات :
السماعات والهورن بأنواعها
محول الشوبر chopper transformer
محول الشوبر من داخل وحدة الباور
الريلاي relay
محولات وملفات متنوعة
ممانعة الحث للملف INDUCTANCE
الحث هو قدرة الملف على إعاقة التيار المتردد المار به تخزين لإنتاج القوة الدافعة الكهربية العكسية وتقاس ممانعة الملفات بوحدة الهنري h والميكروهنري uh
الثنائيات وأنصاف الموصلات Diodes & Semiconductors
الثنائي ( الموحد) Diode بإختصار هو عنصر مصنع من مادتي الجرمانيوم والسيليكون المحتوية على نسبة من الشوائب
ومن أهم خصائص الدايود أنه يسمح بمرور التيار في إتجاه واحد ويمنع مروره بالإتجاه المعاكس لذلك يستخدم بشكل أساسي بدوائر توحيد التيار المتردد
وللثنائي جانبين يسمى الجانب الأول مصعد أو أنود anode وهو الجانب الموجب بينما يسمى الثاني مهبط أو كاثود cathode وهو الجانب السالب منه
ويظل الثنائي في حالة ( توصيل) طالما كان في وضعية إنحياز أمامي forward bias إذا كان المصعد متصلا بالجهد الموجب للتيار ومهبطه متصلا بالجهد السالب فيكون المصعد أكبر إيجابية عن المهبط ، بينما يكون في حالة ( قطع ) إذا تم توصيله بطريقة عكسية reverse bias حين يصبح المصعد سالب الجهد وأقل ايجابية بالنسبة للكاثود
كما تستخدم الثنائيات ( الجرمانيوم ) في كشف إشارة الفيديو والصوت أجهزة التليفزيون وأجهزة ال FM
كما تستخدم ( الزينر ) في تثبيت الجهد بدوائر الحماية والتحكم بالجهد
وذلك بأنه فى حالة ارتفاع الجهد على الزينر ، يبدا الزينر فى امرار التيار فيه حتى يخفض الجهد للحد المطلوب للحمل أو للدائرة المطلوب عمل الحماية لها
تستخدم كثنائيات ضوئية led
وهذه انواع مختلفة منها
الترانزستورات Transistors
تركيب الترانزيستور :
يتركب الترانزيستور من ثلاث شرائح متلاصقة من مادة شبه موصلة Semiconductor
كالسيلكون والجرمانيوم ، وكما ذكرنا أن الثنائي يتكون من مادة شبه موصلة لها جانب موجب ( مصعد ) وآخر سالب ( مهبط ) فإن الترانزيستور يتكون من مادتين من أشباه الموصلات بينهما مادة مخالفة في خصائصها ، فإذا كانت المادتين موجبتين Positive تكون المادة الفاصلة سالبة Negative ويسمي الترانزيستور من نوع PNP
وإذا كانت المادتين سالبتين Negative تكون المادة الفاصلة موجبة Positive ويسمي الترانزيستور من نوع NPN
وهذه بعض الأشكال لترانزستورات مختلفة في القدرة وفي الوظائف
وظائف الترانزستورات
تقوم الترنزستورات بمعظم العمليات الفعالة بالأجهزة الإلكترونية المختلفة ، وهي تعمل بطريقة تكبير التيار في دوائر المكبرات
حيث يزيد التيار المار بين المجمع والمشع حسب تيار القاعدة علما بأن التغير البسيط فى تيار القاعدة يصحبه تغير كبير فى تيار المجمع
وتستخدم الترانزستورات أيضا في عمل المذبذبات ، ودوائر المازج وكمفاتيح الكترونية وكمكبرات جهد وأيضا كمكبرات إخراج قدرة
توزيع أرجل التراتزيستور
لكل ترانزيستور ثلاثة أرجل للتوصيل بالبوردة ، والتوصيل الخاطئ يؤدي الى تلف الترانزستور ، أما طرق قياسه فسيتم الكلام عنها تفصيلا عند مناقشة موضوع أسباب تلف العناصر الإلكترونية وطرق توصيلها بالدائرة
واليك توزيع الأرجل لبعض الطرز الشهيرة
Inductors - Coils
الملفات من العناصر الهامة والحيوية بمعظم الأجهزة الإلكترونية ، وتعتمد الملفات في عملها بشكل عام على التأثيرات المغناطيسية للتيار الكهربي
وتسلك الملفات سلوكا عكسيا للمكثفات سواء مع التيار المتردد أو المستمر ، حيث تسمح الملفات بمرور التيار المستمر بدون إعاقة تذكر بينما تعيق الملفات مرور التيار المتردد وتزداد شدة هذه الإعاقة أو الممانعة كلما زاد عدد لفات الملف وكلما زاد تردد التيار
وإذا مر التيار المتردد بملف فإنه يولد مجالا مغناطيسيا ، وفي المحولات مثلا يستفاد من هذه الخاصية في نقل التيار المتردد من ملف ابتدائي إلى آخر ثانوي فحين يقطع المجال المتولد عن مرور التيار بالملف الإبتدائي ملفات الملف الثانوي فإنه يتولد نوع من القوة الدافعة الكهربية العكسية ( جهد ) على طرفي الملف الثانويويستفاد من هذه الخاصبة في رفع أو خفض جهد التيار المتردد بإستخدام محولات رفع أو خفض حسب زيادة أو نقصان عدد ملفات الملف الثانوي بالنسبة للإبتدائيطبقا للعلاقة
