با سلام در این مقاله قصد داریم مفاهیم اولیه مانند : ولتاژ، جریان و… و قطعات پرکاربرد در الکترونیک را مثل : مقاومت ، خازن و دیود را معرفی کنیم …
الکترونیک دقیقا چیه؟
برای اینکه بخوایم به این سوال پاسخ بدیم اینو باید بدونیم که الکترونیک رو به صورت های مختلف میشه توضیح داد که هرکدوم به یک نحوی ذهنیت سازی میکنند اما اگر بخوایم به صورت خیلی ساده الکترونیک رو توضیح بدیم به این صورت خلاصه میشه(به حرکت ذرات الکترون از اجسام مختلف و تغییرات اون الکترونیک میگویند.)
همونطور که میدونید هر اتم از سه ذره نوترون,پروتون و الکترون تشکیل شده است. ذره الکترون بار منفی و ذره پروتون بار مثبت دارند و در یک مدار الکترونیکی ذرات الکترون از قطب منفی باتری حرکت کرده و پس از عبور از مدار به قطب مثبت باتری برمیگردد.گرچه در مدار های الکترونیکی این قضیه به صورت قرار دادی اینگونه توصیف میشود که جریان از قطب مثبت به قطب منفی میرود.قطعات زیادی هستن که روی جریان الکتریکی تغییر ایجاد میکنند که به اون ها قطعات الکترونیکی میگویند که در ادامه اونها رو بررسی میکنیم.
اما قبل از معرفی قطعات بگذارید به توضیح چند واحد مهم تری بپردازیم یعنی ولتاژ و جریان.اگر بخوایم جریان رو خیلی ساده توضیح بدیم به این صورته که (به مقدار الکترونی که در واحد زمانی مشخص از یک نقطه ثابت حرکت میکنند جریان میگویند.)و تعریف ولتاژ به زبان خیلی ساده(به نیروی محرکه و یا قدرت حرکت الکترون ها ولتاژ میگویند.)
اگر تعاریف بالا براتون مبهم هست بگذارید با یک مثال واضح این مسئله رو توضیح بدیم برای مثال یک شلنگ آب رو تصور کنید که از یک سمت به شیر آب متصل شده.این مثال رو با اتصال یک سیم یا یک شئ رسانا با منبع تغذیه بدونید.پس آب نماد منبع تغذیه و شلنگ نماد شئ رسانا یا سیم,وقتی که شیر آب رو باز میکنیم و آب از شلنگ خارج میشه,مقدار آبی که از شلنگ خارج میشه رو به ولتاژ تشبیه میکنیم برای مثال 100cc آب در ثانیه از شلنگ خارج میشه,و مقدار فشار آب رو به جریان تشبیه میکنیم یعنی شدت خارج شدن آب از شلنگ.اگر آب با قدرت از شلنگ خارج بشه و فوران کنه به این معناست که فشار آب بالاست.مبحث ولتاژ و جریان در الکترونیک دقیقا همچین معنایی داره.واحد ولتاژ ولت(V)و واحد جریان آمپر(A)هست.حالا که با این دو واحد آشنا شدید وقتشه که با قطعات الکترونیک آشنا بشیم.
مقاومت(Resistance):با قاطعیت میتونیم بگیم معروف ترین و پر استفاده ترین قطعه الکترونیکی مقاومت هست.مقاومت ها همونطور که از اسمشون معلومه در برار عبور جریان الکتریکی مقاومت میکنند و جریان الکتریکی رو کم میکنند.واحد مقاومت اهم هست و علامت اختصاری مقاومت(Ω)هست.تصویر زیر شکل عامیانه مقاومت ها و انواع اونهارو نشون میده.
بر روی بدنه مقاومت ها رنگ هایی گذاشته شده که طی یک فرمولی میتونیم با استفاده از رنگ ها واحد مقاومت رو متوجه بشیم.حالا که با واحد مقاومت یا همون اهم(Ω)آشنا شدید تصویر زیر کاملا مفهوم ولتاژ الکتریکی,جریان الکتریکی و مقاومت الکتریکی را توضیح میدهد.
