آشنایی با قطعات ساده الکترونیکی و کاربرد آنها

[hasangolab]

1-مقاومت: مقاومت قطعه ای است که میزان ولتاژ و آمپراژ را کاهش می دهد. از این قطعه می توان برای جلوگیری از اتصال کوتاه و محافظت از قطعات ضعیف در برابر عبور بیش از حد جریان استفاده نمود.

2-دیود: قطعه ای است که عبور جریان را یک طرفه می کند. از این قطعه می توان برای جلوگیری از تغییر جهت جریان استفاده نمود.

3-خازن: قطعه ای است که هنگام عبور جریان به آرامی شارژ و بعد از قطع جریان به آرامی تخلیه می شود از این قطعه می توان برای کاهش نویز مدار، تبدیل ولتاژ AC به DC و همچنین کاهش نویز و آرام روشن کردن موتور های الکتریکی اشاره کرد.

4-ترانزیستور: ترانزیستور عبور جریان امیتر به کلکتور را توسط بیس کنترل می کند. کار ترانزیستور تقویت و تضعیف دامنه امواج الکتریکی و همچنین یک رله غیر مکانیکی است.

 

[tature]

پاسخ : آشنایی با قطعات ساده الکترونیکی و کاربرد آنها

موضوع خوبیه و لی فقط یه کم سطح مطلب پایینه اگه کمی سطح علمی مطلبو ببریر بالا عالی میشه.
ولی باز هم جای تشکر داره.

 

[max]

مدار های مجتمع یا IC ها

با پیشرفت کردن دانش الکترونیک ، مهندسان الکترونیک که همواره با دیود ها وسایل و دستگاه های پیشرفته تر می ساختن سریعا متوجه شدن که اگه این چیزایی رو که میسازن رو بخوان انباشته و متجمع کنن به اندازه ی یه آپارتمان جا لازم دارن و با محدودیت های زیادی هم از نظر فضا مواجهن. کاهش فضا مخصوصا در فناوری ها و علوم فضایی خیلی لازم بود و اونا می دونستن که باید از دستگاه های خیلی ریز تری استفاده کنن. فناوری ها و علوم کامپیوتری هم به قطعات کوچکتر و در عین حال با ظرفیت تری نیاز دارن.بر پایه ی این نیاز، این فکر به مغز دانشمندان خطور کرد که این قطعات را به شکل مجتمع مثه یه واحد الکترونیکی روی یه صفحه ی خیلی کوچیک نیمه رسانا سوار کنن . در اوائل 1960 تو آمریکا اولین مدارهای مجتمع به بازار اومد و صدها دلار به فروش رسید.الآن این مدارای مجتمع یا همون Integrated Circute) IC) ها قیمت ترانزیستورا رو دارن. این مدارا امروزه همه جا کاربرد دارن. این مدارا نه تنها کوچیک و قابل اعتمادن بلکه امکان تولید ساختارای کاملا جدید تری رو فراهم کردن!
این مدار های مجتمع هم با مواد نیمه رسانا مثه دیودا ساخته می شن.

 

[زهرا.ب]

پاسخ : آشنایی با قطعات ساده الکترونیکی و کاربرد آنها

موضوع خیلی خوبیه . پیشنهاد میکنم گسترده تر کار کنین

 

[salary]

پاسخ : آشنایی با قطعات ساده الکترونیکی و کاربرد آنها

آشنايي با قطعات الكترونيكي - ترانزیستور

ترانزیستور زمانی که ساخت شده دگرگونی زيادي در الکترونیک ايجاد کرد به طوري که حجم و وزن مدارات اللکترونیکي به طور چشم گیری کاهش یافت.

ترانزیستور چیست؟

ترانزیستور در سال 1947 در آزمایشگاه های بل هنگام تحقیق برای تقویت کننده های بهتر و یافتن جایگزینی بهتر برای رله های مکانیکی اختراع شد.لوله های خلاء، صوت و موسیقی را در نیمه اول قرن بیستم تقویت کرده بودنداما توان زیادی مصرف می کردند و سریعا می سوختند .

