في أي دائرة إلكترونية ، نصادف نوعين من المكونات الإلكترونية: أحدهما يستجيب لتدفق طاقة كهربائية وإما تخزين أو تبديد الطاقة. هذه هي المكونات السلبية. يمكن أن تكون مكونات خطية ذات استجابة خطية للطاقة الكهربائية أو مكونات غير خطية ذات استجابة غير خطية للطاقة الكهربائية.

الذي يوفر الطاقة أو يتحكم في تدفق الطاقة. هذه هي المكونات النشطة. إنها تتطلب مصدر طاقة خارجي ليتم تشغيلها وتستخدم بشكل عام لتضخيم الإشارة الكهربائية. دعونا نرى كل عنصر بالتفصيل.

3 مكونات خطية سلبية:

المقاوم: المقاوم هو مكون إلكتروني يستخدم لمقاومة تدفق التيار ويؤدي إلى انخفاض في الجهد. يتكون من مكون موصل منخفض متصل بواسطة أسلاك موصلة في كلا الطرفين. عندما يتدفق التيار عبر المقاوم ، يمتص المقاوم الطاقة الكهربائية وتبدد في شكل حرارة. وهكذا فإن المقاوم يقدم مقاومة أو معارضة لتدفق التيار. يتم إعطاء المقاومة كـ

R = V / I ، حيث V هو انخفاض الجهد عبر المقاومة وأنا هو التيار المتدفق عبر المقاوم. تبدد القوة من خلال:

ف = السادس.

قوانين المقاومة:

تعتمد المقاومة 'R' التي تقدمها المادة على عوامل مختلفة

يختلف مباشرة على طوله ، ل
يختلف عكسيًا في منطقة المقطع العرضي ، أ
يعتمد على طبيعة المادة المحددة بمقاومتها أو مقاومتها النوعية ، ρ
يعتمد أيضًا على درجة الحرارة
بافتراض أن درجة الحرارة ثابتة ، يمكن التعبير عن المقاومة (R) على أنها R = ρl / A ، حيث R هي المقاومة بالأوم (Ω) ، l الطول بالأمتار ، A هي منطقة بالمتر المربع و ρ محددة المقاومة في m-mts

يتم حساب قيمة المقاوم من حيث مقاومته. المقاومة هي معارضة تدفق التيار.

طريقتان لقياس قيم المقاومة:

باستخدام رمز اللون: يتكون كل مقاوم من 4 أو 5 ألوان على سطحه. تمثل الألوان الثلاثة الأولى (اثنان) قيمة المقاوم ، بينما تمثل الألوان الأربعة^ذ(ثالثًا) يمثل اللون قيمة المضاعف ويمثل الأخير قيمة التفاوت.
استخدام المالتيميتر: من الطرق البسيطة لقياس المقاومة استخدام مقياس متعدد لقياس قيمة المقاومة بالأوم.

المقاومات في الدوائر الإلكترونية

2 أنواع المقاومات:

المقاومات الثابتة : المقاومات التي تكون قيمة مقاومتها ثابتة وتستخدم لتوفير معارضة لتدفق التيار.
- يمكن أن تكون مقاومات لتكوين الكربون تتكون من خليط من الكربون والسيراميك.
- يمكن أن تكون مقاومات غشاء كربوني تتكون من غشاء كربوني مترسب على ركيزة عازلة.
مقاوم كربوني
- يمكن أن تكون عبارة عن مقاوم غشاء معدني يتكون من قضيب خزفي صغير مطلي بمعدن أو أكسيد معدني ، مع التحكم في قيمة المقاومة بسمك الطلاء.
المقاومات المعدنية
- يمكن أن تكون مقاومة ملفوفة بالأسلاك تتكون من سبيكة ملفوفة حول قضيب خزفي ومعزولة.
- يمكن أن تكون مقاومات مثبتة على السطح تتكون من مادة مقاومة مثل أكسيد القصدير المترسب على رقاقة خزفية.
المقاومات المتغيرة : أنها توفر تباينًا في قيمة مقاومتها. يتم استخدامها بشكل عام في تقسيم الجهد. يمكن أن تكون مقاييس فرق جهد أو إعدادات مسبقة. يمكن أن تتنوع المقاومة من خلال التحكم في حركة المساحات. المقاومة المتغيرة أو المقاومة المتغيرة ، والتي تتكون من ثلاث وصلات. تستخدم بشكل عام كمقسم جهد قابل للتعديل. إنه مقاوم بعنصر متحرك يتم وضعه بواسطة مقبض يدوي أو رافعة. يُطلق على العنصر المتحرك أيضًا اسم ممسحة ، حيث يقوم بإنشاء اتصال بشريط مقاوم في أي نقطة يتم تحديدها بواسطة التحكم اليدوي.

