الملفات



يتركب الملف من سلك معزول ملفوف على إطار من مادة عازلة former وممكن أن تكون على عدة أشكال منها:
1- على شكل أسطوانة أو مكعب أو متوازي مستطيلات .
2- على شكل قلب الإطار مجوفاً وفارغاً ، وممكن أن يكون قلب الإطار مشغولاً بشرائح حديدية أو مسحوق حديد أو مادة الفيرريت ferrite
3- ممكن أن يغلف الملف بغلاف من الحديد وذلك عند الرغبة في ألا يتأثر الملف بالمجالات المغناطيسية الخارجية وقد يغلف بغلاف من البلاستيك لحمايته ، وقد يترك بدون تغليف .

الترانزيستور



كيفية عمله

الترانزستور الوصلي ثنائي القطب، أو الترانزستور ثنائي القطب، الذي يتكون من طبقة رقيقة جدًا من نوع من أشباه الموصلات، محشوة بين طبقتين سميكتين من النوع المقابل. فإذا كانت الطبقة الوسطى، على سبيل المثال، من النوع س، تكون الطبقتان الخارجيتان من النوع م. وتسمى المنطقة الوسطى القاعدة، والمنطقتان الخارجيتان الباعث والمجمِّع.

وللترانزستور ثنائي القطب وصلتا م س وثلاثة أطراف. ويربط طرفان من هذه الأطراف، في العادة، الباعث والمجمِّع إلى دائرة خرجية، بينما يصل الطرف الثالث القاعدة بدائرة داخلية. ولك الدائرة الخرجية، ولكن رفع الفولتية المطبقة على القاعدة قليلاً يؤدي إلى دخول عدد كبير من الإلكترونات إلى القاعدة عبر الوصلة المنحازة أماميًا، ويتفاوت هذا العدد حسب قوة الفولتية. ولأن منطقة القاعدة رقيقة جدًا، يستطيع مصدر الفولتية في الدائرة الخرجية جذب الإلكترونات عبر الوصلة المنحازة عكسيًا. ونتيجة لذلك يسري تيار قوي عبر الترانزستور، وعبر الدائرة الخرجية. وبهذه الطريقة يمكن التحكم في سريان تيار قوي عبر الدائرة الخرجية، بتزويد القاعدة بإشارة صغيرة.

انواع الترانزيستور

والترانزيستور نوعان BJT و FET.


أحدث اختراعها ثورة كبيرة في صناعة الحاسوب أدت إلى تقليل حجمه بدرجة كبيرة جدا وزيادة سرعته مقارنة بالجيل الأول من الحواسيب الذى كان يستخدم الصمامات أو الأنابيب المفرغة كعناصر للبناء و المكثفات و المقاومات. حيث وصل وزن الجيل الأول من الحواسيب إلى ما يزيد عن 30 طن في حين أن الجيل الثاني منه والذي استخدام الترانزستور فيه كعناصر بناء وصل حجمه إلى أقل مننصف كمبيوتر الجيل الأول بالإضافة إلى انخفاض درجة الحرارة الصادرة عنه مقارنة بنظيره من الجيل الأول.

يصنع الترانزستور من أشباه الموصلات مثل الجاليوم والجرمانيوم والكوارتز. ويتكون الترانزسستور من قاعدة (Base) ويرمز لها بالرمز B ومشع (Emitter) ويرمز له بالرمز E والمجمع (Collector) ويرمز له بالرمز C ، والترانزستورات العادية يوجد منها نوعان هما: npnوpnpوالفرق بينهم الاول يكون خرجة عن الالكترونيات والاخر خرجة عن طريق الاماكن الفرغة



طريقة فحص الترانزستورات: للترانزستور ثلاثة أطراف كما هو معلوم يرمز لها ب C،B،E كما في هو مبين في الأعلى، والترانزستور ال npn أو ال pnp هو عبارة عن ثنائيين معاً وعند الفحص يجب إجاء ستة فحوص للتأكد من سلامة الترانزستور؛ أولها وثانيها: نضع مؤشر ساعة الفحص على الأوم ميتر ثم نضع سلك الساعة الموجب على الطرف الموجب لأحد الثنائيين (Base)والسلك السالب للساعة مع أحد طرفي الثنائيين (C) ويجب أن يعطينا مقاومة صغيرة، وهذا يسمى الفحص الأمامي، والفحص الخلفي يكون بنفس الطريقة على نفس طرفي الترانزستور ولكن بقلب أسلاك الساعة الموجب على السالب للترانزستور والسالب على الموجب فيعطينا مقاومة كبيرة.

ثالثها ورابعها: فحص الطرف (B) مع الطرف الآخر (E) بنفس الآلية السابقة فحصاً أمامياً وآخر خلفياً وبنفس المحترزات السابقة.

خامسها وسادسها: فحص طرفي الترانزستور من طرفيه (C) و (E) فحصاً أماميا ثم قلب أسلاك الساعة على نفس الطرفين ليصبح فحصاً خلفياً وليعطينا مقاومة كبيرة جداً في كلا الفحصين.

