انواع قطعات با کیفیت الکترونیکی و کارکرد آنها (بخش اول)

انواع قطعات با کیفیت الکترونیکی و کارکرد آنها (بخش اول)

قطعات الکترونیکی جزئی جدایی ناپذیر از زندگی ما شده اند. آنها زندگی ما را راحت و راحت تر کرده اند. قطعات الکترونیکی کاربردهای گسترده ای در دنیای مدرن دارند.از هواپیمایی گرفته تا صنایع پزشکی و بهداشتی و….

بیشتر گجت ها دارای مدارهای الکترونیکی ریز هستند که می توانند ماشین ها را کنترل کرده و اطلاعات را پردازش کنند. به زبان ساده ، مدارهای الکترونیکی در انواع وسایل برقی کاربرد دارند.

در این مقاله در دو بخش مجزا به بررسی اجمالی مدارهای الکترونیکی می پردازیم. سپس اطلاعات بیشتری در مورد 5 نوع مختلف از قطعات الکترونیکی و برای هر نوع ، در مورد ترکیب ، نحوه کار ، عملکرد و اهمیت آنها مطالبی ارائه میشود.

1: خازن

2: مقاومت

3:دیود

4:ترانزیستور

5:سلف

 

بررسی اجمالی مدار الکترونیکی

مدار الکترونیکی ساختاری است که جریان الکتریکی را جهت انجام عملکردهای مختلف از جمله تقویت سیگنال ، محاسبه و انتقال داده هدایت و کنترل می کند. که شامل چندین مولفه مختلف مانند مقاومت ، ترانزیستور ، خازن ، سلف و دیود است.

برای اتصال اجزا به یکدیگر از سیمها یا رد های رسانا استفاده می شود. با این حال ، مدار فقط درصورت شروع و پایان در همان نقطه و تشکیل یک حلقه کامل می شود.

عناصر یک مدار الکترونیکی

پیچیدگی و تعداد اجزای موجود در یک مدار الکترونیکی ممکن است بسته به کاربرد آن تغییر کند. با این حال ، ساده ترین مدار از سه عنصر شامل یک مسیر رسانا ، یک منبع ولتاژ و یک بار تشکیل شده است.

عنصر 1: هدایت مسیر

جریان الکتریکی از طریق مسیر هدایت جریان می یابد. هرچند از سیمهای مسی در مدارهای ساده استفاده می شود ، اما به سرعت با رد رسانایی جایگزین می شوند. آثار رسانایی چیزی نیست جز ورق های مس که روی یک لایه غیر رسانا ورقه شده اند. آنها اغلب در مدارهای کوچک و پیچیده ای مانند برد مدار چاپی (PCB) استفاده می شوند.

عنصر 2: منبع ولتاژ

عملکرد اصلی یک مدار این است که جریان الکتریکی از طریق آن به سلامت عبور کند. بنابراین ، اولین عنصر کلیدی منبع ولتاژ است. این دستگاه دو ترمینال مانند باتری ، ژنراتورها یا سیستم های قدرت است که اختلاف پتانسیل (ولتاژ) را بین دو نقطه از مدار فراهم می کند تا جریان بتواند از آن عبور کند.

عنصر 3: بار

بار عنصری در مدار است که برای انجام یک کار خاص انرژی مصرف می کند. لامپ ساده ترین بار است. مدارهای پیچیده بارهای مختلفی مانند مقاومت ، خازن ، ترانزیستور دارند.

حقایق مدار الکترونیکی

 مدار باز

همانطور که قبلاً ذکر شد ، یک مدار باید همیشه یک حلقه تشکیل دهد تا جریان از آن عبور کند. با این حال ، وقتی نوبت به مدار باز می رسد ، جریان نمی تواند جریان یابد زیرا یک یا چند جزء either به طور عمدی (با استفاده از یک سوئیچ) یا به طور تصادفی (قطعات شکسته) قطع می شوند. به عبارت دیگر ، هر مداری که حلقه ای ایجاد نکند ، یک مدار باز است.

