كيفية تكوين المقاومات والمكثفات والترانزستورات في الدوائر الإلكترونية

كيفية تكوين المقاومات والمكثفات والترانزستورات في الدوائر الإلكترونية

نحاول في هذا المنشور تقييم كيفية تكوين أو توصيل المكونات الإلكترونية مثل المقاومات والمكثفات مع الدوائر الإلكترونية من خلال الحساب الصحيح



يرجى قراءة المنشور السابق الخاص بي ما هو الجهد والتيار ، من أجل فهم الحقائق الإلكترونية الموضحة أدناه بشكل أكثر فعالية.

ما هو المقاوم

- هو مكون إلكتروني يستخدم لمقاومة تدفق الإلكترونات أو التيار. يتم استخدامه لحماية المكونات الإلكترونية عن طريق تقييد تدفق التيار عند زيادة الجهد. تتطلب مصابيح LED مقاومات في سلسلة لنفس السبب بحيث يمكن تشغيلها بجهد أعلى من التصنيف المحدد. تشتمل المكونات النشطة الأخرى مثل الترانزستورات ، والموزفيت ، والترياس ، و SCRs أيضًا على مقاومات للأسباب نفسها.





ما هو مكثف

إنه مكون إلكتروني يخزن قدرًا معينًا من الشحنة الكهربائية أو ببساطة الجهد / التيار المطبق ، عندما يتم توصيل خيوطه عبر نقاط الإمداد ذات الصلة. يتم تصنيف المكون بشكل أساسي مع وحدتين ، ميكرو فاراد والجهد. يقرر 'microfarad' مقدار التيار الذي يمكن تخزينه والجهد يحدد مقدار الجهد الأقصى الذي يمكن تطبيقه عبره أو تخزينه فيه. يعتبر تصنيف الجهد أمرًا بالغ الأهمية ، إذا تجاوزت العلامة ، فسوف ينفجر المكثف ببساطة.

تعني قدرة تخزين هذه المكونات أن الطاقة المخزنة تصبح قابلة للاستخدام ، وبالتالي يتم استخدامها كمرشحات حيث يتم استخدام الجهد المخزن لملء الفراغات أو انخفاضات الجهد في مصدر الإمداد ، وبالتالي ملء أو تمهيد الخنادق في الخط.



تصبح الطاقة المخزنة قابلة للتطبيق أيضًا عندما يتم إطلاقها ببطء من خلال مكون مقيد مثل المقاوم. هنا ، يصبح الوقت الذي يستغرقه المكثف لشحنه بالكامل أو تفريغه بالكامل مثاليًا لتطبيقات المؤقت ، حيث تحدد قيمة المكثف نطاق التوقيت للوحدة. لذلك يتم استخدامها في أجهزة ضبط الوقت والمذبذبات وما إلى ذلك.

ميزة أخرى هي أنه بمجرد أن يتم شحن المكثف بالكامل فإنه يرفض تمرير أي تيار / جهد أكثر ويوقف تدفق التيار عبر خيوطه ، مما يعني أن التيار المطبق يمر عبر خيوطه فقط أثناء الشحن ويتم حظره بمجرد الشحن اكتملت العملية.

يتم استغلال هذه الميزة لتمكين تبديل مكون نشط معين للحظات. على سبيل المثال ، إذا تم تطبيق جهد إطلاق على قاعدة الترانزستور عبر مكثف ، فسيتم تنشيطه فقط لجزء معين من الوقت ، حتى يتم شحن المكثف بالكامل ، وبعد ذلك يتوقف الترانزستور عن التوصيل. يمكن رؤية الشيء نفسه مع LED عند تشغيله من خلال مكثف يضيء لجزء من الثانية ثم ينطفئ.

ما هو الترانزستور

إنه مكون من أشباه الموصلات له ثلاثة أطراف أو أرجل. يمكن توصيل الأرجل بأسلاك بحيث تصبح إحدى الأرجل منفذًا مشتركًا للجهود المطبقة على الساقين الأخريين ، وتسمى الساق المشتركة الباعث ، بينما تسمى الأرجل الأخرى بالقاعدة والمجمع. تستقبل القاعدة مشغل التحويل بالرجوع إلى الباعث وهذا يتيح جهدًا وتيارًا ضخمًا نسبيًا للانتقال من المجمع إلى الباعث.

هذا الترتيب يجعلها تعمل مثل التبديل. لذلك ، يمكن تشغيل أو إيقاف أي حمل متصل بالمجمع بإمكانيات صغيرة نسبيًا في قاعدة الجهاز.

يتم تطبيق الفولتية عند القاعدة ويصل المجمع أخيرًا إلى الوجهة المشتركة من خلال الباعث. يتم توصيل الباعث بالأرض لنوع NPN وإيجابي لأنواع الترانزستور PNP. NPN و PNP مكملان لبعضهما البعض ويعملان تمامًا بنفس الطريقة ولكن باستخدام اتجاهات أو أقطاب معاكسة مع الفولتية والتيارات.