خازن(Capacitor):بعد از مقاومت میرسیم به قطعه خازن,خازن ها به زبان ساده قطعاتی هستند که میتونن مقداربسیار کمی جریان الکتریکی رو در خودشون ذخیره کنن اما نه به آن صورت که اونها رو یک باتری بدونیم.خازن ها عمدتا برای صاف کردن جریان الکتریکی استفاده میشوند.شاید این سوال براتون پیش بیاد که صاف کردن جریان الکتریکی به چه معناست؟بگذارید این سوال رو با یک عکس پاسخ بدیم.
حالا معنی عکس بالا چیه؟گاهی اوقات ممکنه منبع تغذیه ما و یا باتری ما در ارائه ولتاژ و جریان نوساناتی داشته باشه که ممکنه صدمات زیادی به مدار ما بزنه و قطعات از کار بیفتن,اما ما میتونیم با گذاشتن یک خازن با مشخصات لازم در سر منبع تغذیه از بروز این اتفاق پیشگیری کنیم اما به چه صورت؟؟در تصویر بالا سمت چپ یک منبع تغذیه داریم و خازن دقیقا در سر راه منبع تغذیه قرار گرفته,همانطور که گفتیم خازن توانایی ذخیره جریان الکتریکی به صورت محدود رو داره,و زمانی که خازن در راه منبع تغذیه قرارگرفته یکسره در حال شارژ شدن هست.اما اگر زمانی منبع تغذیه ما دچار لغزش و نواسانات جریان و ولتاژ شود که با رنگ زرد رنگ در تصویر بالا مشخص شده خازن با تخلیه کردن خود ولتاژ ورودی مدار رو تصحیح و به اصطلاحی صاف میکند که با رنگ قرمز مشخص شده است.خازن ها در انواع مختلفی عرضه میشن که عامیانه ترین اونها مدل های عدسی و الکترولیتی هست.
در تصویر بالا خازن سمت راستی و سمت چپی از نوع الکترولیتی و سه خازن وسط از نوع عدسی هستند.همچنین در تصویر پایین میتونید تمام اشکال خازن هارو ببینید.
دیود:میرسیم به مبحث دیود ها،دیود ها قطعاتی هستند که میتونیم مامور امنیتی صداشون کنیم.شاید براتون عجیب باشه که چرا اینطور صداشون میکنیم اما وقتی که کاربردش رو متوجه بشید ارتباط کلمه مامور امنیتی رو متوجه میشید.دیود ها دارای دو قطب مثبت و منفی هستند و طوری ساخته شدند که که جریان رو با توجه به قطبش از یک طرف عبور میدهند.به عنوان مثال گاهی اوقات ما نیاز داریم جریان رو فقط از یک جهت عبور بدیم یا ساده تر نیاز داریم در یک نقطه خاص فقط جریان مثبت رد بشه،در این صورت ما دیود را در جهتی از مدار قرار میدیم که قطب مثبت اون ورودی باشه و قطب منفی اون در خروجی باشه;ممکنه کمی مبهم به نظر بیاد پس بهترین راه توضیح دادن با تصویر هست.
برای مثال در یک مدار الکترونیکی ما احتیاج داریم جریان فقط در یک سمتی حرکت کنه.برای درک ساده تر فرض میگیریم که میخوایم جریان از سمت چپ به سمت راست حرکت کنه،برای همین ما دیود را طوری در مدار قرار میدیم که بخش مثبت آن به سمت چپ و بخش منفی آن به سمت راست باشه.بنابر این دیود در صورتی که جریان مثبت باشه اجازه میده جریان از درونش عبور کنه و به سمت راست مدار بره،اما اگر جریان بخواد از سمت راست به سمت چپ بره بخش منفی دیود اجازه عبور جریان مثبت رو نمیده و فقط جریان از سمت چپ مدار وارد میشه همچنین میتونید این عملکرد رو در عکس بالا مشاهده کنید و در پایین نمونه های دیود رو ببینید.و این که ناگفته نماند که دیود ها دارای قطب مثبت و منفی هستند که بخش منفی اونها با یک نوار نقره ای مشخص میشه که عکس پایین نمایانگر این قضیه هست.