شبکه های تلفن نیز به صد ها هزار رله مکانیکی برای اتصال مدارات به همدیگر نیاز داشتند تا شبکه بتواند سر پا بایستد و چون این رله های مکانیکی بودند لازم بود برای عملکرد مطلوب همیشه تمیز باشند . در نتیجه نگه داری و سرویس آنها مشکل و پر هزینه بود. با ظهور ترانزیستور قیمت ها نسبت به زمان استفاده از لامپ خلاء شکسته شد و بهبودی زیادی در کیفیت شبکه های تلفن حاصل گردید

ترانزیستور

معمولاً آن را به عنوان یکی از قطعات الکترونیک می‌‌شناسند. ترانزیستور یکی از ادوات حالت جامد است که از مواد نیمه رسانایی مانند سیلیسیم (سیلیکان) ساخته می‌شود. ترانزیستور از 3 پایه تشکیل شده بیس ، امیتر ، کلکتور نام گذاری می شود

کاربرد

ترانزیستور هم در مدارات الکترونیک آنالوگ و هم در مدارات الکترونیک دیجیتال کاربردهای بسیار وسیعی دارد. در آنالوگ می‌توان از آن به عنوان تقویت کننده یا تنظیم کننده ولتاژ (رگولاتور) و ... استفاده کرد. کاربرد ترانزیستور در الکترونیک دیجیتال شامل مواردی مانند پیاده سازی مدار منطقی، حافظه، سوئیچ کردن و ... می‌شود.به جرات می توان گفت که ترانزیستور قلب تپنده الکترونیک است.

انواع

دو دسته مهم از ترانزیستورها BJT (ترانزیستور دوقطبی پیوندی) (Bypolar Junction Transistors) و FET (ترانزیستور اثر میدان) (Field Effect Transistors) هستند. ترانزیستورهای اثزمیدان یا FET‌ها نیز خود به دو دسته ی ترانزیستور اثر میدان پیوندی(JFET) و MOSFET‌ها (Metal Oxide SemiConductor Field Effect Transistor) تقسیم می‌شوند.

ترانزیستور چگونه کار می کند؟

ترانزیستور کاربرد های زیادی دارد اما دو کاربرد پایه ای آن به عنوان سوئیچ و استفاده در مدولاسیون است که کاربرد دومی بیشتر به عنوان تقوت کننده مورد نظر است.

این دو کاربرد ترانزیستور را می توان اینگونه توضیح داد :

سوئیچ همان کلید است مثل کلید چراغ خواب اتاقتان . دارای دو حالت روشن و خاموش است با قرار دادن کلید در حالت روشن چراغ اتاقتان روشن می شود و با قراردادن کلید در حالت خاموش چراغ خاموش می شود . بله به همین سادگی ! کاربرد ترانزیستور هم به عنوان سوئیچ به همن صورت است.

اما کاربرد تقویت کنندگی آن را می توان بدین صورت توضیح داد :
چراغ خواب نور کمی دارد اما اگر بتوان این نور را چنان زیاد کرد که تمام اتاق را روشن کند آنوقت عمل تقویت کنندگی صورت گرفته است.

فرق بین سوئیچینگ به وسیله ترانزیستور و به وسیله کلید برق! سرعت بسیار زیاد ترانزیستور است که می توان گاهی آن را در مقایسه با کلید آنی در نظر گرفت(صد ها هزار برابر و شاید میلیونها بار سریعتر).و اینکه ترانزیستور را می توان به دیگر منابع الکترونیکی متصل کرد مثلا به میکروفن به منبع سیگنال و حتی به یک ترانزیستور دیگر ....

ترانزیستور از عناصری به نام نیمه هادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم ساخته می شود نیمه هادی ها جریان الکتریسیته را نسبتا خوب( – اما نه به اندازه ای خوب که رسانا خوانده شوند مانند مس و آلومنیوم و تقریبا بد اما نه به اندازه ای که عایق نامگذاری شوند مانند شیشه) هدایت می کنند به همین دلیل به آنها نیمه هادی می گویند.

عمل جادویی که ترانزیستور می تواند انجام دهد اینست که می تواند مقدار هادی بودن خود را تغییر دهد . هنگامی که لازم است یک هادی باشد می تواند هدایت خوبی دشته باشد و هنگامی که لازم است تا به عنوان عایق عمل کند جریان بسیار کمی را از خود عبور می دهد که می توان آن را ناچیز شمرد.

