درباره قطعات الکترونیک چیزی می دانید؟

قسمت اول : اشنایی با نام قطعات الکترونیک

• ترانزیستور
• کریستال کوچک / برزگ / ساعت
• مقاومت
• فرستنده و گیرنده
• دیود نوری
• مقاومت نوری
• سنسور لرزنده
• خازن الکترولیت / عدسی / سرامیکی
• پاتانسیومتر / ولوم ( مقاومت متغییر )
• سلف ( سیم پیچ )
• آیسی
• دیود
• کلید
• بوق و میکرفون
• فیوز
• رله

قسمت دوم : ولتاژ و آمپر و … چیست؟

ولتاژ در الکترونیک چیست؟

میزان ولت یا ولتاژ اندازه مقدار الکتریسیته است. در واقع اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه راگویند. به بیان ساده تر نیرویی که الکترون های آزاد را به حرکت در می آورد ولتاژ الکتریکی نام دارد. اختلاف پتانسیل الکتریکی را بر حسب ولت بیان می کنند.

آمپر در الکترونیک چیست؟

آمپر مقدار الکتریسیته جاری شده در یک مدار است.در واقع هنگامی که نیرویی موجب حرکت الکترون ها در جهت مخصوصی می شود جریان الکتریکی تولید می شود. جریان را بر حسب آمپر بیان می کنند.

اهم ( مقاومت ) در الکترونیک چیست؟

این که چه مقدار الکتریسیته در مدار جریان دارد بستگی به مقاومت سیم دارد که با اهم اندازه گرفته می شود. واحد مقاومت الکتریکی اهم است. در صورتی که ولتاژی معادل ۱ ولت به دو سر مقاومتی اعمال شود و جریان ۱ آمپر از آن عبور کند مقدار مقاومت ۱ اهم است.

وات در الکترونیک چیست؟

میزان انرژی تولید شده را بر حسب وات بیان می کنند. برای مثال لامپ های روشنایی با میزان وات مشخص می شوند که نشان می دهد این لامپ تا چه مقدار انرژی نوری می تواند بدهد.

چگونه؟

هنگامی که به عنوان مثال به ولتاژ دسترسی نداریم و بقیه ( آمپر و مقاومت ) را داریم ، ولتاژ را پیدا کنیم؟

جواب : کافی است از مثلث قانون اهم استفاده کنیم.

مثلث قانون اُهم چیست؟

قسمت سوم : هر قطعه الکترونیکی چه کاری انجام می دهند؟

مقاومت ( Resistor )

علت استفاده از کد رنگی در مقاومت

معمولاً مقاومت‌ها بر اساس مقدار نامی یا «مقدار مطلوب» (Preferred Value)، ساخته می‌شوند. اگر ابعاد فیزیکی مقاومت به اندازه کافی بزرگ باشد، مقدار، تلرانس و درجه‌بندی توانی آن، به عدد یا حروف روی بدنه چاپ می‌شود.

اما اگر ابعاد فیزیکی مقاومت،‌ کوچک باشد (مثل مقاومت فیلمی یا مقاومت ترکیب کربنی با توان ۰.۲۵ وات)، این مشخصات به طریق دیگری غیر از چاپ مشخص می‌شود. برای غلبه بر این مشکل، در مقاومت‌های کوچک از نوارهای رنگی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر، مقدار مقاومت و تلرانس آن را با یک کد رنگی مشخص می‌کنند. اندازه فیزیکی مقاومت نیز نشان‌دهنده قابلیت تحمل توان یا درجه‌بندی توان آن است. باندهای نواری رنگی، منجر به یک سیستم تشخیص مقدار مقاومت می‌شود که «کد رنگی مقاومت» (Resistor Color Code) نام دارد.