 مدار بسته

مدار بسته نوعی حلقه است که بدون وقفه ایجاد می شود. بنابراین ، این دقیقاً برعکس مدار باز است. با این حال ، یک مدار کامل که هیچ عملکردی را انجام نمی دهد ، هنوز یک مدار بسته است. به عنوان مثال ، مدار متصل به باتری خاموش ممکن است هیچ کاری انجام ندهد ، اما همچنان مدار بسته است.

 

اتصال کوتاه

در مورد اتصال کوتاه ، اتصال کم مقاومت بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی ایجاد می شود. در نتیجه ، جریان تمایل دارد تا از طریق این اتصال تازه شکل گرفته عبور کند نه در امتداد مسیر مورد نظر.

به عنوان مثال ، اگر ارتباط مستقیمی بین ترمینال منفی و مثبت باتری وجود داشته باشد ، جریان به جای عبور از مدار از طریق آن جریان می یابد.با این حال ، اتصال کوتاه معمولاً منجر به خطرات جدی می شود. از این رو ، اتصال کوتاه می تواند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند ، باعث انفجار باتری ها و حتی آتش سوزی در ساختمانهای تجاری و مسکونی شود.

 صفحه های مدار چاپی (PCB)

بیشتر وسایل الکترونیکی به مدارهای الکترونیکی پیچیده ای نیاز دارند. به همین دلیل است که طراحان باید اجزای الکترونیکی بسیار ریز را روی صفحه مدار بچینند. این صفحه شامل یک تخته پلاستیکی است که از یک طرف مسیرهای مسی متصل شده و سوراخ های زیادی برای چسباندن اجزا دارد. وقتی طرح صفحه مدار به صورت شیمیایی بر روی یک صفحه پلاستیکی چاپ می شود ، به آن صفحه مدار چاپی یا PCB می گویند.

 مدارهای مجتمع (IC)

اگرچه PCB می تواند مزایای زیادی را به همراه داشته باشد ، اکثر ابزارهای مدرن مانند رایانه و موبایل به مدارهای پیچیده ای نیاز دارند که هزاران و حتی میلیون ها جزء دارند. این همان جایی است که مدارهای مجتمع وارد می شوند.

آنها مدارهای الکترونیکی کوچکی هستند که می توانند درون یک تراشه کوچک سیلیکونی قرار بگیرند. جک کیلبی اولین مدار مجتمع را در سال 1958 در Texas Instruments اختراع کرد. تنها هدف IC ها افزایش کارایی دستگاه های الکترونیکی است ، در حالی که از اندازه و هزینه ساخت آنها می کاهد.

با گذشت سالها ، با ادامه پیشرفت فن آوری ، مدارهای مجتمع پیچیده تر می شوند. به همین دلیل رایانه های شخصی ، لپ تاپ ها ، تلفن های همراه و سایر لوازم الکترونیکی مصرفی روز به روز ارزان و بهتر می شوند.

 

به لطف فن آوری مدرن ، فرایند ساخت مدار الکترونیکی به ویژه برای ساخت IC و PCB کاملاً خودکار شده است. تعداد و آرایش اجزای موجود در یک مدار بسته به پیچیدگی آن ممکن است متفاوت باشد. با این حال ، با استفاده از تعداد کمی از اجزای استاندارد ساخته شده است.

از قطعات الکترونیکی زیر برای ساخت مدارهای الکترونیکی استفاده می شود.

 

مولفه 1: خازن 

خازن یکی از قطعات با کیفیت الکترونیکی می باشد و دارای کارکرد خاصی است

از خازن ها به طور گسترده ای برای ساخت انواع مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. خازن یک جزء electrical الکتریکی دو ترمینال منفعل است که می تواند انرژی را در یک میدان الکتریکی به صورت الکترواستاتیک ذخیره کند. به زبان ساده ، این به عنوان یک باتری کوچک قابل شارژ کار می کند که برق را ذخیره می کند. با این حال ، برخلاف باتری ، در شکاف ثانیه می تواند شارژ و تخلیه شود.