الخصائص الفزيائية

الترانزستر عبارة عن PNP OR NPN و رمز البي أو الآن هو يدل على نوع التطعيم للمادة شبه الموصلة. لنفرض أن ال بي جي تي الذي سوف نحلل عملية عمله هو أن بي أن. نتيجة أن الباعث به شحنات زائده سالبة (الكترونات ) و القاعدة تحوى القليل منها ينشا تيار يسمي diffusiom current و هذا التيار يكون اتجاه من القاعدة للباعث لانه عكس حركة الالكترونات التى هي من السالب للموجب. و كذا ينشا تيار من نفس النوع و لكن بسبب وجود اغلبيية موجبة في القاعدة عن التي في الباعث و من ثم ينشأ تيار من القاعدة للباعث (اتجاه الشحنات الموجبة هو اتجاه التيار). اذن التيار الكلى هو مجموع التياريين سالفي الذكر. حسنا الآن نعود إلى التيار الناشئ من الأغلبية السالبة في المشع إلى اين تذهب تلك الاكترونات الاجابة انها تواصل طريقهانحو القاعدة و المجمع. و نظرا لوجود بعض الفجوات الموجبة انها سوف يحدث لقليل من الالكترونات الحرة اتحاد مع الفجوات electron hole recombination و قلنا لقليل من الالكترونات و ليس كلها لأن التطعيم الذى تم عمله للقاعدة ليس كثيف not heavily dopent, و الذي لا يتحد يصل إلى المجمع ثم إلى الدائرة الخارجية. و هنا يجب أن نذكر أن التطعيم للباعث يجب أن يكون كثيف أما للقاعدة يكون التطعيم اقل من الباعث. و المجمع ليس بالضروة أن يكون مطعم.

مسار التيار الكهربـي



قد يتبادر للذهن أن التيار الكهربي يسري من الموجب إلى السالب والحقيقة هي العكس فالتيار يسري من السالب إلى الموجب وهذا ما يسمى المفهوم الحقيقي أما ما هو معلوم للعموم أن التيار يسري من الموجب إلى السالب فهو افتراضي أو اصطلاحيا أي أنه مفهوم أتفق عليه كمصطلح

الإلكترونات وتوليد الكهرباء

بالنسبة للمواد الناقلة مثل الحديد النحاس والمعدن إجمالا تكون الإلكترونات في حركة عشوائية أي أنها تنتقل من ذرة إلى أخرى تجاورها لكن بمجرد دخول إلكترون إلى الذرة حتى تقوم هذه الذرة بطرد إلكترون حتى تبقى في حالة تعادل ( أي عدد إلكتروناتها = عدد بروتوناتها ) وتضل هذه الإلكترونات متنقلة في حالة عشوائية من ذرة إلى أخرى دون تحديد مسار مثال:الرسم 4-أ / 4-ب





التيار الكهربي
ويمكن للإلكترونات أن تولد تيارا كهربي ( مفردة تيار تطلق عادة على كل ما هو متدفق و متدافع في اتجاه واحد كتيار الماء في النهر وهو تدفق المياه بشدة في اتجاه معين ...تيار الهواء ويقع عند فتح النوافذ فيندفع الهواء من نقطة لأخرى بشدة ) فعوضا عن تحركها العشوائي تتخذ مسارا مترددا بين الموجب والسالب



توليد الكهرباء
المولد ( الدينامو ) الرسم 5
إذا ما قمنا بلف سلك نحاس معزول في شكل لفيفتين ( ملفين) وجعلنا وسطها قطعة من المغنطيس الثابت ( معلوم أن المغنطيس له قطبين أحدهما يسمى شمالا والآخر جنوبا ... ورد شرح المغنطيس في درس مفهوم المحول ) وجعلنا هذا المغنطيس يلف حول نفسه بين الملفين الذين سبق تحضيرهما فإن الإلكترونات ستتخذ اتجاها حسب القطبية فيضل يتناوب بين الموجب والسلب حسب القطب المغنطيسي القريب منه أثناء الدوران وبذلك ينتج تيار كهربي متردد( متناوب ) ويكون التردد بحسب سرعة الدوران وإذا ما كان عدد دورات المغنطيس ثابت مثلا 3000دورة في الدقيقة فسيتردد ( يتناوب . يتذبذب) التيار الكهربي الناتج 50 مرة في الثانية وهذا ما يسمى بذبذبة 50هرتز مثال تقريبي ( لاحظ أن درجة الجهد المولد تتردد بين ما هو فوق خط الصفر وما هو دون خط الصفر الرسم5 ب ( أبسط أنواع المولدات تلك التي في الدراجات ) ويمكن لهذا التيار المتردد أن يتحول إلى تيار مستمر عبر مراحل