حيث
V تمثل الجهد
I تمثل شدة التيار
N تمثل عدد لفات الملف
S نسبة الى الملف الثانوي
P نسبة الى الملف الإبتدائي
من خصائص الملفات ايضا أنها إذا مر بها تيار متردد وكانت موضوعة داخل مجال مغناطيسي ثابت فإن هذه الملفات تتحرك حركة ترددية أو دائرية حسب الحاجة والتصميم ويستفاد من هذه الخاصية في عمل الموتورات و السماعات
والعكس فعند تحريك ملف داخل مجال مغناطيسي فإنه تتولد على طرفيه قوة دافعة كهربية ( جهد متردد) كمحطات توليد التيار الكهربي أو دينامو السيارة حيث يمكن توحيد هذا الجهد المتردد وتحويله الى تيار مستمر داخل الأجهزة أو السيارات
لذلك تتخذ الملفات صورا متعددة حسب الإستخدام ، فمنها المحولات للترددات المنخفضة وأخرى للترددات العالية ، وملفات الإنحراف الأفقية والرأسية واللاين والتردد المتوسط والعالي والرليهات بالتليفزيون ومحول الشوبر بدوائر التغذية والسماعات وغيرها
إستخدامات الملفات :
السماعات والهورن بأنواعها
محول الشوبر chopper transformer
محول الشوبر من داخل وحدة الباور
الريلاي relay
محولات وملفات متنوعة
ممانعة الحث للملف INDUCTANCE
الحث هو قدرة الملف على إعاقة التيار المتردد المار به تخزين لإنتاج القوة الدافعة الكهربية العكسية وتقاس ممانعة الملفات بوحدة الهنري h والميكروهنري uh
الثنائيات وأنصاف الموصلات Diodes & Semiconductors
الثنائي ( الموحد) Diode بإختصار هو عنصر مصنع من مادتي الجرمانيوم والسيليكون المحتوية على نسبة من الشوائب
ومن أهم خصائص الدايود أنه يسمح بمرور التيار في إتجاه واحد ويمنع مروره بالإتجاه المعاكس لذلك يستخدم بشكل أساسي بدوائر توحيد التيار المتردد
وللثنائي جانبين يسمى الجانب الأول مصعد أو أنود anode وهو الجانب الموجب بينما يسمى الثاني مهبط أو كاثود cathode وهو الجانب السالب منه
ويظل الثنائي في حالة ( توصيل) طالما كان في وضعية إنحياز أمامي forward bias إذا كان المصعد متصلا بالجهد الموجب للتيار ومهبطه متصلا بالجهد السالب فيكون المصعد أكبر إيجابية عن المهبط ، بينما يكون في حالة ( قطع ) إذا تم توصيله بطريقة عكسية reverse bias حين يصبح المصعد سالب الجهد وأقل ايجابية بالنسبة للكاثود
كما تستخدم الثنائيات ( الجرمانيوم ) في كشف إشارة الفيديو والصوت أجهزة التليفزيون وأجهزة ال FM
كما تستخدم ( الزينر ) في تثبيت الجهد بدوائر الحماية والتحكم بالجهد
وذلك بأنه فى حالة ارتفاع الجهد على الزينر ، يبدا الزينر فى امرار التيار فيه حتى يخفض الجهد للحد المطلوب للحمل أو للدائرة المطلوب عمل الحماية لها
تستخدم كثنائيات ضوئية led
وهذه انواع مختلفة منها
الترانزستورات Transistorsتركيب الترانزيستور :
يتركب الترانزيستور من ثلاث شرائح متلاصقة من مادة شبه موصلة Semiconductor
كالسيلكون والجرمانيوم ، وكما ذكرنا أن الثنائي يتكون من مادة شبه موصلة لها جانب موجب ( مصعد ) وآخر سالب ( مهبط ) فإن الترانزيستور يتكون من مادتين من أشباه الموصلات بينهما مادة مخالفة في خصائصها ، فإذا كانت المادتين موجبتين Positive تكون المادة الفاصلة سالبة Negative ويسمي الترانزيستور من نوع PNP
وإذا كانت المادتين سالبتين Negative تكون المادة الفاصلة موجبة Positive ويسمي الترانزيستور من نوع NPN
وهذه بعض الأشكال لترانزستورات مختلفة في القدرة وفي الوظائف
وظائف الترانزستورات
تقوم الترنزستورات بمعظم العمليات الفعالة بالأجهزة الإلكترونية المختلفة ، وهي تعمل بطريقة تكبير التيار في دوائر المكبرات
حيث يزيد التيار المار بين المجمع والمشع حسب تيار القاعدة علما بأن التغير البسيط فى تيار القاعدة يصحبه تغير كبير فى تيار المجمع
وتستخدم الترانزستورات أيضا في عمل المذبذبات ، ودوائر المازج وكمفاتيح الكترونية وكمكبرات جهد وأيضا كمكبرات إخراج قدرة
