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،

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.

.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

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

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

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

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.

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 .

كيفية تجميع الدوائر الإلكترونية

يمكن أن يتم التجميع بعدة طرق:

أولا: أن تستخدم لوحة تجارب Bread Board وهي عبارة عن لوحة تجارب يمكنك وضع العناصر الإلكترونية عليها بدون لحام وهي هامة جدا حيث يمكن تبديل عنصر مكان عنصر آخر بسهولة لمعرفة التأثير الناتج من هذا التغيير على عمل الدائرة ... ولكن لوحات التجارب لا يمكن الاعتماد عليها بشكل نهائي فهي وكما هو واضح من تسميتها لوحة تجارب فقط لذلك يمكن اعتبارها مرحلة أولية لتجميع أي دائرة للتأكد من عملها قبل توصيل عناصر الدائرة مع بعضها البعض بشكل نهائي باستخدام اللحام.

ولوحة التجارب لها أشكال وأحجام مختلفة كما ستراه في الأشكال التالية:

ثانيا: يمكنك استعمال طرق أخرى بسيطة وغير مكلفة لتجميع الدوائر الإلكترونية كتجميع الدائرة على قطعة ورق مقوى وعمل ثقوب للعناصر الإلكترونية وإدخالها في هذه الثقوب على قطعة الورق المقوى, ثم تثني جزء من أطراف العنصر ثم التوصيل بالأسلاك بين العناصر المختلفة على حسب خطوط التوصيل الموجودة في الدائرة.

يمكنك كذلك ربط العناصر الإلكترونية مع بعضها حتى بدون أي وسيط أو أي دائرة مطبوعة أو خلافه عن طريق لحام أطراف كل عنصر مع العنصر الآخر مثلما كان يتبع مع الأجهزة الصمامية القديمة ( طريقة التجميع القديمة ).

ثالثا: استعمال اللوحة المطبوعة Printed Circuit Board (PCB) , واللوحة المطبوعة عبارة عن لوحة من الفيبر أو الباكليت (Bakelite) وهذه تسمية تجارية تطلق على أنواع من الدائن التي تتصلب بعد تشكيلها بالحرارة, وتمتاز هذه النوعية بمقاومتها العالية للحرارة وللتوصيل الكهربي, كذلك توجد لوحة مطبوعة مصنوعة من الألياف الزجاجية ولكنها ذات سعر مرتفع لأنها ذات خصائص أفضل من حيث قوة الألياف والعازلية العظمى لها, ولذلك يتم استخدامها مع الأجهزة الإلكترونية المرتفعة الثمن والأجهزة المعقدة والدقيقة جدا.

وسواء بالنسبة للوحات المطبوعة المصنوعة من الباكليت أو من الألياف الزجاجية يوجد من كلا النوعين لوحات مطبوعة مزدوجة أي أنها مغطاة برقيقة نحاسية من كلا الوجهين وليس من جانب واحد فقط, وتستخدم هذه النوعية مع الأجهزة المعقدة حيث يلزم عمل توصيلات كثيرة جدا لا يتسع لها جانب واحد فقط من اللوحة المطبوعة مثل أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الرقمية المعقدة.

في البداية إذا ردت التعامل مع لوحة مطبوعة بسيطة يمكنك شراء قطعة فيبر مغطاة برقيقة نحاسية من جانب واحد فقط.

وبدلا من عمل توصيلات كثيرة معقدة بالأسلاك سوف يكون الأمر أسهل الآن كما أن اللوحة المطبوعة تمكنك من عمل أكثر من نسخة من اللوحة المطبوعة وبذلك يمكنك تجميع الأجهزة بشكل تجاري على العكس من طرق التجميع الأخرى بواسطة الأسلاك أو خلافه.