ترانزیستور:یکی دیگه از قطعات پرکاربرد الکترونیک ترانزیستور ها هستند و حتی میتونیم بعد مقاومت ها ترانزیستور هارو جزو پراستفاده ترین قطعات الکترونیکی بدونیم.ترانزیستور هارو از لحاظ کارایی میتونیم یک کلید الکترونیکی یا تقویت کننده جریان بدونیم.ترانزیستور ها دارای سه قطب بیس(B)،کلکتور(C)،امیتور(E)هستند.با دادن جریان مثبت به قطب بیس قطب های کلکتور و امیتور به هم متصل خواهند شد اما نه همانند یک کلید،ترانزیستور ها علاوه بر متصل کردن قطب ها جریان خروجی رو هم تقویت میکنند.اگر کارایی ترانزیستور را متوجه نشدید بگذارید با یک مثال ساده تری توضیح بدم.یک لوله آب رو تصور کنید که از یک طرف آب وارد لوله جریان داره اما در وسط لوله مانعی وجود داره که اجازه نمیده آب از آنطرف لوله خارج بشه.ورودی لوله که آب به اون وارد میشه رو پایه امیتور مینامیم،خروجی لوله که به دلیل وجود مانع آب ازش خارج نمیشه رو پایه کلکتور مینامیم و مانعی که اجازه عبور آب رو نمیده پایه بیس مینامیم.همچنین منظور از جریان آب همان جریان الکترونیکی هست.اگر به پایه بیس جریان مثبت وارد کنیم مثل این میمونه که مانع رو از راه لوله برداشتیم و جریان از سمت امیتور به سمت کلکتور سرازیر خواهد شد.به همین دلیل میتونیم ترانزیستور هارو یک کلید بدونیم همچنین ترانزیستور جریان ورودی که به قطب امیتور داده میشه رو تقویت میکنه و در صورت اتصال جریان مثبت به بیس جریان تقویت شده رو به قطب کلکتور میفرسته.از پر استفاده ترین ترانزیستور های بازار میتوان به مدل های bd139 و Tip41 اشاره کرد که تصویر پایین این دو مدل رو میبینیم
ترانزیستور TIP41
ترانزیستور BD139
آي سی(IC):و در آخر میرسیم به آی سی ها،آی سی ها تراشه هایی هستند که برای انجام دادن کاری خاص ساخته میشوند.آی سی ها شباهت بسیار بالایی به میکروکنترلر ها دارند و تفاوت این دو در این هست که میکروکنترلر ها قابل برنامه ریزی هستند اما آیسی ها ساخته میشوند تا فقط کاری خاص رو انجام بدهند.اگر نمیدونید میکروکنترلر چیه و کارش چیه میتونید با کلیک کردن روی کلمه میکرو کنترلر وارد برگه برنامه نویسی شده و توضیح مربوط به میکروکنترلر هارو مطالعه کنید.آیسی ها انواع مختلفی دارند که برای پر استفاده ترین اونها میتوان به آیسی های درایور و راه انداز موتور،آیسی های آپ امپ و مقایسه و گر و آیسی های تایمر و پالس اشاره کرد.به عنوان مثال آیسی های آپ امپ که مقایسه گر هستند دارای دو ورودی و یک خروجی هستند که میتوان از اونها برای مقایسه دو ولتاژ استفاده کرد و خروجی مخصوص رو گرفت.از انواع آیسی های آپ امپ میتوان به مدل های LM324 و LM328 اشاره کرد. و در مثال بعدی میتوانیم به آیسی های درایور موتور اشاره کنیم.این آیسی ها برای راه اندازی موتور های الکتریکی استفاده میشوند.موتور های الکتریکی در بیشتر مواقع آمپر و ولتاژ زیادی مصرف میکنند و در صورت اتصال مستقیم موتور ها به مدار باعث سوختن مدار میشوند،در همین مواقع ما از آیسی های درایور موتور به عنوان رابط مدار الکترونیکی و موتور استفاده میکنیم تا از طریق درایور بتوانیم ولتاژ موتور را از ولتاژ مدار جدا کنیم.همچنین برای آیسی ها درایور موتور میتوانیم به مدل بسیار معروف L298 اشاره کنیم.و در آخر میتونید در پایینعکس هایی از این دو آیسی درایور موتور و آپ امپ مشاهده کنید.
آیسی درایور موتور L298
و این رو هم بهتون بگم که قطعات الکترونیکی محدود به این صفحه نمیشن و ما در این مطلب سعی کردیم به صورت خیلی خلاصه مفاهیم رو توضیح بدیم.
((و در آخر خیلی ممنونیم از شما که تا اینجای مطلب با ما همراه بودید))