الكهرباء

مفهوم الذرة
إن عالمنا المادي يحتوي على أشياء كثيرة جدا مثل الخشب والحديد والزجاج والسكر وكل هذه الأشياء نسميها المادة.ونعني بالمادة كل شيء يشغل حيزا في الفضاء وله وزن.ولنضرب مثلا بسيطا من أمثلة هذه المواد ( الماء) إذا أخذنا كمية من الماء وأمكننا تقسيمها إلى أقسام صغيرة وبقينا نقسمها حتى نصل ولو نظريا إلى جزء صغير من الماء لا يمكن أن نقسمه إلى أصغر منه بالطريقة العادية لعمليات التقسيم والفصل. وهذا الجزء الصغير جدا يبقى محتفظا بخواص الماء الأصلية من حيث لونه وطعمه وخواصه الكيمائية. نسمي هذا الجزء المتناهي في الصغر بالجزيء
إذا مررنا التيار الكهربي في الماء فإن هذا الجزيء سوف يتحلل إلى غازين هما الأكسيجين والهدروجين وهما لا يشبهان الماء في أي من خواصه بل هما أبسط منه تركيبا . ونسمي المواد التي يمكن أن تتحلل بالكهربية أو بغيرها من الوسائل إلى ما هو أبسط منها مثل الماء بالمركب
Compound ونسمي المادة التي لا يمكن أن تتحلل إلى أبسط منها بالعنصر Elémentوأصغر جزء من المركبات كالماء مثلا الجزيء Molécule
ولكن الجزيء من المواد المختلفة يحتوي على وحدة أصغر منه تسمى الذرة Atome أو مجموعة من الذرات تسمى Atomesوقد تكون مختلفة في حالة المركبات ومتشابهة كما في حالة العناصر . ويجب أنلاحظ أن جزيء المركب يحتوي على الأقل على ذرتين مختلفتين في نوعهما وهناك أنواع كثيرة من الجزيئات كما أن هناك أنواع كثيرة من المواد . ولكن لا يوجد في العالم غير 92 عنصرا وبذلك لايكون هناك غير 92 ذرة .
وعندما نذكر ذلك لابد أن ننوه عن جهود العلماء الذين فتحوا آفاق الطاقة الذرية وأمكنهم أن يحولوا العناصر إلى بعضها البعض بل أمكنهم استنباط عناصر جديدة من العناصر القديمة الموجودة.ولقد وصل عدد العناصر المعروفة 102عنصرا .كما أنه يمكننا استخدام أنواع مختلفة من اللبنات لبناء عمارة مثلا ,فإنه يمكننا كذلك استخدام عدة أنواع من الذرات لتركيب الجزيئات . ومعظم المواد المعروفة للإنسان تتكون من عدد قليل من العناصر أو الذرات المختلفة الأنواع مرتبطة مع بعضها بنسب مختلفة .
ولقد كان العلم الإنجليزي جوزاف تومسنthomson 1897 أول من أعلن أن الذرات إذا أحيطت بظروف خاصة فإنه يمكنها أن تطلق أجزاء متناهية في الصغر , وكان ذلك حدثا كبيرا قضى على أن الذرة هي لأدق شيء في الوجود وأنها لا تتحلل إلى ما هو أبسط منها إلا أنه تم إدراج مفهوم جديد لمكونات الذرة وهو الإلكترون Electron والإلكترونات إجمالا متشابهة بغض النظر عن المواد التي تنطلق منها وقد ساعدت هذه النظرية في دراسة الذرة وتركيبة كل مادة على الوجه السليم فكانت خلاصة تركيب الذرة لكل مادة
تركيبة الذرة
تتركب الذرة أساسا من نواة مؤلفة من بروتونات وهي التي تكون الجزء الأكبر من المادة وهي ذات شحنة كهربية موجبة + والنيترونات وتماثلها في العدد ولكنها عنصر محايد كهربيا في تركيبة الذرة أما الجزء الفاعل في الذرة فهو الإلكترون أو الكهرب فهو مكون ذو شحنة كهربية سلبية Electron ومنه جاءت تسمية الإلكترونيات والكهرباء
وللذرة أجزاء أخرى الميزترون mesotron واليزيترون positron والأنتي بروتون Anti-proton وهذه الأجزاء لا تظهر في الأحوال العادية ولكنها تظهر لمدة قصيرة عند تحطيم الذرة أو يمكن استنباطها بطرق علمية مختلفة


وحسب النظرية الإلكترونية تتكون الذرة من ثلاث أجزاء رئيسية:
الرسم 1


1. الإلكترونات وهي محملة بشحنة سالبة
2. البروتونات وهي محملة بشحنة موجبة ويبلغ وزن البروتون 1840 مرة وزن الإلكترون
3. النيترون ولا يحمل أي شحنة كهربية ووزنه يساوي وزن البروتون