ما هو الصمام الثنائي:

يرجى الرجوع هذه المقالة للحصول على معلومات كاملة.

ما هو SCR:

يمكن مقارنته تمامًا بالترانزستور ويستخدم أيضًا كمفتاح في الدوائر الإلكترونية. تم تحديد الخيوط أو الأرجل الثلاثة على أنها البوابة والأنود والكاثود. الكاثود هو الطرف المشترك الذي يصبح مسار استقبال الفولتية المطبقة عند البوابة والأنود للجهاز ، البوابة هي نقطة الانطلاق التي تحول الطاقة المتصلة بالقطب الموجب عبر الجزء المشترك من الكاثود.

ومع ذلك ، على عكس الترانزستورات ، تتطلب بوابة SCR قدرًا أكبر من الجهد والتيار ، علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الجهاز للتبديل حصريًا للتيار المتردد عبر الأنود والكاثود. لذلك يصبح من المفيد تبديل أحمال التيار المتردد استجابةً للمحفزات المستلمة عند بوابتها ولكن البوابة ستحتاج بحتة إلى إمكانية DC لتنفيذ العمليات.

تنفيذ المكونات المذكورة أعلاه في دائرة عملية:

كيفية تكوين المقاومات والمكثفات والترانزستورات في الدوائر الإلكترونية ......؟

يعد استخدام الأجزاء الإلكترونية وتنفيذها عمليًا في الدوائر الإلكترونية هو الشيء النهائي الذي ينوي أي هاوٍ إلكتروني تعلمه وإتقانه. على الرغم من أن القول أسهل من الفعل ، سيساعدك المثالان التاليان على فهم كيفية إعداد المقاومات والمكثفات والترانزستورات لبناء دائرة تطبيق معينة:

نظرًا لأن الموضوع يمكن أن يكون ضخمًا جدًا وقد يملأ وحدات تخزين ، سنناقش فقط دائرة واحدة تشتمل على ترانزستور ومكثف ومقاومات و LED.

في الأساس ، يأخذ المكون النشط مركز الصدارة في الدائرة الإلكترونية ، بينما تؤدي المكونات السلبية الدور الداعم.

لنفترض أننا نريد إنشاء دائرة استشعار المطر. نظرًا لأن الترانزستور هو المكون النشط الرئيسي ، يجب أن يأخذ مركز الصدارة. لذلك نضعه في مركز التخطيطي.

الخيوط الثلاثة للترانزستورات مفتوحة وتحتاج إلى الإعداد المطلوب عبر الأجزاء السلبية.

كما هو موضح أعلاه ، فإن الباعث هو المنفذ المشترك. نظرًا لأننا نستخدم نوع NPN من الترانزستور ، يجب أن يذهب الباعث إلى الأرض ، لذلك نقوم بتوصيله بالأرض أو سكة الإمداد السالبة للدائرة.

القاعدة هي المستشعر الرئيسي أو المدخل المحفز ، لذلك يجب توصيل هذا الإدخال بعنصر المستشعر. عنصر المستشعر هنا هو زوج من المحطات المعدنية.

يتم توصيل أحد المحطات بمصدر موجب ويحتاج الطرف الآخر إلى التوصيل بقاعدة الترانزستور.

يستخدم المستشعر للكشف عن وجود مياه الأمطار. لحظة هطول الأمطار تبدأ قطرات الماء جسر المحطتين. نظرًا لأن الماء لديه مقاومة منخفضة ، يبدأ في تسريب الجهد الموجب عبر أطرافه ، إلى قاعدة الترانزستور.

يغذي هذا الجهد المتسرب قاعدة الترانزستور ويصل في الدورة إلى الأرض من خلال الباعث. في اللحظة التي يحدث فيها هذا ، وفقًا لخصائص الجهاز ، فإنه يفتح البوابات بين المجمع والباعث.

هذا يعني أنه إذا قمنا الآن بتوصيل مصدر جهد موجب بالمجمع ، فسيتم توصيله على الفور بالأرض عبر الباعث.

لذلك نقوم بتوصيل جامع الترانزستور بالإيجابي ، لكننا نقوم بذلك عن طريق الحمل بحيث يعمل الحمل مع التبديل ، وهذا بالضبط ما نبحث عنه.

بمحاكاة العملية المذكورة أعلاه بسرعة ، نرى أن الإمداد الموجب يتسرب عبر الأطراف المعدنية لجهاز الاستشعار ، ويلامس القاعدة ويستمر في مساره حتى يصل أخيرًا إلى الأرض ليكمل الدائرة الأساسية ، ولكن هذه العملية تسحب جهد المجمع على الفور إلى الأرض عبر الباعث ، قم بتشغيل الحمل وهو عبارة عن صفارة هنا. أصوات الجرس.

هذا الإعداد هو الإعداد الأساسي ، ولكنه يحتاج إلى العديد من التصحيحات ويمكن أيضًا تعديله بعدة طرق مختلفة.