نیمه هادی ها در مقابل الکتریسیته عملکرد جالبی دارند یک قطعه از یک عنصر نیمه هادی را بین دو قطع از یک عنصر نیمه هادی دیگر قرار دهید.جریان کم قطعه وسطی قادر است که جریان دو قطعه ی دیگر را کنترل کند. جریان کمی که از قطعه ی وسطی می گذرد برای مثال می تواند یک موج رادیوئی یا جریان خروجی از یک ترانزیستور دیگر باشد .

حتی اگر جریان ورودی بسیار ضعیف هم باشد( مثلا یک سیگنال رادیوئی که مسافت زیادی را طی کرده و از رمق افتاده است!) ترانزیستور می تواند جریان قوی مدار دیگری را که به آن وصل است کنترل کند. به زبان ساده ترانزیستور رفتار جریان خروجی از روی رفتار جریان ورودی تقلید می کند.نتیجه می تواند یک سیگنال تقوت شده و پرتوان رادیوئی باشد.

اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند
جریانی از مدار عبور نخواهد کرد.

اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.

موارد بسیاری هم وجود دارد که شما از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ استفاده می کنید. بدیهی است که این خصیصه مستقیما" از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان وردی و خروجی تقویت شده را روی یک مقاومت بیندازیم تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.

جریان ورودی ای که که یک ترانزیستور می تواند آنرا تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آنکه شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید. از این خاصیت ترانزیستور معمولا" برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.


از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد.

همانطور که در مطلب قبل (اولین ترانزیستورها) اشاره کردیم ترانزيستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.

در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کرد (چرا؟).

این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. همانطور که می دانید یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد.

به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی - مثلآ برای آشکار سازی - را نداشتند. معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند.

محصولات الکترونیک؛ هر روز کوچک‌تر از دیروز
پژوهشگران ابعاد ترانزیستور و حافظه فلش را تا هزار برابر کاهش داده‌اند. آیا عمر قانون مور به پایان رسیده است؟

دانشمندان موفق به ابداع ترانزیستورها و حافظه‌های فلشی بسیار کوچک‌تر از نمونه‌های کنونی شده‌اند. هر یک از این دستاوردها می‌تواند به تحولی در ابعاد پردازشگر‌ها و حافظه‌های فلش منجر شود.

بیش از 40 سال است که با آهنگ قابل توجهی بر قدرت پردازشگرهای رایانه‌ای افزوده و در عین حال از ابعاد آنها کاسته می‌شود. خیلی سخت می‌توان نقطه پایانی برای این روند قائل شد، چه آن‌که مهندسان هر از چندگاهی نقطه‌ای را برای بهبود این وسایل الکترونیکی تعیین می‌کنند و هر روز خود را به آن نقاط نزدیک‌تر می‌کنند. با این حال مدتی است که این روند توسعه دچار رخوت شده است.

در هفته اخیر، شکل‌های جدید و پیشرفته‌تری از ترانزیستورها و حافظه‌ها رونمایی شد که کارشناسان انتظار دارند توسعه و بهبود این محصولات را از کندی و رکود موجود رها کند.

گروهی از محققان آمریکایی توانسته‌اند ترانزیستورهایی را در ابعاد 1000 برابر کوچک‌تر از نمونه‌های امروزی بسازند؛ و گروهی دیگر موفق شده‌اند نمونه‌ای از حافظه‌ فلش را که قادر به ذخیره تمام کتاب‌های کتابخانه کنگره آمریکا در تنها 10 سانتیمتر است، معرفی کرده‌اند.

سال‌ها پیش، یکی از مدیران اینتل به‌نام مور پیش‌بینی کرده بود که هر هجده ماه یک‌بار، ابعاد ریزتراشه‌ها به نصف، کاهش و سرعت پردازش آنها دو برابر می‌شود. این پیش‌بینی که به قانون مور معروف شده است، سال‌ها است به هدف اصلی تولیدکنندگان سخت‌افزارهای الکترونیکی تبدیل شده و آنها درتلاشند محصولات جدید خود را بر اساس زمان‌بندی قانون مور به بازار عرضه کنند. اما از قرار معلوم، این بار پیشرفت دانشمندان حد قانون مور را هم شکسته است.