A. ترکیب خازن

خازن ها به هر شکل و اندازه ای هستند ، اما معمولاً اجزای اصلی یکسانی دارند. دو هادی یا صفحه الکتریکی وجود دارد که توسط یک دی الکتریک یا عایق بین آنها انباشته شده است. صفحات از مواد رسانا مانند فیلمهای نازک از ورق فلز یا آلومینیوم تشکیل شده اند. از طرف دیگر ، دی الکتریک ماده ای غیر رسانا مانند شیشه ، سرامیک ، فیلم پلاستیکی ، هوا ، کاغذ است. می توانید دو اتصال الکتریکی بیرون زده از صفحات را وارد کنید تا خازن در یک مدار ثابت شود.

B- عملکرد خازن ؟

وقتی ولتاژ را روی دو صفحه اعمال می کنید یا آنها را به منبع متصل می کنید ، یک میدان الکتریکی در سراسر مقره ایجاد می شود و باعث می شود که یک صفحه بار مثبت جمع شود در حالی که بار منفی از طرف دیگر جمع می شود. خازن همچنان شارژ خود را حفظ می کند حتی اگر آن را از منبع جدا کنید. لحظه اتصال آن به بار ، انرژی ذخیره شده از خازن به سمت بار جریان می یابد. ظرفیت خازنی مقدار انرژی ذخیره شده در یک خازن است. هرچه ظرفیت خازنی بیشتر باشد ، انرژی بیشتری نیز می تواند ذخیره کند. با نزدیک کردن صفحات به یکدیگر یا افزایش اندازه آنها می توانید ظرفیت را افزایش دهید. همچنین می توانید کیفیت عایق را برای افزایش ظرفیت افزایش دهید.

C. عملکرد و اهمیت خازن

اگرچه خازن ها مانند باتری به نظر می رسند ، آنها می توانند انواع مختلف عملکردها را در مدار مانند مسدود کردن جریان مستقیم انجام دهند در حالی که اجازه می دهد جریان متناوب عبور کند یا خروجی منبع تغذیه را صاف کند. آنها همچنین در سیستم های انتقال قدرت الکتریکی برای تثبیت ولتاژ و جریان برق استفاده می شوند. یکی از مهمترین عملکردهای خازن در سیستم های AC ، اصلاح ضریب قدرت است که بدون آن نمی توانید مقدار کافی گشتاور راه اندازی را به موتورهای تک فاز ارائه دهید.

برنامه های خازن فیلترها

اگر برای اجرای یک برنامه خاص از میکروکنترلر در مدار استفاده می کنید ، نمی خواهید ولتاژ آن پایین بیاید زیرا باعث تنظیم مجدد کنترل کننده می شود. به همین دلیل طراحان از یک خازن استفاده می کنند. این می تواند میکروکنترلر را برای قطعه ثانیه لازم برای جلوگیری از شروع مجدد تأمین کند. به عبارت دیگر ، صدای موجود در خط برق را فیلتر کرده و منبع تغذیه را تثبیت می کند.

برنامه های خازن نگهدارنده

خازن برخلاف باتری ، شارژ خود را به سرعت آزاد می کند. به همین دلیل برای تأمین برق مدار برای مدت کوتاهی استفاده می شود.

برنامه های خازن تایمر

در یک مدار تشدید یا وابسته به زمان ، از خازن ها به همراه مقاومت یا سلف به عنوان عنصر زمان بندی استفاده می شود. زمان مورد نیاز برای شارژ و تخلیه خازن ، عملکرد مدار را تعیین می کند.

 

در مقاله بعدی به ادامه توضیح قطعات الکترونیکی و کارکرد آنها خواهیم پرداخت….