مقياس فرق الجهد

يقسم مقياس الجهد الجهد إلى نسب مختلفة اعتمادًا على مواضعه المتحركة. يتم استخدامه في دوائر مختلفة حيث نحتاج إلى جهد أقل من جهد المصدر.

التطبيق العملي للمقاومات المتغيرة:

في بعض الأحيان يكون من الضروري تصميم دائرة تحيز متغيرة للتيار المستمر والتي يجب أن تكون قادرة على الحصول بدقة على بعض الجهد المحدد ليقول 1.5 فولت. وبالتالي يتم اختيار مقسم محتمل بمقاوم متغير بحيث يمكن للمرء أن يغير الجهد من 1 فولت إلى 2 فولت من بطارية 12 فولت تيار مستمر. ليس من 0 إلى 2 فولت ولكن من 1 إلى 2 فولت لسبب محدد يمكن للمرء استخدام قدر 10 كيلو عبر 12 فولت تيار مستمر ويمكنه الحصول على هذا الجهد ولكن يصبح من الصعب للغاية ضبط الوعاء كزاوية قوس كاملة تبلغ حوالي 300 درجة . ولكن إذا اتبع المرء دائرة كهربائية أدناه ، فيمكنه بسهولة الحصول على هذا الجهد لأن درجة 300 بأكملها متاحة فقط لضبط 1 فولت إلى 2 فولت. يظهر في الدائرة أقل من 1.52 فولت. هكذا نحصل على قرار أفضل. تسمى هذه المقاومات المتغيرة التي تم ضبطها مرة واحدة مسبقًا.

مقياس الجهد العملي 3 مقياس الجهد العملي 1

المكثفات : المكثف هو مكون خطي سلبي يستخدم لتخزين شحنة كهربائية. يوفر المكثف عمومًا مفاعلة لتدفق التيار. يتكون المكثف من زوج من الأقطاب الكهربية توجد بينهما مادة عازلة للكهرباء.

يتم إعطاء الشحنة المخزنة بواسطة

Q = CV حيث C هي المفاعلة السعوية و V هي الجهد المطبق. بما أن التيار هو معدل تدفق الشحنة. لذلك ، فإن التيار من خلال مكثف هو:

أنا = C dV / dt.

عندما يتم توصيل مكثف في دائرة تيار مستمر ، أو عندما يتدفق تيار ثابت خلالها ، وهو ثابت مع مرور الوقت (تردد صفري) ، يقوم المكثف ببساطة بتخزين الشحنة بأكملها ويعارض تدفق التيار. وهكذا فإن المكثف يحجب التيار المستمر.

عندما يتم توصيل مكثف في دائرة تيار متردد ، أو تتدفق إشارة متغيرة بمرور الوقت من خلالها (بتردد غير صفري) ، يقوم المكثف في البداية بتخزين الشحنة ويقدم لاحقًا مقاومة لتدفق الشحنة. وبالتالي يمكن استخدامه كمحدد للجهد في دائرة التيار المتردد. المقاومة المقدمة تتناسب مع تردد الإشارة.

2 أنواع المكثفات

المكثفات الثابتة : إنها توفر مفاعلة ثابتة لتدفق التيار. يمكن أن تكون مكثف الميكا الذي يتكون من الميكا كمادة عازلة. يمكن أن تكون مكثفات سيراميك غير مستقطبة تتكون من ألواح خزفية مطلية بالفضة. يمكن أن تكون مكثفات إلكتروليتية مستقطبة وتستخدم عند الحاجة إلى قيمة عالية من السعة.

المكثفات الثابتة

مكثفات متغيرة : إنها توفر سعة يمكن أن تتنوع عن طريق تغيير المسافة بين الألواح. يمكن أن تكون مكثفات فجوة الهواء أو مكثفات فراغ.

يمكن قراءة قيمة السعة إما مباشرة على المكثف أو يمكن فك تشفيرها باستخدام الكود المحدد. بالنسبة لمكثفات السيراميك ، 1^شارعحرفان يدلان على قيمة السعة. يشير الحرف الثالث إلى عدد الأصفار والوحدة في Pico Farad ويشير الحرف إلى قيمة التسامح.

المحاثات : الحث هو مكون إلكتروني سلبي يخزن الطاقة في شكل مجال مغناطيسي. يتكون بشكل عام من ملف موصل يوفر مقاومة للجهد المطبق. إنه يعمل على المبدأ الأساسي لقانون فاراداي للمحاثة ، والذي بموجبه يتم إنشاء مجال مغناطيسي عندما يتدفق التيار عبر السلك والقوة الدافعة الكهربائية المطورة تعارض الجهد المطبق. تعطى الطاقة المخزنة بواسطة:

E = LI ^ 2. حيث L هو المحاثة المقاسة في Henries وأنا التيار المتدفق من خلاله.