اثر دومینو
توماس راسل از دانشگاه ماساچوست و تیم بین‌المللی او، این نظریه را برای اولین بار مطرح کردند که حافظه فلش می‌تواند از آهن‌رباهایی در مقیاس نانو ساخته شود. این گروه به روشی دست یافته‌اند که حافظه را وادار می‌کند با استفاده از اثر آبشاری که مشابه دومینو عمل می‌کند، خودش را بسازد.

آنها دریافته‌اند که می‌توان با کاهش استحکام یک صفحه مشخص در قرص سیلیکون یا یاقوت کبود، بلور بسیار منظمی را به طور دقیق و حساب‌شده‌ای ناپایدار کرد. برای ناپایدار شدن و بازچینش اتم‌ها، بلور تا حدود 1400 درجه سانتی‌گراد حرارت دریافت می‌کند و فرورفتگی‌هایی در امتداد قرص به صورت دندان اره‌ای پدید می‌آید.

این الگو سپس در پلیمرهای شفرد به‌کار برده می‌شود و به طور مرتب در مقیاس نانو تکرار می‌شود تا پوششی برای پدید آوردن آرایه‌ای از آهن‌رباهای نیکلی بسازد. هر یک از این آهن‌رباها می‌توانند یک بیت دیجیتال، یعنی صفر یا یک را در جهت مغناطیسی شمالی-جنوبی ذخیره کنند.

داده‌های متراکم
راسل ادعا می‌کند که یک آرایه می‌تواند با استفاده از آهن‌رباهای 3 نانومتری، 10 ترابیت حدود 270 دی.وی.دی استاندارد را در هر اینچ مربع ذخیره کند. این درحالی است که او اکنون روی آهن‌رباهای ایده‌آلی کار می‌کند که به اندازه‌ای کافی برای ذخیره 100 ترابیت در اینچ مربع، کوچک هستند.

به گفته او، صنایع اکنون روی نیم ترابیت در اینچ مربع کار می‌کنند و درتلاشند که این ظرفیت را طی چند سال آینده به 10 ترابیت برسانند. سباستین لوکومندس ‌که در دانشگاه بوردز فرانسه روی نانوفناوری‌های خود-سازنده تحقیق می‌کند، می‌گوید: «این کار به عقیده من، امکان پدید آمدن جهشی بزرگ را در وسایل ذخیره‌سازی پرظرفیت نشان می‌دهد.»

ترانزیستورهای کوچک
علاوه بر این، در هفته اخیر از پیشرفتی رونمایی شد که می‌تواند ترانزیستورهای به‌کار رفته در پردازشگرهای کامپیوتری را 1000 بار کوچک‌تر کند.

کوچک‌ترین اجزا‌ در ترانزیستورهای سیلیکونی فعلی 45 نانومتر طول دارند؛ ولی آن‌چه جرمی لوی و همکارانش در دانشگاه پیتسبورگ ساخته‌اند، دارای اجزایی با ابعاد تنها 2 نانومتر است. این بدان معنی است که تعداد بسیار بیشتری از ترانزیستورها را می‌توان در همان ابعاد ترانزیستورهای فعلی جای داد.

این گروه با توجه به مطالعاتشان ترجیح داده‌اند تا به جای ساختن ترانزیستورها از سیلیکون، از دو شکل متفاوت کانی شناخته‌شده پیروفسکیت استفاده کنند. وقتی دو بلور جداکننده با ضخامت مناسب در کنار یکدیگر نگه داشته شوند، محل برخورد آنها قادر به انتقال جریان الکتریکی است؛ ولی اگر یکی از قطعات بیش از اندازه نازک باشد، جریان عبور نمی‌کند.

تیم لوی با کار روی قرص‌هایی که ضخامت کافی را برای انتقال جریان نداشتند، دریافتند که می‌توان با بهره‌گیری از سوزن‌های میکروسکوپی، مسیری برای عبور جریان ایجاد کنند. یک ولتاژ مثبت از سوزن سبب بازچینی اتم‌های بلور می‌شود و به این ترتیب، خطوطی 2 نانومتری پدید آید که مانند سیم‌های الکتریکی رسانا است.

