خازن | مقاومت | دیود
انواع قطعات با کیفیت الکترونیکی و کارکرد آنها (بخش دوم)
در بخش دوم مقاله به بررسی اجمالی 2 نوع دیگر ازانواع قطعات الکترونیکی و برای هر نوع ، در مورد ترکیب ، نحوه کار ، عملکرد و اهمیت آنها مطالبی ارائه میشود.
1: خازن
2: مقاومت
3:دیود
در مورد خازن که یکی از انواع قطعات الکترونیکی می باشد در مقاله قبلی توضیحاتی ارائه شد.
2: مقاومت
مقاومت یکی دیگر از انواع قطعات الکترونیکی می باشد.
مقاومت یک وسیله الکتریکی منفعل دو ترمینال است که در برابر جریان مقاومت می کند. این احتمالاً ساده ترین عنصر در یک مدار الکترونیکی است. این نیز یکی از رایج ترین اجزای سازنده است که به دلیل مقاومت در برابر یک عنصر ذاتی لازم در تمام مدارهای الکترونیکی است.
A. ترکیب
مقاومت اصلاً وسیله فانتزی نیست زیرا مقاومت یک خاصیت طبیعی است که تقریباً توسط همه رساناها وجود دارد. بنابراین ، یک خازن از یک سیم مسی تشکیل شده است که به دور یک ماده عایق مانند یک میله سرامیک پیچیده شده است.
تعداد دور و نازک بودن سیم مسی مستقیماً با مقاومت متناسب است. هرچه تعداد دورها بیشتر باشد و سیم نازک باشد ، مقاومت بیشتر می شود.
B. چگونه کار می کند؟
مقاومت ممکن است خیلی به نظر نرسد. ممکن است کسی فکر کند که هیچ کاری به جز مصرف برق انجام نمی دهد. با این حال ، مقاومت یک عملکرد حیاتی را انجام می دهد: کنترل ولتاژ و جریان در مدار شما. به عبارت دیگر ، مقاومت ها به شما امکان می دهند طراحی مدار خود را کنترل کنید.
وقتی جریان الکتریکی از طریق سیم شروع به جریان می کند ، همه الکترون ها در همان جهت حرکت می کنند. این دقیقاً مثل جریان آب از یک لوله است. مقدار کمتری آب از یک لوله نازک عبور خواهد کرد زیرا فضای کمتری برای حرکت آن وجود دارد.
به همین ترتیب ، وقتی جریان از طریق یک سیم نازک در یک مقاومت عبور می کند ، تکان خوردن الکترون از طریق آن به تدریج سخت تر می شود.
به طور خلاصه ، با افزایش طول و نازک بودن سیم ، تعداد الکترونهایی که از طریق یک مقاومت جریان می یابند کاهش می یابد.
C. عملکرد و اهمیت
مقاومت ها کاربردهای زیادی دارند ، اما سه مورد رایج مدیریت جریان ، تقسیم ولتاژ و شبکه های خازن مقاومت هستند.
محدود کردن جریان
جریان اگر مقاومت را به مدار اضافه نکند ، جریان در سطوح بسیار خطرناک جریان می یابد. این می تواند اجزای دیگر را بیش از حد گرم کرده و احتمالاً به آنها آسیب برساند.
به عنوان مثال ، اگر LED را مستقیم به باتری وصل کنید ، باز هم کار می کند. با این حال ، بعد از مدتی LED مانند یک گلوله آتشین گرم می شود. سرانجام می سوزد زیرا LED ها در برابر گرما تحمل کمتری دارند. اما ، اگر مقاومت را در مدار وارد کنید ، جریان را به سطح مطلوب کاهش می دهد. بنابراین ، می توانید LED را بدون گرم شدن بیش از حد روشن نگه دارید.
تقسیم ولتاژ
همچنین از مقاومت ها برای کاهش ولتاژ به میزان مطلوب استفاده می شود. بعضی اوقات ، ممکن است به یک قسمت خاص از مدار مانند میکروکنترلر ، ولتاژ کمتری نسبت به خود مدار نیاز داشته باشد. اینجاست که یک مقاومت وارد می شود.