لفائف الحث

يمكن استخدامه كخنق لتقديم مقاومة للجهد المطبق وتخزين الطاقة أو استخدامه مع مكثف لتكوين دائرة مضبوطة ، تستخدم للتذبذبات. في دوائر التيار المتردد ، يقود الجهد التيار حيث يستغرق الجهد المفروض بعض الوقت لبناء التيار في الملف بسبب المقاومة.

2 مكونات سلبية غير خطية:

الثنائيات: الصمام الثنائي هو جهاز يقيد التدفق الحالي في اتجاه واحد فقط. الصمام الثنائي بشكل عام عبارة عن مزيج من منطقتين مخدرتين بشكل مختلف يشكلان تقاطعًا عند التقاطع بحيث يتحكم التقاطع في تدفق الشحن عبر الجهاز.

6 أنواع من الثنائيات:

ديود مفرق PN : يتكون الصمام الثنائي للوصلة PN البسيط من أشباه الموصلات من النوع p المركب على أشباه الموصلات من النوع n بحيث يتم تكوين تقاطع بين النوعين p و n. يمكن استخدامه كمقوم يسمح بتدفق التيار في اتجاه واحد من خلال الاتصال المناسب.

ديود مفرق PN

زينر ديود : هو الصمام الثنائي المكون من منطقة p مخدرة بشدة مقارنة بالمنطقة n ، بحيث لا يسمح فقط بتدفق التيار في اتجاه واحد ولكنه يسمح أيضًا بتدفق التيار في الاتجاه المعاكس ، عند تطبيق جهد كافي. يستخدم بشكل عام كمنظم للجهد.

الصمام الثنائي زينر

نفق ديود : هو صمام ثنائي تقاطع PN مخدر بشدة حيث ينخفض التيار مع زيادة الجهد الأمامي. يتم تقليل عرض الوصلة مع زيادة تركيز الشوائب. وهي مصنوعة من الجرمانيوم أو زرنيخيد الغاليوم.

نفق ديود

الصمام الثنائي الباعث للضوء : هو نوع خاص من الصمام الثنائي للوصل PN مصنوع من أشباه الموصلات مثل Gallium Arsenide ، والذي ينبعث منه الضوء عند تطبيق جهد مناسب. الضوء المنبعث من LED أحادي اللون ، أي لون واحد ، يتوافق مع تردد معين في النطاق المرئي للطيف الكهرومغناطيسي.

الصمام

ديود الصورة : هو نوع خاص من الصمام الثنائي للوصل PN تقل مقاومته عند سقوط الضوء عليه. يتكون من صمام ثنائي تقاطع PN يوضع داخل البلاستيك.

ثنائي ضوئي

مفاتيح : المفاتيح هي الأجهزة التي تسمح بتدفق التيار إلى الأجهزة النشطة. إنها أجهزة ثنائية ، عند تشغيلها بالكامل ، فإنها تسمح بتدفق التيار وعندما تتوقف تمامًا ، تمنع تدفق التيار. يمكن أن يكون مفتاح تبديل بسيطًا يمكن أن يكون مفتاح اتصال ثنائي أو 3 مفتاح اتصال أو مفتاح ضغط.

2 مكونات إلكترونية نشطة:

الترانزستورات : الترانزستورات هي الأجهزة التي تحول المقاومة بشكل عام من جزء من الدائرة إلى جزء آخر. يمكن أن يتم التحكم في الجهد أو التحكم الحالي. يمكن أن يعمل الترانزستور كمكبر للصوت أو كمفتاح.

2 أنواع الترانزستور:

BJT أو الترانزستور ثنائي القطب : BJT هو جهاز يتم التحكم فيه حاليًا ويتكون من طبقة من مادة أشباه الموصلات من النوع n محصورة بين طبقتين من مادة أشباه الموصلات من النوع p. يتكون من ثلاث محطات - الباعث والقاعدة والمجمع. تقاطع قاعدة المجمع أقل مخدرًا مقارنةً بوصلة قاعدة الباعث. يكون تقاطع قاعدة الباعث متحيزًا للأمام بينما يكون تقاطع قاعدة التجميع متحيزًا عكسيًا في عملية الترانزستور العادية.

ترانزستور مفرق ثنائي القطب

FET أو ترانزستور تأثير المجال : A FET هو جهاز يتم التحكم فيه بالجهد. يتم أخذ جهات الاتصال الأومية من جانبي شريط النوع n. يتكون من ثلاث محطات - البوابة ، والصرف ، والمصدر. يتحكم الجهد المطبق عبر مصدر البوابة ومحطة مصدر الصرف في تدفق التيار عبر الجهاز. إنه بشكل عام جهاز ذو مقاومة عالية. يمكن أن يكون JFET (ترانزستور تأثير مجال تقاطع) الذي يتكون من ركيزة من النوع n ، على جانبها يتم ترسيب شريط من النوع المعاكس أو MOSFET (أكسيد معدني أشباه الموصلات FET) الذي يتكون من طبقة عازلة من أكسيد السيليكون بين اتصال البوابة المعدنية والركيزة.