نوشتن و پاک کردن
با به‌کارگیری این فناوری می‌توان به ترانزیستورهایی دست یافت که حدودا 1000 برابر کوچک‌تر از آنهایی است که از سیلیکون ساخته شده‌اند. سیم‌ها در این روش می‌توانند به راحتی تا 100 بار حذف شوند و مجددا ساخته شوند.

به گفته لوی، وجود امکان پاک کردن اجزای یک طراحی و دوباره نویسی آنها، امکانات غیرمرسوم دیگری را هم ارائه می‌کند. به عنوان نمونه می‌توان از این پدیده برای ساخت سخت‌افزارهایی استفاده کرد که در حین مدیریت داده‌ها، الگوی سیم‌های خود را تغییر می‌دهند.

او ادعا می‌کند که این دستاورد می‌تواند با تجمیع حافظه و منطق، تمایز میان سخت‌افزار و نرم‌افزار را کم‌رنگ یا حتی محو کند.

جین مارک تریسکون در دانشگاه ژنو نشان داده است که علاوه بر این کاربرد، بلور‌های پروفسکیست می‌توانند مانند ابررساناها نیز رفتار کنند. او می‌گوید: «دستاوردهای لوی و همکارانش در صورتی که با یافته‌های ما ترکیب شود، می‌تواند به ساخت مدارهای الکترونیکی کوچکی منتج شود که قابلیت‌های جالب بسیاری را به ما خواهد داد. »




http://herfe-rszy.blogfa.com/post-378.aspx

 

[salary]

پاسخ : آشنایی با قطعات ساده الکترونیکی و کاربرد آنها

سیم پیچ

سیم پیچ به طور ساده یک سیم هادی معمولی است که پیچانده شده است . مقاومت اهمی سیم پیچ را در اغلب موارد می توان صفر فرض نمود و بنابر این با عبور جریان dc سیم پیچ مانند یک هادی عمل کرده و عکس العملی ندارد .(ولتاژ دو سر آن صفر است) اما چنانچه جریان عبوری بخواهد تغییر نماید . سیم پیچ با تغییر جریان مخالفت نموده و این مخالفت به صورت ایجاد ولتاژی به نام ولتاژ القائی بروز نماید. و اصولاَ این خاصیت خودالقائی سیم پیچ می نامیم.

هرگاه از سیمی جریان عبور کند اطراف سیم میدان مغناطیسی ایجاد می شود . در سال 1824 دانشمندی به نام اورستد دریافت که هرگاه قطب نمائی به سیم حامل جریان نزدیک شود عقربه منحرف می شود . و اثبات این موضوع است که اطراف سیم حامل جریان میدان مغناطیسی وجود دارد . تجمع براده ها در نزدیکی سیم بیشتر بوده به این معنی که شدت میدان مغناطیسی ایجاد شده در نزدیکی سیم بیشتر است . و هر چه از سیم دورتر شویم میدان مغناطیسی ضعیف تر می شود.

شارژ و دشارژ

همانند خازن سیم پیچ هم قابلیت شارژ و دشارژ دارد. با این فرق که انرژی در سیم پیچ به صورت الکترو مغناطیسی ذخیره می شود. در صورتی که انرژی ذخیره شده در خازن از نوع الکترواستاتیکی است.


دیود نوری

قطعات دو پایانه طراحی شده برای پاسخ به جذب فوتون ، دیودهای نوری نامیده می‌شوند. برخی از دیودهای نوری سرعت پاسخ و حساسیت بسیار بالایی دارند. از آنجایی که ‌الکترونیک نوین علاوه بر سیگنالهای الکتریکی اغلب دارای سیگنالهای نوری نیز می‌باشد، دیودهای نوری نقش مهمی ‌را به عنوان قطعات الکترونیک ایفا می‌کنند. غالبا از قطعات پیوندی برای بهبودی سرعت پاسخ و حساسیت آشکارسازهای نوری یا تابشهای پر انرژی استفاده می‌شود.