توزيع أرجل التراتزيستور
لكل ترانزيستور ثلاثة أرجل للتوصيل بالبوردة ، والتوصيل الخاطئ يؤدي الى تلف الترانزستور ، أما طرق قياسه فسيتم الكلام عنها تفصيلا عند مناقشة موضوع أسباب تلف العناصر الإلكترونية وطرق توصيلها بالدائرة
واليك توزيع الأرجل لبعض الطرز الشهيرة
[color=red]ترانزيستور تأثير المجال Field Effect Transistor
FET
عنصر من عناصر اشباه الموصلات يتحكم فى التيار المارخلاله بواسطة المجال الكهربائى ويستخدم بكثرة بدوائر التردد العالي ومنه الأنواع الآتية :
ترانزيستور تاثير المجال ذو الوصلة
Junction Field Effect Transistor
JFET
وهو ترانزستور له ثلاثة أطراف تختلف في تسميتها عن الترانزستور العادي Bipolar Transistor حيث يطلق عليها المسميات الآتية
( منبع ) ( source ) ( S) وتقابل المشع في الترانزستور العادي
، ( مصب )( drain ) ( D ) وتقابل المجمع في الترانزستور العادي
، بوابة ( gate ) ( G ) وتقابل القاعدة في الترانزستور العادي
ويتكون هذا الترانزستور من قضيب من مادة شبه موصلة
من نوع n-channel ) N ) او من نوع p-channel ) P ) موضوع على منتصف جانبيه مادة من نوع معاكس لنوعه
ويسمى الترانزيستور n-channel ) N ) أو p-channel ) P ) حسب نوع مادة القضيب
P Channel Junction Field
N Channel Junction Field
ترانزيستور تاير المجال الاكسيدى المعدنى الشبه موصل
ويعرف ايضا بال MOSFET
وهي إختصار لكلمة
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
ويتكون هذا الترانزستور أيضا من ثلاثة أطراف S , D , G
ويمتاز هذا النوع بوجود الطبقة العازلة المتمثلة فى فى طبقة ثانى اكسيد السيليكون SiO2 تغطى الطبقة العازلة بطبقة موصلة معدنية لتمثل البوابة
FET
عنصر من عناصر اشباه الموصلات يتحكم فى التيار المارخلاله بواسطة المجال الكهربائى ويستخدم بكثرة بدوائر التردد العالي ومنه الأنواع الآتية :
ترانزيستور تاثير المجال ذو الوصلة
Junction Field Effect Transistor
JFET
وهو ترانزستور له ثلاثة أطراف تختلف في تسميتها عن الترانزستور العادي Bipolar Transistor حيث يطلق عليها المسميات الآتية
( منبع ) ( source ) ( S) وتقابل المشع في الترانزستور العادي
، ( مصب )( drain ) ( D ) وتقابل المجمع في الترانزستور العادي
، بوابة ( gate ) ( G ) وتقابل القاعدة في الترانزستور العادي
ويتكون هذا الترانزستور من قضيب من مادة شبه موصلة
من نوع n-channel ) N ) او من نوع p-channel ) P ) موضوع على منتصف جانبيه مادة من نوع معاكس لنوعه
ويسمى الترانزيستور n-channel ) N ) أو p-channel ) P ) حسب نوع مادة القضيب
P Channel Junction Field
N Channel Junction Field
ترانزيستور تاير المجال الاكسيدى المعدنى الشبه موصل
ويعرف ايضا بال MOSFET
وهي إختصار لكلمة
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
ويتكون هذا الترانزستور أيضا من ثلاثة أطراف S , D , G
ويمتاز هذا النوع بوجود الطبقة العازلة المتمثلة فى فى طبقة ثانى اكسيد السيليكون SiO2 تغطى الطبقة العازلة بطبقة موصلة معدنية لتمثل البوابة
[/color] [color=red]الثايرستور THYRISTOR
هو عنصر من عناصر اشباه الموصلات ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
وظيفته :
التحكم فى إمرار أو قطع التيار ، حيث يسمح الثايرستور بمرور تيار من خلال الطرفين الآخرين عندما يتعرض طرف البوابة إلى تيار صغير مسبيا وهو ما يعرف بـ (إشارة التحكم)
وتأتي إشارة التحكم من إحدى دوائر التحكم اليدوي أو الآلي وهي إما (ON) أو ( OFF) فيعمل الثايرستور كمفتاح الكتروني
الثايرستور THYRISTOR
ويوجد نوعان من الثايرستورات هما
SCR ، TRIAC
النوع الأول
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR
ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
ويستخدم ال SCR كمفتاح الكتروني للتيار المستمر DC وهو يمتاز بسرعة الآداء في الفتح والقفل لأكثر من 20000 مرة بالثانية ولايوجد مفتاح ميكانيكي يحقق ذلك .