موسفيت

TRIACS أو SCR : معدل SCR أو السيليكون المتحكم فيه هو جهاز ثلاثي الأطراف يستخدم بشكل عام كمفتاح في إلكترونيات الطاقة . إنه مزيج من ثنائيتين متتاليتين لهما 3 تقاطعات. يتدفق التيار عبر SCR بسبب الجهد المطبق عبر الأنود والكاثود ويتحكم فيه الجهد المطبق عبر محطة البوابة. يتم استخدامه أيضًا كمقوم في دوائر التيار المتردد.

SCR

هذه بعض المكونات المهمة في أي دائرة إلكترونية. بصرف النظر عن هذه المكونات النشطة والسلبية ، هناك عنصر آخر ، وهو ذو فائدة حيوية في الدائرة. هذه هي الدائرة المتكاملة.

ما هي الدائرة المتكاملة؟

A DIP IC

الدائرة المتكاملة عبارة عن شريحة أو رقاقة يتم تصنيع آلاف الترانزستورات والمكثفات والمقاومات عليها. يمكن أن يكون مكبر للصوت IC ، مؤقتًا IC ، مولد الموجي IC ، ذاكرة IC أو متحكم دقيق. يمكن أن يكون IC تناظريًا بإخراج متغير مستمر أو IC رقمي يعمل في طبقات قليلة محددة. إن اللبنات الأساسية في الدوائر المتكاملة الرقمية هي البوابات المنطقية.

يمكن أن تكون متوفرة في حزم مختلفة مثل الحزمة المزدوجة (DIP) أو الحزمة التفصيلية الصغيرة (SOP) إلخ.

تطبيق عملي للمقاومات - المقسمات المحتملة

كثيرا ما تستخدم المقسمات المحتملة في الدوائر الإلكترونية. لذلك من المرغوب فيه أن يساعد الفهم الشامل لذلك بشكل كبير في تصميم الدوائر الإلكترونية. بدلاً من اشتقاق الفولتية رياضيًا من خلال تطبيق قانون أوم ، المثال التالي من خلال التقييم بطريقة النسبة ، سيكون المرء قادرًا على الحصول بسرعة على الجهد التقريبي أثناء الاهتمام بطبيعة البحث والتطوير للعمل.

عندما يكون اثنان من المقاومات متساوية القيمة (على سبيل المثال 6K كلاهما لـ R1 و R2) متصل عبر مصدر ، نفس التيار سوف يتدفق من خلالها. إذا تم وضع عداد عبر العرض الموضح في الرسم التخطيطي ، فسوف يسجل 12 فولت فيما يتعلق بالأرض. إذا تم وضع العداد بعد ذلك بين الأرض (0 فولت) ووسط المقاومين فسيقرأ 6 فولت. ثم يتم تقسيم جهد البطارية إلى النصف. وبالتالي الجهد عبر R2 للأرض = 6 فولت

مقسم محتمل 1

بصورة مماثلة

2. إذا تم تغيير قيم المقاوم إلى 4K (R1) و 8 K (R2) ، فإن الجهد في المركز سيكون 8 فولت للأرض.

مقسم محتمل 2

3. إذا تم تغيير قيم المقاوم إلى 8K (R1) و 4K (R2) ، فإن الجهد في المركز سيكون 4 فولت للأرض.

مقسم محتمل 3

يتم تحديد الجهد في المركز بشكل أفضل من خلال نسبة قيمتي المقاوم ، على الرغم من أنه يمكن للمرء أن يذهب من خلال قانون أوم لحساب للوصول إلى نفس القيمة. حالة -1 كانت النسبة 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v ، نسبة الحالة -2 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v ونسبة الحالة 3 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

استنتاج : -في فاصل محتمل ، إذا تم تخفيض قيمة المقاوم العلوي ، فإن الجهد في المركز يرتفع (فيما يتعلق بالأرض). إذا تم تخفيض قيمة المقاوم الأقل ، فإن الجهد في المركز ينخفض.

رياضيا ولكن يمكن دائمًا تحديد الجهد في المركز من خلال نسبة قيمتي المقاوم التي تستغرق وقتًا طويلاً وتعطى بواسطة صيغة قانون أومس الشهيرة V = IR

دعونا نرى المثال -2

V = {جهد الإمداد / (R₁+ ر_اثنين)} X R2

الخامس = {12v / (4K + 8K)} R2

= (12/12000) × 8000

الخامس = 8 فولت