آشکارسازهای نوری

یک چنین قطعه‌ای برای اندازه گیری سطوح روشنایی یا تبدیل سیگنالهای نوری متغیر با زمان به سیگنالهای الکتریکی وسیله‌ای مناسب است. در بیشتر آشکارسازهای نوری سرعت پاسخ آشکارساز بسیار مهم است. مرحله نفوذ حاملین بار امری زمان‌بر است و باید در صورت امکان حذف شود. پس مطلوب است که پهنای ناحیه تهی به ‌اندازه کافی بزرگ باشد تا اکثر فوتون‌ها به‌جای نواحی خنثی n و p در درون ناحیه تهی جذب شوند.

وقتی که یک EHP در ناحیه تهی بوجود آید، میدان الکتریکی ، الکترون را به طرف n و حفره را به طرف p می‌کشد. چون این رانش حاملین بار در زمان کوتاهی رخ می‌دهد، پاسخ دیود نوری می‌تواند بسیار سریع باشد. هنگامی ‌که حاملین بار عمدتا در ناحیه تهی w ایجاد شوند، به آشکارساز یک دیود نوری لایه تهی گفته می‌شود. اگر w پهن باشد، اکثر فوتونهای تابشی در ناحیه تهی جذب خواهند شد. w پهن منجر به کاهش ظرفیت پیوند شده و در نتیجه ثابت زمانی مدار آشکارساز را کاهش می‌دهد.

کاربرد دیود نوری

کاربرد باتریهای خورشیدی محدود به فضای دور نیست. حتی با تضعیف شدت تابش خورشید توسط جو می‌توان توسط این باتریها توان مفیدی را برای کاربردهای زمینی بدست آورد. یک باتری خوش ساخت از سیلیسیوم می‌تواند دارای بازده خوب در تبدیل انرژی الکتریکی باشد.



خازن چیست و کاركرد آن چگونه است؟

خازن ها انرژی الكتریكی را نگهداری می كنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تایمینگ استفاده می شوند . همچنین از خازن ها برای صاف كردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می شود . از خازن ها در مدارات بعنوان ***** هم استفاده می شود . زیرا خازن ها به راحتی سیگنالهای غیر مستقیم AC را عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می شوند .

ظرفیت :
ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانائی نگهداری انرژی الكتریكی است . ظرفیت زیاد بدین معنی است كه خازن قادر به نگهداری انرژی الكتریكی بیشتری است . واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص كننده ظرفیت بالا می باشد . بنابراین استفاده از واحدهای كوچكتر نیز در خازنها مرسوم است . میكروفاراد µF ، نانوفاراد nF و پیكوفاراد pF واحدهای كوچكتر فاراد هستند .

µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F
n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF
p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

انواع مختلفی از خازن ها وجود دارند كه میتوان از دو نوع اصلی آنها ، با پلاریته ( قطب دار ) و بدون پلاریته ( بدون قطب ) نام برد .


خازنهای قطب دار :

الف - خازن های الكترولیت

در خازنهای الكترولیت قطب مثبت و منفی بر روی بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار می گیرند . دو نوع طراحی برای شكل این خازن ها وجود دارد . یكی شكل اَكسیل كه در این نوع پایه های یكی در طرف راست و دیگری در طرف چپ قرار دارد و دیگری رادیال كه در این نوع هر دو پایه خازن در یك طرف آن قرار دارد . در شكل نمونه ای از خازن اكسیل و رادیال نشان داده شده است .


در خازن های الكترولیت ظرفیت آنها بصورت یك عدد بر روی بدنه شان نوشته شده است . همچنین ولتاژ تحمل خازن ها نیز بر روی بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب یك خازن باید این ولتاژ مد نظر قرار گیرد . این خازن ها آسیبی نمی بینند مگر اینكه با هویه داغ شوند .


ب - خازن های تانتالیوم

خازن های تانتالیم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهای الكترولیت معمولاً ولتاژ كمی دارند . این خازن ها معمولاً در سایز های كوچك و البته گران تهیه می شوند و بنابراین یك ظرفیت بالا را در سایزی كوچك را ارائه می دهند . در خازنهای تانتالیوم جدید ، ولتاژ و ظرفیت بر روی بدنه آنها نوشته شده ولی در انواع قدیمی از یك نوار رنگی استفاده می شود كه مثلا دو خط دارد ( برای دو رقم ) و یك نقطه رنگی برای تعداد صفرها وجود دارد كه ظرفیت بر حست میكروفاراد را مشخص می كنند .