وهذه دائرة بسيطة توضح ذلك
النوع الثاني
Triode Alternate Current) TRIAC )
TRIAC
ويحتوي على ثلاثة أطراف هي مصعد 1 Anode1 ، مصعد 2 Anode 2 ، بوابة Gate وهوعبارة عن زوج من الSCR معكوستين في الإتجاه وموصلتين بالتوازي
وهذا التركيب يمكن الترياك من توصيل التيار في كلا الدورتين الموجبة والسالبة من التيار المتردد ،لذلك يستخدم بنجاح في قطع وتوصيل التيار المتردد للأحمال المختلفة
و يستخدم بشكل أساسي في عمل دوائر الإضاءة المتقطعة المتزامنة حيث توضع إشارات التحكم على بوابته من مذبذب مثلا وغير ذلك من الإستخدامات
الثايرستور يتضمن نوعين أساسين هما SCR ، TRIAC
وكلاهما يحتوي على ثلاث أطراف
فال SCR أطرافه هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
والترياك أطرافه هي مصعد 1 Anode1 ، مصعد 2 Anode 2 ، بوابة Gate
وسنتكلم على نوع جديد من أشباه الموصلات هو
الدياك DIAC
وهو عنصر آخر من عناصر اشباه الموصلات ويحتوي على طرفان فقط يطلق عليهما مصعد 1 Anode1 ومصعد 2 Anode 2 أو T1,T2 الا أن تركيبه الداخلي عبارة عن زوج من الثنائيات موصلين عكس بعضهما فهو عنصر ثنائى الاتجاه ، لذلك نجده يعمل في كلا الإتجاهين الأمامي والعكسي ، ويتكون داخليا
- إما من 5 طبقات منها 2 موجبة P ، 3 سالبة N يوصل طرفيه بالمنطقتين الموجبتين P والتي تفصلهما طبقة سالبة N
- أو من ثلاث طبقات منها 2 سالبة N ، واحدة موجبة P
يستخدم الدياك عادة في دوائر التحكم في الجهد كخفض الاضاءة Light Dimming
الفوتوكبلر أو الأبتوكبلر
Photocoupler - Optocoupler
الفوتوكبلر عبارة عن وحدة الكترونية تتضمن ثنائي ضوئي متصل بالطرفين 1 ، 2 ، الطرف 3 عبارة عن مجمع ترانزستور والطرف 4 يمثل مشع هذا الترانزستور ولا يوجد طرف متصل بقاعدة الترانزستور
ويوجد الفوتوكبلر بشكل أساسي بوحدات التغذية ( الباور سبلاي ) الحديثة .