شبکه های مقاومت-خازن
مقاومت ها همچنین در ترکیب با خازن ها برای ساختن IC هایی که شامل آرایه های مقاومت خازنی در یک تراشه هستند استفاده می شود.
آنها همچنین به عنوان فیلترهای RC یا شبکه های RC شناخته می شوند. آنها اغلب برای سرکوب تداخل الکترومغناطیسی (EMI) یا تداخل فرکانس رادیویی (RFI) در ابزارهای مختلف ، از جمله پورت های ورودی / خروجی رایانه ها و لپ تاپ ها ، شبکه های محلی و شبکه های گسترده (WAN) و غیره استفاده می شوند.
همچنین از آنها در ابزارهای ماشین آلات ، تابلو برق ، کنترل کننده های موتور ، تجهیزات اتوماتیک ، لوازم صنعتی ، آسانسور و پله برقی استفاده می شود.
3:دیود
دیود یکی دیگر از انواع قطعات الکترونیکی می باشد
قطعه الکترونیکی دیود دستگاهی دو ترمینالی است که اجازه می دهدجریان الکتریکی فقط در یک جهت جریان یابد.معمولاً برای تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) استفاده می شود. یا از یک ماده نیمه هادی (دیود نیمه هادی) یا لوله خلا uum (دیود لوله خلاode) ساخته شده است. امروزه ، بیشتر دیودها از مواد نیمه هادی ، به ویژه سیلیکون ساخته می شوند.
A. ترکیب
همانطور که قبلاً اشاره شد ، دو نوع دیود وجود دارد: دیودهای خلا uum و دیودهای نیمه هادی. دیود خلا vac شامل دو الکترود (کاتد و آند) است که درون یک لوله شیشه ای خلا uum مهر و موم شده قرار می گیرد. یک دیود نیمه هادی شامل نیمه هادی های نوع p و n است. بنابراین ، به عنوان دیود اتصال p-n شناخته می شود. معمولاً از سیلیکون ساخته می شود اما می توانید از ژرمانیم یا سلنیوم نیز استفاده کنید.
B – چگونه کار می کند؟
دیود خلاuum هنگامی که کاتد توسط یک رشته گرم می شود ، یک ابر نامرئی از الکترون ، به نام بار فضا ، در خلا تشکیل می شود. اگرچه الکترونها از کاتد ساطع می شوند ، بار منفی فضای آنها را دفع می کند. از آنجا که الکترونها نمی توانند به آند برسند ، هیچ جریانی از مدار عبور نمی کند. با این حال ، هنگامی که آند مثبت می شود ، بار فضایی از بین می رود. در نتیجه ، جریان از کاتد به آند شروع می شود. بنابراین ، جریان الکتریکی درون دیود فقط از کاتد به آند جریان می یابد و هرگز از آند به کاتد جریان نمی یابد.
دیود اتصال P-N
یک دیود اتصال p-n شامل نیمه هادی های سیلیسیم از نوع p و n است. نیمه هادی نوع p معمولاً با بور دوپینگ می شود و سوراخهایی (بار مثبت) در آن باقی می ماند. از طرف دیگر ، نیمه هادی نوع n با آنتیموان دوپ می شود و چند الکترون اضافی (بار منفی) به آن اضافه می شود. بنابراین ، جریان الکتریکی می تواند از طریق هر دو نیمه هادی عبور کند.
وقتی بلوک های نوع p و n را در کنار هم قرار می دهید ، الکترون های اضافی از نوع n با سوراخ های نوع p ترکیب می شوند و یک منطقه تخلیه بدون هیچ الکترون یا سوراخ آزاد ایجاد می کنند. به طور خلاصه ، جریان دیگر نمی تواند از طریق دیود عبور کند. وقتی ترمینال منفی باتری را به سیلیکون نوع n و ترمینال مثبت را به نوع p (بایاس رو به جلو) متصل می کنید ، شروع به جریان می کند زیرا الکترون ها و سوراخ ها اکنون می توانند از طریق محل اتصال حرکت کنند. با این حال ، اگر پایانه ها را معکوس کنید (بایاس معکوس) ، هیچ جریانی از طریق دیود عبور نمی کند زیرا سوراخ ها و الکترون ها از یکدیگر دور می شوند و باعث کاهش منطقه تخلیه می شوند. بنابراین ، دقیقاً مانند یک دیود خلا uum ، یک دیود اتصال نیز می تواند اجازه دهد جریان فقط در یک جهت عبور کند.