سال‌ها پیش، یک نقشه کلی جهانی و مورد قبول عام برای کد رنگی مقاومت معرفی شد که با استفاده از آن، مقدار اهمی مقاومت بدون توجه به اندازه فیزیکی یا شرایط مقاومت در مدار، قابل محاسبه است. این نقشه، شامل یک مجموعه ستون رنگی است که در آن، هر رنگ نمایانگر یک رقم است.
محاسبه مقاومت از روی رنگ

مقدار مقاومت الکتریکی همیشه از چپ به راست خوانده می‌شود. برای محاسبه مقدار مقاومت، نوار رنگی با پهنای بیشتر باید در سمت راست قرار بگیرد. این نوار، نمایانگر تلرانس یا دقت مقاومت است. با تطبیق رنگ اول از سمت چپ و شماره آن در ستون ارقام، اولین رقم مقدار مقاومت مشخص می‌شود. به همین ترتیب،‌ با تطبیق دومین رنگ از سمت چپ با شماره آن در ستون ارقام، دومین رقم مقدار مقاومت نیز مشخص می‌شود. سپس عدد رنگ دوم در کنار عدد رنگ اول و در سمت راست آن قرار می‌گیرد. به این ترتیب، مقدار مقاومت از سمت چپ به سمت راست نوشته می‌شود. شکل زیر، جدول رنگ مقاومت را نشان می‌دهد:

دیود ( Diode )

دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می‌‌دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می‌‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و – به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰.۶ تا ۰.۷ ولت (برای دیودهای سیلیکون) و ۰.۲ تا ۰.۳ ولت (برای دیود ژرمانیوم) است.

دیود نوری ( LED )

دیود نوری یک قطعه است که از خود نور می دهد و از ان در چراغ قوه ، بعضی از کامپیوتر ها و لپتاپ ها و … استفاده می شود.

نکته : دیود نوری قطعه ای حساس به ولتاژ بیش از حد است! پس هنگامی که به ان ولتاژ می دهید به ولتاژی که درحال دادن به دیود نوری هستید دقت کنید.

خوب است بدانید که دیود نوری از گالیم آرسناید ساخته شده است.

مقاومت نوری ( Optical resistance )

مقاومت نوری یک قطعه حساس به نور است . اگر خروجی ان را 0 و 1 در نظر بگیریم ( 0 = خاموش و 1 = روشن ، البته خروجی اش 0 و 1 نیست) ، هنگامی که نوری به صفحه ی ان تابیده شود 1 و در غیر ان صورت 0 خروجی می دهد. هنگامی که نور زیادی به ان وارد شود خروجی رو تمام ولتاژی می دهد که درحال ورود به ان است . ( البته شاید کمی کمتر باشد )

کاربرد این ماژول : در فتوسل معمولا

سنسور لرزنده ( Vibration sensor )

همان طور از که اسمش معلوم است این سنسور به لرزیدن حساس است. یعنی اگر ان را 0 و 1 در نظر بگیریم ( البته خروجی اش 0 و 1 نیست ) ، هنگامی که ان را تکان دهید ، 1 و در غیر ان صورت 0 خروجی می دهد. جالب است بدانید که این سنسور مانند بعضی سنسور های دیگر قطب های مثبت و منفی ندارد.

خازن ( Capacitor )

قطعه اي است که براي ذخيره انرژي الکتريکي (ولتاژ) توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی)، در مدار استفاده مي شود و با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می شود می توان از آن برای ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت و پایدار استفاده کرد. از خازن ها به عنوان فیلتر نیز استفاده می کنند زیرا سیگنال های متناوب یا AC را به راحتی عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنال های مستقیم یا DC می شوند.
خازن یا کاپاسیتور که ابتدای کلمه capacitor است با حرف C نمایش می‌دهند. واحد ظرفیت خازن فاراد است و ظرفیت خازن طبق فرمول زیر بدست می آید.