ووظيفته ضمان إستمرار عمل الدائرة بشكل طبيعي حيث يقوم بتغذية دائرة IC الباور سبلاي بتيار الFEEDBACK اللازم لتشغيل ال IC ، أما تلفه فيعني توقف حتمي لإستمرار عمل هذه الدائرة
كيف يعمل الفوتوكبلر
وفي حالة سلامة العمل بالدائرة فإن الثنائي الضوئي يشع ضوءا ( لايمكن رؤيته لأنه يكون بداخل جسم الفوتوكبلر)
والضوء المنبعث من الثنائي يحفز قاعدة الترانزستور الداخلي مما يسمح بمرور التيار من المشع الى المجمع
ومن مجمع الترانزيستور للطرف رقم 4 لآي سي الباور ( feedback to mosfet )
وكلاهما يحتوي على ثلاث أطراف
فال SCR أطرافه هي مصعد Anode ، مهبط Cathode ، بوابة Gate
والترياك أطرافه هي مصعد 1 Anode1 ، مصعد 2 Anode 2 ، بوابة Gate
وسنتكلم على نوع جديد من أشباه الموصلات هو
الدياك DIAC
وهو عنصر آخر من عناصر اشباه الموصلات ويحتوي على طرفان فقط يطلق عليهما مصعد 1 Anode1 ومصعد 2 Anode 2 أو T1,T2 الا أن تركيبه الداخلي عبارة عن زوج من الثنائيات موصلين عكس بعضهما فهو عنصر ثنائى الاتجاه ، لذلك نجده يعمل في كلا الإتجاهين الأمامي والعكسي ، ويتكون داخليا
- إما من 5 طبقات منها 2 موجبة P ، 3 سالبة N يوصل طرفيه بالمنطقتين الموجبتين P والتي تفصلهما طبقة سالبة N
- أو من ثلاث طبقات منها 2 سالبة N ، واحدة موجبة P
يستخدم الدياك عادة في دوائر التحكم في الجهد كخفض الاضاءة Light Dimming
الفوتوكبلر أو الأبتوكبلر
Photocoupler - Optocoupler
الفوتوكبلر عبارة عن وحدة الكترونية تتضمن ثنائي ضوئي متصل بالطرفين 1 ، 2 ، الطرف 3 عبارة عن مجمع ترانزستور والطرف 4 يمثل مشع هذا الترانزستور ولا يوجد طرف متصل بقاعدة الترانزستور
ويوجد الفوتوكبلر بشكل أساسي بوحدات التغذية ( الباور سبلاي ) الحديثة .
ووظيفته ضمان إستمرار عمل الدائرة بشكل طبيعي حيث يقوم بتغذية دائرة IC الباور سبلاي بتيار الFEEDBACK اللازم لتشغيل ال IC ، أما تلفه فيعني توقف حتمي لإستمرار عمل هذه الدائرة
كيف يعمل الفوتوكبلر
وفي حالة سلامة العمل بالدائرة فإن الثنائي الضوئي يشع ضوءا ( لايمكن رؤيته لأنه يكون بداخل جسم الفوتوكبلر)
والضوء المنبعث من الثنائي يحفز قاعدة الترانزستور الداخلي مما يسمح بمرور التيار من المشع الى المجمع
ومن مجمع الترانزيستور للطرف رقم 4 لآي سي الباور ( feedback to mosfet )
[color=red]منظمات الجهد Voltage Regulators
ومنها
المجموعة الشهيرة MC78XX- LM78XX- MC78XXA
والتي تستخدم في تثبيت الجهد للحصول على جهودا منتظمة 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V ، لتشغيل الدوائر المختلفة
هي مجموعة من الترانزستورات المدمجة داخل دائرة متكاملة واحدة لها ثلاث أطراف ، تشبه في شكلها العام الترانزستور لكنها تختلف عنه داخليا
وتعرف أطرافها الثلاثة بالمسميات الآتية
طرف 1 ال input وهو خاص بالجهد الأعلى المراد خفضه وتثبيته
طرف 3 ال output وهو خاص بالجهد الناتج المنظم والثابت
طرف 2 GND وهو يوصل بأرضي الدائرة
وهذه دائرة فعلية لمنظم ومثبت جهد 12 فولت بإستخدام منظم LM7812
وحدة LM317
وهي أيضا عبارة عن مجموعة ترانزستورات مدمجة داخل ( دائرة متكاملة ) بحيث تكون وحدة واحدة لها ثلاث أرجل تشبه الترانزستور في شكلها النهائي الا أنها لا تعتبر من الترانزستورات المتعارف عليها
وتسمى هذه الوحدة ( منظم جهد طرفي قابل للضبط )
( TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR )
وتعرف ايضا بالمنظم متغير الجهد Variable Voltage Regulator
وأطرافها الثلاث تأخذ المسميات الآتية
input - 1وهي مخصصة كمدخل للجهد الرئيسي الذي قد يصل الى 37 فولت
output - 2وهي مخصصة للجهد المنظم الخارج من الوحدة LM317 والذي يغذي مرحلة أخرى تالية بجهد محكوم القيمة
adjust -3هي مخصصة كطرف للضبط والتحكم في قيمة الجهد الخارج لاحقا من طرف الخروج بتقليل أو بزيادة قيمة الجهد على هذا الطرف ) طرف التحكم أو الضبط )