مثال : ذرة الهيدروجين الرسم 2



تتركب الذرة في جميع المواد على المكونات الثلاث السابقة وتختلف الذرات عن بعضها في عدد المكونات من الإلكترونات والبروتونات والنترونات وطريقة ترتيبها في الذرة .
ولقد قدم العالم الدنمركي نيلز بوهرN.Bohr مقاربة لصورة الذرة وهي مقبولة ومازالت معتمدة ومأخوذ بها في تركيبة الذرة فهي عبارة عن نواة يدور حولها بسرعة كبيرة عدد من الإلكترونات مما تشكل سحابة ويكون الدوران في مدار يشبه المجموعة الشمسية ( تذكروا قول الله : وكل في فلك يسبحون. ) وتسمى هذه المدارات بالسويّات أما النواة فهي لب الذرة وتتكون من البروتونات والنيترونات التي تكون أساسا كتلة الذرة ويسمى عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة بالعدد الذري وهو يساوي في مقدار الإلكترونات ويخالفه نوع الشحنة
ويبدأ العدد الذري بالرقم 1 للهيدروجين وينتهي عند92 لليورنيوم وأعلى من ذلك للعناصر الجديدة المستنبطة من اليورنيوم
ولتصوير مدى صغر ذرة الهدروجين حسب بعض العلماء أنه لو صفت ذرات الهيدروجين في خط واحد بحيث تكون متجاورة فإن 250مليون ذرة منها تشغل طولا قدره بوصة واحدة.
ولنتصور مدى صغر الإلكترون حسب أنه لو صفت الإلكترونات بجوار بعضها فإن 100.000 إلكترون منها تشغل مسافة تساوي قطر ذرة واحدة من الهيدروجين.
أما بالنسبة للبروتون والنيترون أمكن حساب أنه لو وضع 1800بروتون أو نيترون بجوار بعضها فإنها تشغل ما يساوي قطره إلكترون واحد .

مثال :السيلسيوم الرسم 3

.الدايود الباعث للضوء : حيث يستخدم لاطلاق الضوء الصغير حيث لايأخذ تيارا ال القليل و هو منتشر بكثرة في كل الاجهزة تقريبا







4. الدايود الباعث للاشعة تحت الحمراء.



5.... .
طريقة فحص الدايود : بما أن الدايود يمرر التيار في جهة ويمنعه من المرور في الاتجاه الأخر: فعند فحصه: ضع طرفي الافوميتر على اطراف الدايود ثم اقلب الاطراف الان يجب أن يعطيك الافوميتر قراءة 1. منخفضة 2. منعدمة

الدايود

*الدايود(الموحد) عنصر الكتروني يستخدم في الدوائر الالكترونية مهمته ايصال التيار في جهة ومنعه من الردود في الجهة الأخرى يتم ذلك من خلال جعل صفيحة معدنية الى جزئين :1.الصفيحة الموجبة p .
2.الصفيحة السالبة n .



حيث اذا كان النحيز أمامي يمر التيار ام اذا كان عكسي لا يمر التيار والشكل التالي يوضح الدايود



استخدامه: أكثر استخداماته هي : 1.توحيد التيار من خلال جسور التقويم.

2. توحيد التردد : السيارات اللاسلكية.

أنواع الدايود : هنالك عدة انواع لكن اشهرها:1.دايود الزينر: حيث يستخدم لتثبيت التيار عند جهد معين.

المكثف:

يتكون المكثف الكهربي من لوحين من مادة موصلة بينهما مادة عازلة كما هو مبين في الشكل التالي، ويتحدد نوع المكثف على حسب المادة العازلة المستخدمة في صناعته، فإذا كانت المادة العازلة الموجودة بين لوحي المكثف هي الهواء فيطلق على المكثف في هذه الحالة اسم المكثف الهوائي، وإذا كانت مصنوعة من مادة البلاستيك سمي مكثف بلاستيك، وإذا كانت المادة العازلة من الميكا أطلق على المكثف اسم مكثف ميكا وإذا كانت المادة العازلة من السيراميك أطلق على المكثف اسم المكثف السيراميك، أما إذا استخدم محلول كيماوي كمادة عازلة بين لوحي المكثف أطلق على المكثف اسم المكثف الكيماوي أو الالكترولتي.







السعة:
تعرف قدرة المكثف على تخزين الشحنة الكهربية بالسعة الكهربية أو السعة ووحدة قياسها الفاراد، وتحسب قيمة سعة المكثف كالآتي:

سعة المكثف=الشحنة المخزونة في المكثف/فرق الجهد بين اللوحين

نستنتج من هذا القانون أن اختيار قيمة المكثف في الدائرة الإلكترونية تتحدد بعاملين أساسيين هما سعة المكثف، وقيمة فرق الجهد المطبق على طرفيه، ووحدة قياس سعة الفاراد يمكن تقسيمها إلى وحدات أصغر هي: الميكروفاراد و البيكوفاراد و النانوفاراد



العوامل المؤثرة على سعة المكثف:
يوجد ثلاثة عوامل أساسية تؤثر على سعة المكثف بصورة مباشرة وهذه العوامل هي:
أ- المساحة السطحية لألواح المكثف (a):
إن سعة المكثف تتناسب طرديا مع المساحة السطحية للألواح، فإذا زادت مساحة سطح اللوح زادت سعة المكثف وذلك لزيادة استيعابه للشحنات الكهربائية، وبالعكس تقل سعة المكثف كلما قلت هذه المساحة.

ب- المسافة بين الألواح (d):تقل السعة عندما تزداد المسافة بين الألواح وتزداد كلما قلت تلك المسافة أي أنه يوجد تناسب عكسي بين سعة المكثف والمساحة بين ألواحه.

ج- الوسط العازل (المادة العازلة) ε:
تتغير سعة المكثف بتغير المادة العازلة بين الألواح ويعتبر الهواء الوحدة الأساسية لمقارنة قابلية عزل المواد الأخرى المستعملة في صناعة المكثفات. يوجد لكل مادة ثابت عزل يطلق عليه ابسلونε

المفاعلة (مقاومة المكثف الأومية):
المكثف الكهربي له مقاومة أوميةXc (لأنها تقاس بوحدة الأوم) تتغير مع التردد(F) وتتناسب عكسيا مع كل من السعةC والترددF ،في حالة التيار المستمر تكون قيمة الترددF تساوي (صفر)، وتكون بالتالي قيمة مقاومة المكثف الأوميةXc كبيرة جدا (ما لا نهاية) وبذلك فإن المكثف يمنع مرور التيار المستمر في الدائرة، بينما يمرر التيار المتغير وهذه الخاصية تعد أهم وظائف استعمالات المكثف في الدائرة الإلكترونية.
توصيل المكثفات على التوازي:
توصل المكثفات على التوازي للحصول على سعة كلية كبيرة تساوي مجموع سعة المكثفات المتصلة على التوازي في الدائرة.
توصيل المكثفات على التوالي:
توصل المكثفات على التوالي للحصول على سعة كلية صغيرة أقل من أصغر سعة مكثف موجودة في الدائرة
أنواع وأشكال المكثفات:
يطلق على المكثف ذي السعة الثابتة (المكثف الثابت)، أما المكثف الذي يمكن تغيير سعته (وذلك بتغيير المساحة المحصورة بين الألواح) فيطلق عليه اسم المكثف المتغير. يوجد أيضا نوع ثالث من المكثفات يمكن أن نتحكم في تغيير سعته، أو يترك دون تعديل لفترات زمنية طويلة ويطلق عليه اسم (مكثف تريمر) الذي قد نلجأ لضبط قيمته عند إجراء أعمال الصيانة والإصلاح في الدائرة الإلكترونية.

استعمالات المكثف في الدائرة إلكترونية:
1- يستعمل المكثف لإمرار التيار المتغير ومنع مرور التيار المستمر في الدائرة الإلكترونية، حيث يعمل (كمكثف ربط) Coupling أو (مكثف تسريب) Bypass

2- يستعمل المكثف الكيماوي للشحن والتفريغ في دوائر التنعيم التي تحول التيار المتغير إلى تيار مستمر.

3- يستعمل المكثف الكيماوي كبير السعة في دوائر فلاش كاميرا التصوير حيث يخزن شحنات كهربية عالية، وعندما يفرغ فجأة يعطي الضوء الأبيض الباهر اللازم لعملية التصوير.

4- يستعمل المكثف المتغير على التوازي مع ملف لاختيار المحطات (الترددات) في جهاز الراديو أو جهاز التلفزيون،


5- يوصل المكثف مع المقاومة في الدائرة الإلكترونية للحصول على أشكال موجات متنوعة ويطلق على الدائرة في هذه الحالة دائرة تفاضل أو دائرة تكامل،

ملحق8:شبكة المقاومات(resistor network)

كثيرا ما نحتاج لعدة مقاومات موصولة على التسلسل او التفرع بحيث تودي وظيفة ما بحيث تكون لها نفس القيمة...في حال حاولنا ان نربط مقاومات عادة مع بعضها البعض نلاحظ انها اخذت مساحة كبيرة نسبيا على البورد فما الحل؟؟؟

الحل قامت به بعض الشركات حيث قامت بعض الشركات بتصنيع عدة مقاومات ضمن غلاف واحد وبالتالي اختصرت كثيرا من المساحة وحسنت الشكل وبالتالي قللت التكلفة واعطت نفس الوظيفة مع جمالية الشكل..واعطت امكانية ربط المقاومات بداخلها على التسلسل او التفرع او حتى لعى شكل مقسم جهد ايضا..طبعا لهذه الشبكة datasheet كما يوجد لجميع العناصر الالكترونية والصورة التالية توضح بعض اشكال شبكة المقاومات:

ملحق7:قدرة المقاومة.

من أهم الاشياء التي يجب اخذها بالحسبان عن استخدام عنصر هو تحديد قدرة هذا العنصر (قيمة الوات للعنصر) حيث يمكن تشبيه هذه الخاصية للعنصر (قدرة العنصر الالكتروني) بقدرة الانسان فكل انسان منا له قدرة معينه..فمثلا اذا جئنا بانسان عادي فيستطيع ان يحمل مثلا 75 كيلو. واكثر من هذه القيمة قد تسبب مشكلة له بالجسم او قد تصيبه بالشلل مثلا اذا كانت كبيرة عليه..وقدرة العنصر لها نفس الخاصية لذلك اخذت اسمها منه...وقدرة العنصر تتحدد بالعلاقات التالية:

P = R *i* I
P=v * I
P= V *v /r

حيث حسب الدارة نحدد اي علاقة نريدها...وبما ان كثيرا من الدارات قد نتعامل بالجهد لذلك ساستخدم العلاقة الاخيرة لانه من السهل حساب الجهد على المقاومة وبالتالي حساب قدرة العنصر.

الان اجابه سؤالنا في بداية هذا الملحق:
حسب قانون اوم انه اذا زادت قيمة المقاومة فان التيار المار في المقاومة يقل..وهذا مفتاح الحل ....والان ما دخل هذا باستطاعة العنصر الالكتروني؟؟.
ننظر الى العلاقات السابقة الذكر الى اول علاقة، نلاحظ ان القدرة تتناسب مع مربع التيار..اي كلما زاد التيار ولو نسبة بسيطة فانها تضرب بنفسها وبالتالي القدرة علاقة تربيعيه مع التيار ..مثلا اذا زاد التيار بمقدار 2 فالقدرة تزداد بمقدار 4 .واذا زاد التيار بمقدار 3 تزداد القدرة بمقدار 9 وهكذا... لذلك فاستخدام مقاومات كبيرة يقلل التيار كثيرا وبالتالي تقل القدرة للعنصر وهكذا يمكن استخدام عناصر ذات قدرة منخفضة دون الحاجة لحمايتها لانها بكل بساطة تتحمل ذلك...

ارجو ان اكون قد اوصلت الفكرة..وفي حال عدم وصولها يمكن ان اعيد الشرح بطريقة اخرى ...

ملحق6:نسبة الخطأ في المقاومات.

عندما تمسك مقاومة وتنظر لحلقاتها يصادفك الحلقة الرابعة وهي نسبة الخطأ في المقاومة.فما معني نسبة الخطأ وما فائدته بالنسبة لنا كمصممين لداره معينة...؟؟؟

نسبة الخطأ هي النسبة الاعظمية التي قد تنحرف المقاومة عن القيمة الاساية وتصل اليها..وبالتالي يصبح لدينا مجال اقل او اكبر من المقاومة تغطيها نسبة الخطأ..اعرف ان الكلام ما زال غير مفهوم ولكن بالمثال يتوضح كل شي...

لنفرض لدينا مقاومة لها الالوان التاليه الموجودة بالصورة التالية:



اسود-احمر-اخضر-فضي

وبالتالي تكون قيمة المقاومة السابقة هو (200000 اوم) او (200 كيلو اوم)
الان يأتي دور نسبة الخطأ بالحساب..نلاحظ من الجدول ان نسبة الخطأ +10%،-10% عندما نحسب قيمة ال(10%) من ال200 كيلو اوم ينتج انها 20 كيلو اوم من قيمة المقاومة .وبالتالي قيمتها قد تتراوح بين (200-20<قيمة 10%>) وبين
(200+20<قيمة 10%>) اي انها قد تتراوح بين 180 كيلو أوم وبين 220 كيلو أوم.
أما فائدة نسبة الخطأ فهو كالتالي: على فرض اننا نريد التصميم لدارة معينه وبالحساب وجدنا ان قيمة المقاومة 190 كيلو اوم..ولا توجد هذه القيمة جاهزة (ننظر لقيم المثال السابق) نلاحظ ان 190 تقع ضمن مجال الخطأ السابق وبالتالي من المحتمل ان تؤدي المطلوب..لذلك نحضر المقاومة السابقة ونقيس قيمتها ونستخدم اقرب واحدة للقيمة 190 كيلو...

ملاحظة: عند التصميم للدارات وفي حال عدم وجود قيمة المقاومة الناتجة لدينا لانها لا تصنع بهذه القيمة يمكن استخدام احدى حلين:
1)اما ان نستخدم مقاومة متغيرة قيمتها اكبر من 190 كيلو ونعايرها بواسطة الذراع المتحرك وبالتالي نحصل على قيمة قريبة من المطلوبة.
2)يمكن ان تربط المقاومات الموجودة على التسلسل او التفرع للحصول على اقرب قيمة للمقاومة المطلوبة.

وبنهاية هذا الدرس لدي سؤال قد يدفعنا للتفكير قليلا بالدارات:

السؤال هو لماذا نلاحظ في معظم الدارات الالكترونية ان المقاومات من فئة الكيلو أوم..اليس من الاسهل ان ناخذ المقاومات الاقل قيمة والتي تؤدي المطلوب..فمثلا عند استخدام مقسم جهد لجهد دخل قيمته 13 فولت نستخدم مقاومتين( 1 كيلو + 12 كيلو) وذلك لنحصل على 12 فولت خرج ...لماذا لا نستخدم مقاومتين (10 اوم+120 اوم) او مقاومتين (100اوم+1200 اوم) حيث اننا نحصل على نفس الخرج وهو 12 فولت....؟؟؟ انتظر منكم جوابا على هذا السؤال قريبا ان شاء الله تعالى.

والله اسأل ان يوفقنا لما يحبه ويرضاه. وآخر دعوانا ان الحمدلله رب العالمين.وصلى الله على سيدنامحمد وعلى آله وصحبه وسلم.

ملحق5:استخدام المقاومة المتغيرة.

كما قرات فالمقاومة المتغيرة تتغير قيمتها بواسطة مفتاح تحريك معين.. والمقاومة المتغيرة يمكن استخدامها بعدة اشكال..

1) استخدامها كمواقمة ثابتة: قد يسأل أحدكم هل صحيح ما تقول استخدامها كمقاومة ثابته بدل متغيرة ولماذا؟؟؟



انا ساجيبك كالتالي:المقاومة المتغيرة تحتوي 3 اطراف اثنان منها ثابتان(1+2) والثالث (3)للتحكم بقيمة المقاومة اليس كذلك..اذن شرط استخدامها كمقاومة متغيرة هو استخدام الطرف الثالث المتحرك وعند عدم استخدامه تعود كأنها مقاومة ثابتة وهذه يمكن استخدامها عندما لا تجد عندك مقاومة ثابته بقيمة محددة بيتما توجد عندك مقاومة متغيرة بنفس القيمة المرغوبة وبالتالي يمكن استخدامها ان كنت محتاجا..ولا انصح بذلك ولكنها حل ان احتجتها ولم تستطع الحصول على مقاومة ثابته لسبب من الاسباب.

2) استخدامها كمقاومة متغيرة :



كما قلت قبل قليل يجب استخدام الطرف الثالث بالموضوع..فاما ان نستخدم الطرفين (2+3) او الطرفين (1+3) وذلك كي نحصل على تحكم بالمقاومة وتغييرها تبعا لما نريد.

3) استخدامها كمقسم جهد:

كما عرفنا فان مقسم الجهد هو عبارة عن مقاومتين موصلتين على التسلسل حيث يطبق الجهد الكلي على المقاومتين معا ويوخذ جهد الخرج من بين المقاومتين..لننظر الى الصورة التالي:



بعد عمل مقارنة بين الشكلين نلاحظ ان الشكلين هما نفسهما ولكن مع تعديل انه تم استخدام مقاومة متغيرة مكان مقاومتين منفصلات وبالتالي حصلنا على مقسم جهد..فR1 (وهي الجزء العلوي من المقاومة المتغيرة) يكافيء المقاومة R1 في مقسم الجهد، اما R2 (وهي القسم السفلي من المقاومة المتغيرة) فهي تكافيء R2 في مقسم الجهد والخرج يؤخذ من الطرف رقم 3 للمقاومة المتغيرة....من دارة المقاومة المتغيرة نحصل على التالي:
بما ان مجموع R1,R2 يعطي قيمة المقاومة المتغيرة المستخدمة فيمكن استبدالها بقانون تقسيم التيار حيث نعوض عن (R1+R2) ب (R) وهي قيمة المقاومة المتغيرة كاملة وبالتالي يصبح لدينا:


V out = R2 *V in
R
ولان كل القيم ثابتة عدا R2 فهذا يسهل علينا عملية التصميم واختيار قيمة المقاومة R2 وذلك باستخدام الطرف المتغير..حيث نربط افوميتر مع الطرف 3 ونحركه حتى نحصل على القيمة التي نريدها لخرج مقسم الجهد.

ملحق4:اختصار يستخدم بالدارات الالكترونية.

بالنسبة للدارات الالكترونية ورسمها فعادة يتم اختصار اسلاك التوصيل الى الجهد المستمر( الى البطاريات) ويكتفى بوضع قيمة الجهد على الطرف الموجب وتأريض الطرف السالب...سأضع دارة عادية كيف ترسم وسأجري عليها التعديل لنرى كيف نراها بالدارات الالكترونية..

لننظر الى الدارة التالي(حيث التوصيل طبيعي فيها):



اما الدارة المعدلة والتي نراها عادة وهي نفس الدارة ولكن مع تغيير بسيط في الشكل..حيث يتم تعديل الشكل ليصبح اقل من ناحية الاسلاك مثلا والتداخلات ولكن تبقى نفس الدارة السابقة وهي كالتالي:



لذلك لا داعي للخوف او التشتت نتيجة هذا التغيير الشكلي على الدارة...

ملحق3:مقسم الجهد(voltage diveder).

ما هو مقسم الجهد (voltage divider)؟؟؟

من الاسم يمكن ان نعرف ان هناك جهدا وتقوم هذه الدارة بتقسيمه ولكن كيف يتم ذلك وكيف يمكن الحصول على الجهد المطلوب؟؟؟

حتى نستطيع ذلك لننظر الى الشكل التالي:



لاحظ وجود دارتين..ما الاختلاف بينها؟؟؟

فعليا لا شيء ..انما قمنا بثني احد الاسلاك ولم يتغير اي شي..لم يحدث ان اضفنا اي عنصر او حذفنا عنصر او بدلنا بالدارة.اذن هما نفس الدارة ولكن الشكل يختلف فقط..هي مجرد تلاعب بالشكل ليس الا( مثل بعض الممثلات بتكون قبل عملية التجميل ..... وبعد العملية بيصير مافي منها وكل الشباب بيلحقوا وراها..مع انها هي نفسها نانسي عجرم والا هيفا وهبي والا..... كثير ممثلات مو هذا موضوعنا..انما الفكرة ان الشكل قد يختلف مع ان المضمون هو نفسه.وبالتالي يجب ان نتعامل مع الدارة الاولى كم نتعامل مع الثانيه..لانها في النهاية نفس الدارة..نعود للدارة مقسم الجهد هو عبارة عن مقاومتين موصولتين على التسلسل كما في الشكل السابق..نحتاج لعلاقة بسيطة حتى نستطيع التعامل مع مقسم الجهد (حسب الشكل السابق) وهي كالتالي:


V out = R2 * V in
R1+R2
ملاحظة:يجب عند استخدام هذا القانون ان يكون الجهد بالفولت والمقاومة بالاوم والتيار بالامبير حتى تكون النتائج صحيح دون اخطاء....

اي لحساب الجهد على خرج مقسم الجهد (V out) يجب ان نعرف قيمة المقاومتين الموصلتين(R1,R2) وجهد الدخل (V in)..وباعتبار ان جهد الدخل ثابت..يبقي لدينا فقط R1,R2 لنعرف الجهد الخارج من هذا المقسم (V out).
يتم اختيار R1,R2 حسب الجهد المطلوب من خرج المقسم... كل هذا يجعل من الصعب الفهم دون مثال او ممارسة لذلك سأضع مثالين ونترك لكم سؤالا للحل.

مثال: لدينا دارة تعطي 10 فولت..والمطلوب تصميم مقسم جهد يعطي 4 فولت على خرجه؟؟؟؟

نضع المعطيات بالبداية..
V in = 10 volt , V out=4 volt


الان نضع القانون :

V out = R2 * V in
R1+R2

وبالتعويض: 4 = R2 * 10
R1+R2

0.4=R2/R1+R2

الان نعطي قسمة لاحدى المقاومتين ونحسب القيمة الاخرى...
مثلا R2=4 K ohm....وبتعويضها في المعادلة السابقة تبقىR1 مجهولة فقط ونحسبها فينتج ان R1=6K ohm....

مثال 2: لدينا دارة تعطي جهد 12 فولت.. قمنا بتطبيق جهدها على مقسم جهد فيه R1=4.7K ohm,R2=5.6K ohm.احسب جهد الخرج؟؟؟؟
هذا تطبيق مباشر على القاعدة وطريقة الحل كالتالي..

اولا نضع المعطيات:
V in 12 volt, R1=4.7k=4700 ohm ,R2=5.6k=5600 ohm

نضع القانون:

V out = R2 * V in
R1+R2


V out= 5600 * 12
10300

V out=6.52 volt

هذا الجهد على خرج المقسم....

ملحق2: قانون اوم.

صيغته:
الجهد = التيار * المقاومة .(V = I * R).

معناه:
أ) فرق الجهد بين طرفي مقاومة يتناسب طرديا مع التيار المار في المقاومة (عندما تكون المقاومة ثابتة) اي يزداد فرق الجهد بزيادة التيار المار (عندما تكون المقاومة ثابتة) وينقص فرق الجهد بنقصان التيار(عندما تكون المقاومة ثابتة) ايضا...

ب) فرق الجهد بين طرفي مقاومة يتناسب طرديا مع قيمة المقاومة (عندما يكون التيار ثابتا) اي يزداد فرق الجهد بزيادة قيمة المقاومة (عندما يكون التيار ثابتا) وينقص فرق الجهد بنقصان المقاومة (عندما يكون التيار ثابتا) ايضا...

والصور التالية توضح ذلك:




في الصور السابقة افترضنا ان الجهد يمكن ان يزيد اذا اقتضت الحالة (كالمحافظة على تيار ثابت مثلا) والسؤال الذي يطرح نفسه هو التالي:
اذا كان لدينا جهد ثابت فقط مثلا 5 فولت وتغيرت قيمة المقاومة مثلا فما الذي سيحدث للتيار وقتها؟؟؟؟
الصورة التالية ستوضح ذلك وستعطينا بعداً آخر لقانون اوم وهو (علاقة التيار مع المقاومة )...



نلاحظ من الصورة انه بزيادة قيمة المقاومة فان التيار يقل (عندما يكون الجهد ثابت) والعكس صحيح اي انه عند نقصان المقاومة فان التيار يزيد (ايضا عندما يكون الجهد ثابت)...هذ البعد الاهم لقانون اوم لانه هو الذي نقابله في الدارات البسيطة وتحليلها... وهي العلاقة العكسية بين المقاومة والتيار الكهربائي..