بالنظر إلى المخطط ، نجد أن الدائرة لا تحتوي على مقاوم أساسي لأن الماء نفسه يعمل كمقاوم ، ولكن ماذا يحدث إذا تم تقصير أطراف المستشعر عن طريق الخطأ ، فسيتم تفريغ التيار بالكامل في قاعدة الترانزستور ، وقليها فورا.

لذلك لأسباب تتعلق بالسلامة نضيف المقاوم إلى قاعدة الترانزستور. ومع ذلك ، تحدد قيمة المقاوم الأساسي مقدار تيار التشغيل الذي يمكن أن يدخل عبر دبابيس القاعدة / الباعث ، وبالتالي يؤثر بدوره على تيار المجمع. على العكس من ذلك ، يجب أن يكون المقاوم الأساسي بحيث يسمح بسحب تيار كافٍ من المجمع إلى الباعث ، مما يسمح بالتبديل المثالي لحمولة المجمع.

لإجراء عمليات حسابية أسهل ، كقاعدة عامة ، يمكننا افتراض أن قيمة المقاوم الأساسي تزيد 40 مرة عن مقاومة تحميل المجمع.

لذلك ، في دائرتنا ، بافتراض أن حمل المجمع عبارة عن صفارة ، فإننا نقيس مقاومة الجرس الذي يبلغ 10 كيلو. 40 مرة 10 كيلو يعني أن المقاومة الأساسية يجب أن تكون في مكان ما حوالي 400 كيلو ، ولكننا نجد أن مقاومة الماء حوالي 50 كيلو ، لذلك بخصم هذه القيمة من 400 كيلو ، نحصل على 350 كيلو ، هذه هي قيمة المقاومة الأساسية التي نحتاج إلى تحديدها.

لنفترض الآن أننا نريد توصيل مصباح LED بهذه الدائرة بدلاً من الجرس. لا يمكننا توصيل LED مباشرة بمجمع الترانزستور لأن مصابيح LED ضعيفة أيضًا وستتطلب مقاومًا محددًا للتيار إذا كان جهد التشغيل أعلى من الجهد الأمامي المحدد.

لذلك نقوم بتوصيل LED في سلسلة بمقاوم 1K عبر المجمع وموجبة من الدائرة أعلاه ، لتحل محل الجرس.

الآن يمكن اعتبار المقاوم المتسلسل مع LED كمقاومة تحميل المجمع.

لذا الآن يجب أن تكون المقاومة الأساسية 40 ضعف هذه القيمة ، والتي تصل إلى 40 كيلو ، ولكن مقاومة الماء نفسها هي 150 كيلو ، مما يعني أن المقاومة الأساسية مرتفعة بالفعل ، وهذا يعني أنه عندما تقوم مياه الأمطار بجسر المستشعر ، فلن يتمكن الترانزستور من القيام بذلك. قم بتشغيل مصباح LED بشكل مشرق ، بدلاً من ذلك سوف يضيء بشكل خافت للغاية.

فكيف يمكننا حل هذه المشكلة؟

نحن بحاجة إلى جعل الترانزستور أكثر حساسية ، لذلك نقوم بتوصيل ترانزستور آخر لمساعدة الترانزستور الموجود في تكوين دارلينجتون. مع هذا الترتيب ، يصبح زوج الترانزستور شديد الحساسية ، على الأقل 25 مرة أكثر حساسية من الدائرة السابقة.

تعني الحساسية 25 مرة أنه يمكننا تحديد مقاومة أساسية قد تكون 25 + 40 = 65 إلى 75 مرة من مقاومة المجمع ، نحصل على النطاق الأقصى من 75 إلى 10 = 750K ، لذلك يمكن اعتبار ذلك على أنه القيمة الإجمالية للقاعدة المقاوم.

بخصم مقاومة الماء 150 كيلو من 750 كيلو نحصل على 600 كيلو ، لذلك هذه هي قيمة المقاوم الأساسية التي يمكننا اختيارها للتكوين الحالي. تذكر أن المقاوم للهيكل يمكن أن يكون أي قيمة طالما أنه يفي بشرطين: لا يسخن الترانزستور ويساعد في تبديل حمل المجمع بشكل مرض. هذا هو.

لنفترض الآن أننا أضفنا مكثفًا عبر قاعدة الترانزستور والأرض. سيخزن المكثف ، كما هو موضح أعلاه ، في البداية بعض التيار عندما يبدأ المطر من خلال التسربات عبر أطراف المستشعر.

الآن بعد توقف المطر ، وانفصال التسرب من جسر المستشعر ، لا يزال الترانزستور يواصل إجراء سبر الجرس ... كيف؟ يغذي الجهد المخزن داخل المكثف الآن قاعدة الترانزستور ويبقيها في وضع التشغيل حتى يتم تفريغها تحت جهد تبديل القاعدة. يوضح هذا كيف يمكن أن يعمل المكثف في دائرة إلكترونية.




السابق: الفرق بين التيار والجهد - ما هو الجهد ، ما هو التيار التالي: BJT 2N2222، 2N2222A ورقة بيانات وملاحظات التطبيق