ونظرية عملها هي أنه يتم توصيل جهد أساسي ( قد يصل الى 37 فولت ) على رجل ال input وأيضا تستقبل جهدا معينا على طرف الضبط adjust ( هذا الجهد يتم تحديده بواسطة التحكم في قيم المقاومات المتصلة بطرف التحكم ( وبمكن أن يتم ذلك بالبرمجة في بعض الأجهزة كما في ضبط جهد الإستقطاب الأفقي والرأسي بالرسيفر ( 18 / 13 ) فنحصل على قيمة فولتية عند طرف الخروج وهذه القيمة تتناسب طرديا مع قيمة جهد التحكم أو الضبط
وبذلك هي لا تخرج الا جهدا واحدا من طرف الخروج هذا الجهد يمكن أن يتراوح ما بين 1.25 فولت الى 37 فولت حسب جهد التحكم
ومن مميزات هذه الوحدة أنها تعمل كمحدد للتيار current limiter حيث يتوقف إخراجها للجهد بمجرد حدوث دائرة قصر على هذا الخرج نتيجة لوصول جهد رجل التحكم الى صفر فولت عن طريق المفتاح الإلكتروني المتصل بها والذي يحصل دائما على عينة من جهد الخرج
وجميع منظمات الجهد لابد وأن نثبت على مبرد حراري heatsink مصنوع من الألومنيوم أو النحاس ويراعى زيادة سطح التبريد كلما زادت شدة التيار بالحمل
ومنها
المجموعة الشهيرة MC78XX- LM78XX- MC78XXA
والتي تستخدم في تثبيت الجهد للحصول على جهودا منتظمة 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, 24V ، لتشغيل الدوائر المختلفة
هي مجموعة من الترانزستورات المدمجة داخل دائرة متكاملة واحدة لها ثلاث أطراف ، تشبه في شكلها العام الترانزستور لكنها تختلف عنه داخليا
وتعرف أطرافها الثلاثة بالمسميات الآتية
طرف 1 ال input وهو خاص بالجهد الأعلى المراد خفضه وتثبيته
طرف 3 ال output وهو خاص بالجهد الناتج المنظم والثابت
طرف 2 GND وهو يوصل بأرضي الدائرة
وهذه دائرة فعلية لمنظم ومثبت جهد 12 فولت بإستخدام منظم LM7812
وحدة LM317
وهي أيضا عبارة عن مجموعة ترانزستورات مدمجة داخل ( دائرة متكاملة ) بحيث تكون وحدة واحدة لها ثلاث أرجل تشبه الترانزستور في شكلها النهائي الا أنها لا تعتبر من الترانزستورات المتعارف عليها
وتسمى هذه الوحدة ( منظم جهد طرفي قابل للضبط )
( TERMINAL ADJUSTABLE REGULATOR )
وتعرف ايضا بالمنظم متغير الجهد Variable Voltage Regulator
وأطرافها الثلاث تأخذ المسميات الآتية
input - 1وهي مخصصة كمدخل للجهد الرئيسي الذي قد يصل الى 37 فولت
output - 2وهي مخصصة للجهد المنظم الخارج من الوحدة LM317 والذي يغذي مرحلة أخرى تالية بجهد محكوم القيمة
adjust -3هي مخصصة كطرف للضبط والتحكم في قيمة الجهد الخارج لاحقا من طرف الخروج بتقليل أو بزيادة قيمة الجهد على هذا الطرف ) طرف التحكم أو الضبط )
ونظرية عملها هي أنه يتم توصيل جهد أساسي ( قد يصل الى 37 فولت ) على رجل ال input وأيضا تستقبل جهدا معينا على طرف الضبط adjust ( هذا الجهد يتم تحديده بواسطة التحكم في قيم المقاومات المتصلة بطرف التحكم ( وبمكن أن يتم ذلك بالبرمجة في بعض الأجهزة كما في ضبط جهد الإستقطاب الأفقي والرأسي بالرسيفر ( 18 / 13 ) فنحصل على قيمة فولتية عند طرف الخروج وهذه القيمة تتناسب طرديا مع قيمة جهد التحكم أو الضبط
وبذلك هي لا تخرج الا جهدا واحدا من طرف الخروج هذا الجهد يمكن أن يتراوح ما بين 1.25 فولت الى 37 فولت حسب جهد التحكم
ومن مميزات هذه الوحدة أنها تعمل كمحدد للتيار current limiter حيث يتوقف إخراجها للجهد بمجرد حدوث دائرة قصر على هذا الخرج نتيجة لوصول جهد رجل التحكم الى صفر فولت عن طريق المفتاح الإلكتروني المتصل بها والذي يحصل دائما على عينة من جهد الخرج
وجميع منظمات الجهد لابد وأن نثبت على مبرد حراري heatsink مصنوع من الألومنيوم أو النحاس ويراعى زيادة سطح التبريد كلما زادت شدة التيار بالحمل
[/color]
- 2:47
المذبذبات oscillators
المذبذب هوالجزء المسئول عن توليد النبضات أو الذبذبات اللازمة لضبط التزامن والانضباط داخل مرحلة أو أكثر في كثير من الأجهزة الإلكترونية ، فهو الذي يحدد التزامن المطلوب أثناء تنفيذ العمليات التي تتطلب توافقات زمنية وهو ملازم لأي بروسسور أو أي متحكم آلي كما أنه لا غنى عنه في دوائر المازج في أجهزة الراديو والتليفزيون كما يدخل في دوائر المبرمجات وقارئ الكروت والتايمر سويتش والريموت كونترول وغيرها .