ما خازن هایی داریم که هر کدام کاری انجام میدهند :

الکترولیت

خازن های الکترولیتی یا شیمیایی بر خلاف خازن های عدسی دارای قطب مثبت منفی میباشند و  معمولا در رنج میکرو فاراد می باشند. ظرفیت خازن و ولتاژ قابل تحمل خازن بر روی آن نوشته شده است و  هنگام استفاده در مدار باید به جهت خازن توجه ویژه ای داشت. انواع خازن های الکترولیتی، آلومینیومی و تانتالیومی می باشد.  از مهمترین کاربردهای این خازن در مدار یکسو کننده دیودی بعنوان فیلتر و کوپلینگ در مدار بایاس ترانزیستور ها میباشد.

بر روی بدنه خازن نواری با رنگ مخالف و حاوی علامت “منفی” برای مشخص شدن پایه منفی میباشد. بر روی بردها نیم دایره مشکی رنگی را برای مشخص شدن پایه منفی طراحی میکند که زمان لحیم کاری اشتباهی رخ ندهد.

عدسی

خازن عدسی دارای ابعاد کوچک همانند عدس ! بدون پلاریته مثبت و منفی(خازن های بدون قطب) هستند که دارای محدوده پیکو فاراد و نانو فاراد هستند. و هرچه میزان خازن بالاتر رود سایزش نیز بزرگتر میشود.

بر روی خازن عدسی اعدادی نوشته شده که از روی آن میتوان ظرفیت آن را بدست آورد
بطور مثال اگر بر روی خازن 473 نوشته شده باشد دو رقم اول را برداشته(47) و به اندازه رقم سوم صفر جلوی دو عدد اول بگذارید میشود 47000 این مقدار ظرفیت خازن برحسب پیکو فاراد است یعنی 47000pF بعبارت دیگر 47 نانو فاراد یا 47nF .
در صورت مشخص نبودن عدد بر روی خازن ظرفیت آن را توسط خازن سنج یا مولتیمتر خازن سنج و یا LCR متر تست کنید.

سرامیکی

از دیگر نوع خازن های بدون قطب (خازن خشک) ،خازن های سرامیکی میباشند که جنس دی الکتریک آن سرامیک است و چون ثابت دی الکتریک سرامیک بالاست، این نوع خازن عایق بسیار خوبی است و میتوان ظرفیت های بالا در حد میکرو فاراد در ابعاد کوچک فراهم کرد. همچنین ولتاژ کاری این نوع خازن بالاست.

ورقه ای ( کاغذی یا پلاستیکی )

خازنهای کاغذی به علت کوچک بودن ثابت دی الکتريک، دارای ابعاد فيزيکی بزرگ هستند، اما از مزايای اين خازنها استفاده  در ولتاژها و جريانهای بالا میباشد.

میکا

ظرفيت این نوع خازن ها تقريباً بين 01/0 تا 1 ميکرو فاراد است. یکی از مهمترین ویژگی اين خازنها، داشتن ولتاژ کار بالا، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا می باشد.

روغنی و گازی

خازنهای روغنی و گازی بیشترین کاربرد را در صنعت برق در مدارهای الکتريکی برای راه اندازی و يا اصلاح ضريب قدرت دارند.

پتانسیومتر و ولوم ( Volume )

پتانسیومتر یک قطعه است که نام دیگر آن مقاومت متغیر است.همان طور که در تصویر بالا می بینید سه پایه دارد:

• پایه سمت راست : می تواند مثبت یا منفی بگیرد
• پایه وسط : خروجی مقاومت
• پایه سمت چپ : باید قطب مخالف پایه سمت راست را بگیرد ( یعنی اگر سمت راست مثبت باشد ، سمت چپ منفی است و اگر سمت راست منفی باشد ، سمت چپ مثبت است)

سوال : آیا وقتی مثبت را به راست و منفی را به چپ متصل می کنیم یا معکوس ان را انجام می دهیم بر ولتاژ خروجی تأثیر می گذارد؟

جواب : بله!!