پ. عملکرد و اهمیت
گرچه دیودها یکی از ساده ترین اجزای موجود در یک مدار الکترونیکی هستند ، اما در صنایع مختلف کاربردهای منحصر به فردی دارند.
تبدیل AC به DC
متداول ترین و مهمترین کاربرد دیود ، اصلاح جریان AC به جریان DC است. معمولاً از یکسو کننده نیمه موج (تک دیود) یا یک امواج تمام موج (چهار دیود) برای تبدیل برق AC به جریان مستقیم ، به ویژه در منبع تغذیه خانگی استفاده می شود. وقتی منبع تغذیه AC را از طریق دیود عبور می دهید ، فقط نیمی از شکل موج AC از آن عبور می کند. از آنجایی که از این پالس ولتاژ برای شارژ خازن استفاده می شود ، جریان های ثابت و مداوم و بدون هیچ گونه امواج تولید می کند. از ترکیبات مختلف دیودها و خازن ها نیز برای ساخت انواع ضربی ولتاژ استفاده می شود تا یک ولتاژ کوچک AC در خروجی های DC زیاد ضرب شود.
دیودهای بای پس
از دیودهای بای پس اغلب برای محافظت از صفحات خورشیدی استفاده می شود. وقتی جریان بقیه سلول ها از یک سلول خورشیدی آسیب دیده یا غبارآلود عبور می کند ، باعث گرم شدن بیش از حد می شود.
در نتیجه ، قدرت کلی خروجی کاهش می یابد و نقاط گرم ایجاد می شود. دیودها به طور موازی با سلول های خورشیدی متصل می شوند تا از آنها در برابر این مشکل گرم شدن محافظت کنند. این آرایش ساده در حالی که اجازه می دهد جریان از سلولهای آسیب ندیده به مدار خارجی منتقل شود ، ولتاژ سلول پیل خورشیدی بد را محدود می کند.
محافظت از سنبله ولتاژ
وقتی منبع تغذیه ناگهان قطع شود ، در اکثر بارهای القایی ولتاژ بالایی تولید می کند. این افزایش ولتاژ غیر منتظره می تواند به بارها آسیب برساند.
با این وجود می توانید با اتصال دیود در میان بارهای القایی از تجهیزات گران قیمت محافظت کنید. بسته به نوع امنیت ، این دیودها با نام های مختلفی از جمله دیود شکننده ، دیود فلای بک ، دیود سرکوب و دیود freewheeling و غیره شناخته می شوند.
مدولاسیون سیگنال
آنها همچنین در روند مدولاسیون سیگنال استفاده می شوند زیرا دیودها می توانند عنصر منفی سیگنال AC را به طور موثر حذف کنند.
دیود موج حامل را اصلاح می کند و آن را به DC تبدیل می کند. سیگنال صوتی از موج حامل بازیابی می شود ، روندی به نام مدولاسیون فرکانس صوتی. پس از کمی فیلتر و تقویت صدا را می شنوید. از این رو ، دیودها معمولاً در رادیوها یافت می شوند تا سیگنال را از موج حامل خارج کنند.
معکوس حفاظت جریان
معکوس کردن قطبیت های منبع تغذیه DC یا اتصال نادرست باتری می تواند جریان قابل توجهی را از طریق مدار جریان دهد. چنین اتصال معکوس می تواند به بار متصل آسیب برساند. به همین دلیل است که یک دیود محافظ به صورت سری با سمت مثبت ترمینال باتری متصل می شود.
دیود در صورت قطبیت صحیح به جلو متمایل می شود و جریان از مدار عبور می کند. با این حال ، در صورت اتصال اشتباه ، جریان را مسدود می کند. بنابراین ، می تواند از تجهیزات شما در برابر آسیب احتمالی محافظت کند.
ادامه انواع قطعات الکترونیکی در بخش سوم …..