أنواع المذبذبات :
v مذبذب المقاومة والمكثف resistor-capacitor (RC) oscillator
المذبذب هوالجزء المسئول عن توليد النبضات أو الذبذبات اللازمة لضبط التزامن والانضباط داخل مرحلة أو أكثر في كثير من الأجهزة الإلكترونية ، فهو الذي يحدد التزامن المطلوب أثناء تنفيذ العمليات التي تتطلب توافقات زمنية وهو ملازم لأي بروسسور أو أي متحكم آلي كما أنه لا غنى عنه في دوائر المازج في أجهزة الراديو والتليفزيون كما يدخل في دوائر المبرمجات وقارئ الكروت والتايمر سويتش والريموت كونترول وغيرها .
أنواع المذبذبات :
v مذبذب المقاومة والمكثف resistor-capacitor (RC) oscillator
أنواع المذبذبات :
v مذبذب المقاومة والمكثف resistor-capacitor (RC) oscillator
v المذبذب الكريستالي أو الكوارتز crystal oscillator
ومنه الـمنخفض LP ويعطي تردد منخفض 200KHZ
ومنه المتوسط XT ويعطي تردد مناسب جدا 4MHZ ومنه العالي HS ويعطي تردد 10MHZ
v مذبذب الرنين السيراميكي ceramic resonator
v المذبذب السيليكوني
Silicon oscillator
3-pin silicon oscillator ومنه النوع MAX7375
v مذبذب cmos 555
وهذه دائرة أساسية للمذبذب IC 555
v مذبذب المقاومة والمكثف resistor-capacitor (RC) oscillator
v المذبذب الكريستالي أو الكوارتز crystal oscillator
ومنه الـمنخفض LP ويعطي تردد منخفض 200KHZ
ومنه المتوسط XT ويعطي تردد مناسب جدا 4MHZ ومنه العالي HS ويعطي تردد 10MHZ
v مذبذب الرنين السيراميكي ceramic resonator
v المذبذب السيليكوني
Silicon oscillator
3-pin silicon oscillator ومنه النوع MAX7375
v مذبذب cmos 555
وهذه دائرة أساسية للمذبذب IC 555
[/color] البوابات المنطقية Logic Gates
هي دوائر رقمية لها دخل ولها خرج
والمعروف أن الدوائر الرقمية عامة تتعامل مع نبضات على شكل موجات مربعة
هذه النبضات تعبر عن إما وجود فولتية (high) أو عدم وجود هذه الفولتية (low) وهي التي تشكل دخل وخرج هذه الدوائر
وعلى ذلك يكون دخلها أو خرجها عدة توافقات من الصفر أو الواحد ( 0 أو1 ) أو كليهما
وفي الدوائر المنطقية
يعبر عن الوضع (0) بالحالة ( OFF ) أو ( false ) أو (low)
ويعبر الوضع (1) بالحالة (ON ) أو ( true ) أو (high)
The OR gate
A , B هما مدخلات البوابة المنطقية ، Q هي ناتج الخرج
A B Q
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
مع مراعاة أن Q , A , B تعبر عن حالة 0 أو 1 وليست قيمة أو عدد أو كمية
والبوابة OR ببساطة تعني أنه يجب أن يتوفر وجود أحد الشرطين ( A OR B = 1) لتكون النتيجة Q = 1
وبمعنى آخر Q تساوي 1 عندما يكون A أو B تساوي 1
مثال : لكي يضيئ المصباح الحالة ( Q ) لابد من غاق الدائرة ( إما حالة A مغلق أو حالة B مغلق )
The AND gate
A B Q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
مثال : لكي يضيئ المصباح الحالة ( Q ) لابد من غاق الدائرة (حالة A مغلق و حالة B مغلق )
The NOT gate
A Q
0 1
1 0
مثال : سأستقل القطار لو لم تحضر الحافلة : (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A غير موجودة )
The NOR gate
A B Q
0 0 1
0 1 0
0 0 0
0 1 0
مثال : سأستقل سيارة لو لم تحضر الحافلة و لو لم ألحق بالقطار : (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A أو B غير موجودة )
[color=red]تصحيح لجدول
The NOR gate
A B Q
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