شما حتماً می پرسید : چرا؟؟

جواب : امتحان کنید:

سلف یا القا گر

اما ویژگی مهم دیگری نیز مربوط به یک «پیچه» (Coil) وجود دارد و آن این است که در اثر شار مغناطیسی، ولتاژ ثانویه‌ای در آن القا می‌شود که در برابر هرگونه تغییر جریان الکتریکی گذرنده از آن مقاومت یا مخالفت می‌کند.

یک سلف یا القاگر (Inductor)، در ساده‌ترین شکل خود، چیزی جز یک سیم‌پیچ حول یک هسته مرکزی نیست. در اغلب پیچه‌ها، جریان ii گذرنده از سیم‌پیچی، شار مغناطیسی NϕNϕ را تولید می‌کند که متناسب با جریان گذرنده از آن است.

سلف که گاهی «چوک» (Choke) نیز نامیده می‌شود، یک قطعه الکتریکی پسیو است که از یک پیچه سیمی تشکیل شده است.

سلف‌ها از یک سیم‌پیچی محکم به دور یک هسته مرکزی جامد ساخته می‌شوند. هسته می‌تواند به شکل استوانه یا یک چنبره باشد که به دور آن سیم پیچانده شده است تا شار مغناطیسی را درون حلقه خود متمرکز کند.

نماد شماتیکی سلف، یک پیچه از سیم است. بنابراین، می‌توان یک پیچه از سیم را یک القاگر یا سلف دانست. سلف‌ها را معمولاً بر اساس نوع هسته داخلی که به دور آن سیم پیچانده شده است دسته‌بندی می‌کنند. برای مثال: هسته خالی (هوا)، هسته آهن سخت یا هسته فریت نرم. این نوع هسته‌ها با دو خط موازی ممتد یا منقطع در کنار نماد اصلی سلف نشان داده می‌شوند. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.

آی سی ( IC )

مدار مجتمع یا آی‌سی Integrated circuit به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی گفته می شود که با استفاده از مواد نیمه ‌رسانا در ابعادی کوچک ساخته می‌شوند. مدارات الکتریکی عموما شامل مقاومت، خازن، سلف و ترانزیستور می باشد. هر تراشه معمولاً حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می‌باشد که با استفاده از فناوری پیچیده‌ای در داخل لایه ای از ماده نیمه هادی ساخته می شوند. امروزه تراشه‌ها در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی و به ویژه رایانه‌ها در ابعادی گسترده بکار می‌روند. شرکت اینتل به عنوان مهمترین سازنده مدارات مجتمع در جهان شناخته شده است.

کاربرد های آیسی

هر  IC، وظایف خاصی را در مدار انجام می‌دهد. عموما هر IC چندین ورودی دارد که با پردازش این ورودی ها، مقادیر خروجی را تولید و در بخش خروجی خود قرار می دهند. بعضی از ریز تراشه‌ها با سیگنالهای آنالوگ کار می‌کنند و بعضی‌های دیگر با سیگنال‌های دیجیتال کار می‌کنند .

واحد پردازنده مرکزی رایانه ها (CPU) یکی از مهم ترین مدارات ساخته شده به صورت مجتمع است که میلیاردها ترانزیستور را در سطح کوچکی از نیمه هادی جای داده است.

بوق ( Buzzer )

بازر یه قطعه کوچک الکترونیکی است که انرژی الکتریکی رو به صدا تبدیل می کند . چیزی در مایه های بلندگو اما با فرکانس مشخص و تعیین شده که باعث ایجاد صدای مخصوص به خود می شود . این قطعه دو پین دارد ، یکی مثبت و یکی منفی . ولتاژ اعمالی به بازر باید DC باشد . از 1.2 ولت تا 30 ولت بسته به نوع بازر می تواند متغیر باشد . احتمال خیلی زیاد ، بازر رو روی مادربورد کامپیوتر دیده اید .

در حال انتشار مطلب هستیم … به زودی با مطالب چدید برمی گردیم .