برای دو رقم اول كدهای استاندارد رنگی استفاده می شود ولی برای تعداد صفرها و محل رنگی ، رنگ خاكستری به معنی × 0.01 و رنگ سفید به معنی × 0.1 است . نوار رنگی سوم نزدیك به انتها ، ولتاژ را مشخص می كند بطوری كه اگر این خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشكی 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبی 20 ولت ، خاكستری 25 ولت و سفید 30 ولت را نشان می دهد . برای مثال رنگهای آبی - خاكستری و نقطه سیاه به معنی 68 میكروفاراد است . آبی - خاكستری و نقطه سفید به معنی 8/6 میكروفاراد است .


خازنهای بدون قطب :

خازن های بدون قطب معمولا خازنهای با ظرفیت كم هستند و میتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . این خازنها در برابر گرما تحمل بیشتری دارند و در ولتاژهای بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه می شوند . پیدا كردن ظرفیت این خازنها كمی مشكل است چون انواع زیادی از این نوع خازنها وجود دارد و سیستم های كد گذاری مختلفی برای آنها وجود دارد . در بسیاری از خازن ها با ظرفیت كم ، ظرفیت بر روی خازن نوشته شده ولی هیچ واحد یا مضربی برای آن چاپ نشده و برای دانستن واحد باید به دانش خودتان رجوع كنید. برای مثال بر 1/0 به معنی 0.1µF یا 100 نانوفاراد است .

گاهی اوقات بر روی این خازنها چنین نوشته می شود ( 4n7 ) به معنی 7/4 نانوفاراد . در خازن های كوچك چنانچه نوشتن بر روی آنها مشكل باشد از شماره های كد دار بر روی خازن ها استفاده می شود . در این موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهید تا ظرفیت بر حسب پیكوفاراد بدست اید . بطور مثال اگر بر روی خازنی عدد 102 چاپ شده باشد ، ظرفیت برابر خواهد بود با 1000 پیكوفاراد یا 1 نانوفاراد .


كد رنگی خازن ها :
در خازن های پلیستر برای سالهای زیادی از كدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می شد . در این كد ها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می دهند و رنگ چهارم تولرانس ا نشان می دهد . برای مثال قهوه ای - مشكی - نارنجی به معنی 10000 پیكوفاراد یا 10 نانوفاراد است . خازن های پلیستر امروزه به وفور در مدارات الكترونیك مورد استفاده قرار می گیرند . این خازنها در برابر حرارت زیاد معیوب می شوند و بنابراین هنگام لحیمكاری باید به این نكته توجه داشت .

كد رنگی خازنها

رنگ
شماره

سیاه
0

قهوه ای
1

قرمز
2

نارنجی
3

زرد
4

سبز
5

آبی
6

بنفش
7

خاكستری
8

سفید
9​

خازن ها با هر ظرفیتی وجود ندارند . بطور مثال خازن های 22 میكروفاراد یا 47 میكروفاراد وجود دارند ولی خازن های 25 میكروفاراد یا 117 میكروفاراد وجود ندارند .
دلیل اینكار چنین است : فرض كنیم بخواهیم خازن ها را با اختلاف ظرفیت ده تا ده تا بسازیم . مثلاً 10 و 20 و 30 و . . . به همین ترتیب . در ابتدا خوب بنظر می رسد ولی وقتی كه به ظرفیت مثلاً 1000 برسیم چه رخ می دهد ؟ مثلاً 1000 و 1010 و 1020 و . . . كه در اینصورت اختلاف بین خازن 1000 میكروفاراد با 1010 میكروفاراد بسیار كم است و فرقی با هم ندارند پس این مسئله معقول بنظر نمی رسد . برای ساختن یك رنج محسوس از ارزش خازن ها ، میتوان برای اندازه ظرفیت از مضارب استاندارد 10 استفاده نمود . مثلاً 7/4 - 47 - 470 و . . . و یا 2/2 - 220 - 2200 و . . .



www.herfe-rszy.blogfa.com