The NAND Gate
: (الحالة ستكون Q ) طالما ( الحالة A أو B غير موجودة معا في نفس الوقت )
ووجود الحالتين A , B معا يمنع أن تكون Q ذات قيمة حقيقية (1) [/color]
التطبيقات العملية للبوابات المنطقية :
قبل الإستمرار في التعرف على المكونات الإلكترونية الأخرى أرى أن نتعرض لهذا الجزء الهام من البوابات المنطقية وطرق عملها تطبيقيا وإمكانية تنفيذها بمكونات بسيطة لتحقيق أكثر للإستفادة من الناحية العملية وتفهم أعمق لعمل هذه البوابات والتستكون مدخلنا لعالم الدوائر الرقمية ودوائر التحكم الآلي والذاكرة والبروسسور
قبعد أن تعرفنا على معظم أنواع البوابات المنطقية ، والتي نلخص عملها في أنه :
تانج خرج أي نوع من البوابات المنطقية يتوقف على مدخلات هذه البوابة
فبوابة OR Gate
مثلا يكون خرجها ( HIGH ) أو ( LOGIC 1 ) إذا كان عنصري دخلها ( HIGH )
قيمكن عمليا أن تصنع بنفسك دائرة بسيطة تكون منها بوابة OR منطقية
وتمثل بوابات OR Gates على شكل آي سيهات جاهزة منهاIC 7432
لاحظ أطراف الدخل والخرج لعدد 4 بوابات OR Gates
أما بوابة NOR Gate
فهي تعمل عكس السابقة فيكون خرجها ( HIGH ) أو ( LOGIC 1 ) إذا كان عنصري دخلها أو أحدهما ( low )
والآيسي IC 7402 تمثل بوابة رباعية من نوع NOR (Quad NOR Gate)
وبوابة AND Gate
فيكون خرجها ( HIGH) إذا كان كلا مدخليها ( HIGH )
ويمكن عملها من المكونات البسيطة كما بالدائرة
وتمثل الآي سي IC7408 AND Gates هذا النوع من بوابة AND Gate
أما بوابة NAND Gate
فيكون خرجها ( HIGH ) فقط إذا كان عنصري دخلها (HIGH) والآخر ( low ) أو إذا كان المدخلان ( low ) ويصبح خرج البوابة ( low ) فقط إذا وجد المدخلان معا بالحالة ( HIGH )
ويمكنك صنع بوابة NAND Gate ومحاكاة المتكاملة IC 7400 Quad NAND Gate
قبل الإستمرار في التعرف على المكونات الإلكترونية الأخرى أرى أن نتعرض لهذا الجزء الهام من البوابات المنطقية وطرق عملها تطبيقيا وإمكانية تنفيذها بمكونات بسيطة لتحقيق أكثر للإستفادة من الناحية العملية وتفهم أعمق لعمل هذه البوابات والتستكون مدخلنا لعالم الدوائر الرقمية ودوائر التحكم الآلي والذاكرة والبروسسور
قبعد أن تعرفنا على معظم أنواع البوابات المنطقية ، والتي نلخص عملها في أنه :
تانج خرج أي نوع من البوابات المنطقية يتوقف على مدخلات هذه البوابة
فبوابة OR Gate
مثلا يكون خرجها ( HIGH ) أو ( LOGIC 1 ) إذا كان عنصري دخلها ( HIGH )
قيمكن عمليا أن تصنع بنفسك دائرة بسيطة تكون منها بوابة OR منطقية
وتمثل بوابات OR Gates على شكل آي سيهات جاهزة منهاIC 7432
لاحظ أطراف الدخل والخرج لعدد 4 بوابات OR Gates
أما بوابة NOR Gate
فهي تعمل عكس السابقة فيكون خرجها ( HIGH ) أو ( LOGIC 1 ) إذا كان عنصري دخلها أو أحدهما ( low )
والآيسي IC 7402 تمثل بوابة رباعية من نوع NOR (Quad NOR Gate)
وبوابة AND Gate
فيكون خرجها ( HIGH) إذا كان كلا مدخليها ( HIGH )
ويمكن عملها من المكونات البسيطة كما بالدائرة
وتمثل الآي سي IC7408 AND Gates هذا النوع من بوابة AND Gate
أما بوابة NAND Gate
فيكون خرجها ( HIGH ) فقط إذا كان عنصري دخلها (HIGH) والآخر ( low ) أو إذا كان المدخلان ( low ) ويصبح خرج البوابة ( low ) فقط إذا وجد المدخلان معا بالحالة ( HIGH )
ويمكنك صنع بوابة NAND Gate ومحاكاة المتكاملة IC 7400 Quad NAND Gate
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق