مفاهیم الکترونیک 1

موضوع:*الکترونیک*

محقق:آرمین رجب زاده

*رشته الکترونیک*

مهندسی برق الکترونیک یکی از گرایش های رشته برق محسوب می شود که می توان از آن به عنوان زیربنا و بیس تمام گرایش های رشته برق نام برد. رشته الکترونیک به معرفی و تشریح کامل مدارهای الکترونیکی مختلف مانند تلفن همراه، لپ تاپ، کامپیوتر و دیگر سیستم های پیشرفته می پردازد. دانشجو در طول مدت تحصیل رشته الکترونیک با اصول طراحی تمام مدارهای الکترونیک و نحوه کارکرد آن ها آشنامی شود.

به عبارت ساده تمام تجهیزات الکترونیکی که در اطراف ما وجود دارد توسط متخصصان الکترونیک طراحی و ساخته شده و می توان رشته الکترونیک را به علم طراحی مدارهای مختلف که با ولتاژ و جریان کم کار  می کنند تلقی کرد.

*گرایش الکترونیک*  

الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در خلاء، در مواد رسانا و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها فعالیت می کند. البته متاسفانه به علت عدم توانایی رقابت در بازار با برند های مشهور موجود، در ایران درسطح وسیع تولید قطعات الکترونیکی صورت نمی گیرد.

گرايش الكترونيک به دو زير بخش عمده شود. اول ميكروالكترونيک است بخش كه شامل علم مواد تقسيم می ، فيزيک الكترونيک، طراحي و ساخت قطعات از ساده ترين آنها تا پيچيده ترين آنها است و بخش دوم نيز مدار و سيستم ناميده مي شود و هدف آن طراحی و ساخت سيستم ها و تجهيزات الكترونيكي با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان ميكروالكترونيک است.

عکس های از خازن ها و مقاومت و ….

عکس جای گرفته  آنها

نحوه شناسایی قطعات روی برد از روی حروف

چرا شناسایی قطعات روی برد از روی حروف مهم است؟

تصور کنید یک برد الکترونیکی معیوب در دست دارید و باید قطعه‌ای را که مشکل ایجاد کرده، شناسایی کنید. بدون داشتن دانش درباره‌ی علائم و حروف روی برد، این کار می‌تواند وقت‌گیر و گیج‌کننده باشد. اما وقتی بتوانید به‌سرعت از روی حروف مخفف قطعات را شناسایی کنید، روند عیب‌یابی و تعمیر به طرز چشم‌گیری سریع‌تر و آسان‌تر خواهد شد.

شناسایی قطعات روی برد از روی حروف به شما این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به دانش تخصصی پیچیده، قطعات مختلف مانند مقاومت‌ها، ترانزیستورها، دیودها و سایر اجزا را به‌سادگی تشخیص دهید. این اطلاعات برای تعمیرکاران و مهندسان حیاتی است، زیرا زمان تشخیص مشکل را کاهش داده و دقت کار را افزایش می‌دهد. حتی اگر شما یک کارآموز یا علاقه‌مند به الکترونیک باشید، دانستن این حروف به شما کمک می‌کند تا به‌راحتی با بردهای پیچیده روبرو شوید و به‌جای سردرگمی، با اطمینان کار کنید.

این مهارت همچنین برای بهبود کارکرد دستگاه‌ها و حفظ طول عمر قطعات ضروری است. با تسلط بر شناسایی قطعات روی برد از روی حروف، نه‌تنها می‌توانید هزینه‌های تعمیرات را کاهش دهید، بلکه کیفیت و دقت در کار خود را افزایش داده و به یک حرفه‌ای واقعی در زمینه الکترونیک تبدیل خواهید شد.

• R – مقاومت (Resistor):
  مقاومت برای محدود کردن جریان الکتریکی در مدارها استفاده می‌شود. یکی از قطعات اساسی که در همه مدارهای الکترونیکی وجود دارد.

• C – خازن (Capacitor):
  خازن انرژی الکتریکی را ذخیره کرده و در زمان‌های مناسب آن را آزاد می‌کند. این قطعه برای تنظیم ولتاژ و حذف نویزها کاربرد دارد.

• Q – ترانزیستور (Transistor):
  ترانزیستور به‌عنوان تقویت‌کننده سیگنال یا سوئیچ الکترونیکی استفاده می‌شود و یکی از قطعات اصلی در ساختار مدارهای دیجیتال و آنالوگ است.

• D – دیود (Diode):
  دیود جریان الکتریکی را تنها در یک جهت هدایت می‌کند و در محافظت از مدار در برابر ولتاژ معکوس نقش مهمی ایفا می‌کند.

• L – سلف (Inductor):
  سلف با ذخیره انرژی به صورت میدان مغناطیسی، در مدارهای فرکانس بالا برای تنظیم جریان استفاده می‌شود.

• F – فیوز (Fuse):
  فیوز برای محافظت از مدار در برابر جریان‌های بالا استفاده می‌شود. با افزایش بیش از حد جریان، فیوز قطع می‌شود تا از آسیب دیدن مدار جلوگیری کند.

• U – آی‌سی (Integrated Circuit):
  آی‌سی یا مدار مجتمع، مجموعه‌ای از قطعات الکترونیکی (مانند ترانزیستورها و مقاومت‌ها) است که در یک تراشه کوچک قرار دارد و عملکردهای پیچیده‌ای را در مدار انجام می‌دهد.

• K – رله (Relay):
  رله یک سوئیچ الکترومکانیکی است که با استفاده از یک سیگنال کوچک، جریان‌های بزرگتر را کنترل می‌کند.

• T – ترانسفورماتور (Transformer):
  ترانسفورماتور برای تغییر سطح ولتاژ در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شود. معمولاً در منابع تغذیه و تبدیل ولتاژها کاربرد دارد..

شبکه برق چیست؟

به ترکیبی از عناصر و اجزای مختلف الکتریکی که به هر شکلی (پیکربندی ساده یا پیچیده) به هم متصل شده اند، شبکه الکتریکی می گویند. این همان اصطلاحی است که برای مدار الکتریکی استفاده می شود، اما معمولاً با شبکه های پیچیده ای که با قضایای شبکه حل می شوند مرتبط است.

مدارهای الکترونیکی چیست؟

مدار الکترونیکی نوعی مدار الکتریکی است که از بسیاری از اجزای الکترونیکی مانند دیودها، ترانزیستورها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و غیره تشکیل شده است که حداقل یکی از اجزای فعال باید در مدار ارائه شود که آن را بیشتر متمایز کند. به این ترتیب به جای مدارهای الکتریکی به عنوان یک مدار الکترونیکی شناخته        می شود.

مدار باز

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن ندارد (یعنی کامل نشده است) به عنوان مدار باز شناخته می شود. به عبارت دیگر، مداری که در آن ولتاژ به سمت EMF (منبع تولید کننده) گرایش داشته باشد و جریانی در آن حرکت نداشته باشد، مدار الکتریکی باز نامیده می شود.    

مثالی از مدار باز: مداری با کلید باز یا فیوز سوخته که در آن لامپ به باتری متصل است. بنابراین لامپ نمی درخشد زیرا مدار کامل نشده است، یعنی یک مدار باز است و جریانی در آن وجود ندارد.                                 

مدار بسته

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن دارد (یعنی مدار تکمیل شده) به عنوان مدار بسته شناخته می شود.  

مثالی از مدار بسته: مداری با کلید بسته که در آن لامپ به باتری متصل است. بنابراین لامپ می درخشد همانطور که جریان در رشته لامپ به دلیل مدار کامل شده جریان دارد.                                                             

مدار کوتاه

مداری که مسیر برگشتی برای عبور جریان در آن دارد که مقدار مقاومت = صفر است. (یعنی مدار کامل یا بسته بدون بار متصل) به عنوان اتصال کوتاه شناخته می شود. به عبارت دیگر، مداری که در آن ولتاژ به صفر و جریان به بی نهایت متمایل می شود، اتصال کوتاه نامیده می شود.  

مثال مدار الکتریکی اتصال کوتاه: مداری با کلید بسته بدون بار متصل به ولتاژ تغذیه. به عبارت دیگر، هنگامی که یک سیم فاز یا خط، سیم خنثی را بدون بارگذاری بین آنها لمس می کند. در این صورت فیوز منفجر یا کلید قطع می شود. در صورت عدم وجود حفاظت مناسب، اتصال کوتاه ممکن است به دستگاه آسیب برساند یا آسیب بسیار جدی ایجاد کند.               

مدار سری

در این مدارها، تمام عناصر الکتریکی (منابع ولتاژ یا جریان، سلف‌ها، خازن‌ها، مقاومت‌ها و غیره) به صورت سری به هم متصل می‌شوند، یعنی فقط یک مسیر برای عبور جریان برق وجود دارد. اینها مدارهای       تک شاخه هستند.                                                                                  

مدار موازی

در این مدارها تمامی عناصر الکتریکی (منابع ولتاژ و جریان، سلف ها، خازن ها، مقاومت ها و غیره) به صورت موازی به هم متصل می شوند، یعنی مسیرهای زیادی برای عبور برق وجود دارد و حداقل انشعاب                    در این مدار دو انشعاب است.  

مدار سری- موازی

اگر عناصر مدار در برخی از قسمت ها سری به هم و در برخی دیگر موازی باشند، این یک مدار سری موازی خواهد بود. به عبارت دیگر، این ترکیبی از مدارهای سری، موازی و سری – موازی است.                                   

• مدار الکتریکی مقاومتی خالص
• مدار القایی خالص
• مدار خازنی خالص
• مدار مقاومتی، القایی، یعنی مدار RL
• مدار مقاومتی، خازنی یعنی مدار RC
• مدارهای خازنی، القایی، یعنی مدارهای LC
• مدار مقاومتی، القایی، خازنی یعنی مدار RLC
• سری و موازی مدارهای R، L و C
• ترکیبی از مدارهای سری-موازی یعنی مدار پیچیده
• تمام این مدارها در شکل زیر نشان داده شده است.

در مدارهای داده شده، تمام اجزا یا عناصر ذکر شده در بالا ممکن است به صورت سری، موازی یا در هر دو ترکیب از پیکربندی سری-موازی متصل شوند.     

مدار الکتریکی ستاره – دلتا

این نوع مدارها در اتصال ستاره یا اتصال مثلث متصل می شوند. در این مدارها، المان های الکتریکی به گونه ای به هم متصل می شوند که از نظر پیکربندی سری، موازی یا سری-موازی تعریف نشده است. مدارهای مثلث ستاره را می توان با تبدیل ستاره به دلتا و دلتا به ستاره حل کرد. 

قبل از تجزیه و تحلیل یک مدار و شبکه الکتریکی، باید اصطلاحات مفید زیر را در رابطه با مدارهای الکتریکی بدانید که ماهیت و ویژگی های یک مدار را مشخص می کند.                                                                                 

مدار AC

مدار حاوی منبع تغذیه ولتاژ متناوب به مدارهای AC معروف است. منابع تامین برای مثال ژنراتورهای دینام و سنکرون هستند.                             

مدار DC

مداری که حاوی منبع تغذیه DC ولتاژ است به عنوان مدارهای DC شناخته می شود. منابع تامین برای مثال باتری ها و ژنراتورهای DC هستند.                                                                                                  

مدارهای تک فاز

برق متناوب که در آن همه ولتاژها دارای الگوی سینوسی یکسان در یک دوره زمانی خاص هستند به عنوان منبع AC تک فاز شناخته می شود. در مدار الکتریکی AC تک فاز، تنها دو سیم (معروف به فاز یا خط و خنثی) برای تکمیل مدار مورد نیاز است.

مدارهای چند فازی

پلی به معنای بیش از یک است. همانطور که از نام آن پیداست، برق متناوب که در آن سه ولتاژ سینوسی با اختلاف فاز 120 درجه وجود دارد. در مدارهای سه فاز AC برای تکمیل مدار به سیم سه فاز سه یا سه سیم فاز چهار نیاز است.   

پایان

1403/8/17

تهیه کننده :آرمین رجب زاده مهندس کوچک