والصور التالية توضح الشكل الحقيقي والعملي للوحة المطبوعة:

رابعا: لوحة الشرائح Strip Board وهي لوحة من مادة عازلة للتيار الكهربي, توجد على أحد وجهيها شرائح نحاسية بها ثقوب بالشرائح والمادة العازلة لتناسب تثبيت العناصر الإلكترونية بها بواسطة اللحام. وتتوفر لوحات الشرائح في عدة أشكال, منها ما يناسب الدوائر المتكاملة وتكون المسافة بين شرائحها وثقوبها 0.1 بوصة وقطر الثقوب 0.04 بوصة ومنها ما يناسب العناصر المنفصلة وتكون المسافة بين شرائحها وثقوبها 0.15 بوصة وأقطار ثقوبها 0.052 بوصة. وكلا النوعين متوفر في الأسواق بعدة مقاسات لتناسب مع الدوائر الصغيرة أو الكبيرة من حيث الحجم.

وتوضح الأشكال التالية صور لبعض لوحات الشرائح.

اللحام

للحام من المهارات المهمة بل الأساسية للعاملين أو الهواة على حد سواء في مجال الإلكترونيات, لأنها وسيلة ربط المكونات الإلكترونية ببعضها مباشرة, أو عن طريق ربط كل مكون بلوحة الشرائح النحاسية أو لوحة الدائرة المطبوعة. لوحة الدائرة المطبوعة هي لوحة تشبه لوحة الشرائح النحاسية إلا أن المسارات النحاسية بها لا تكون متوازية مثل لوحة الشرائح ويمكن مشاهدتها في جميع الأجهزة الإلكترونية.

ويعتبر اللحام والفك من المهارات الأساسية التي يجب أن يتقنها جيدا من يقوم بالعمل في الأجهزة والدوائر الإلكترونية, لأنه غالبا بدون فك العنصر التالف في أي جهاز ولحام آخر صالح محله لا يمكن إصلاح الأجهزة العاطلة.

مهارة اللحام والفك ليست صعبه بل يمكن اكتسابها بسهولة عند التدرب عليها واتباع قواعدها بدقة, ومعرفة عيوب اللحام وممارسة العمل به باستمرار.

لإجراء عملية لحام جيدة لابد من معرفة عناصر وأدوات اللحام وكيفية اشتراكها مع بعضها لإنتاج نقطة لحام جيدة.

عناصر ومتطلبات اللحام:

أ‌- كاوية لحام جيدة ومناسبة:
المقصود بتعبير مناسبة هو أن تكون الكاوية مناسبة من حيث الطاقة المستهلكة فيها ومن حيث مساحة مقطع سنها.

ب‌- سطح الدائرة المطبوعة أو لوحة الشرائح وأطراف المكونات المراد لحامها:
يجب أن يكون سطح الدائرة المطبوعة أو لوحة الشرائح خاليا من أي مواد شمعية أو شحميه أو زيتية وأن يكون خاليا من الأكاسيد و الأتربة وكذلك أطراف المكونات الإلكترونية المراد لحامها.

ت‌- سلك اللحام:
ويجب أن يكون قطره مناسبا للحام الذي سيتم به ويفضل أن يكون من النوع الذي يحتوي على مادة مساعدة للحام ((قلفونيا أو صهور Solder Flax )) بداخله.



تجهيز عناصر اللحام:

أ‌- تجهيز كاوية اللحام:
نظف سن الكاوية جيدا من أي شوائب عالقة أو أكاسيد باستخدام مبرد أو ورقة سنفره ((قرطاس شامي Emery cloth)) أو فرشاة من السلك أو نصل سكين حتى يصبح سطح السن لامعا. وصل التيار الكهربي للكاوية حسب جهد التشغيل الخاص بها. اترك الكاوية حتى تسخن, قرب سلك اللحام من سن الكاوية حتى ينصهر عليه ويكون طبقة فضية لامعة على سن الكاوية ويكون كرة من القصدير المنصهر على مقدم السن.

هذه الكرة تساعد على تسريب الحرارة من السن وعلى جودة نقطة اللحام عند اللحام, قبل بدء اللحام مرر سن الكاوية على قطعة من الإسفنج الطبيعي موضوعة في وعاء مناسب ومبلله بالماء وذلك لإزالة أي أكاسيد وتصغير كرة القصدير المنصهرة على سن الكاوية.

ب‌- تجهيز أطراف المكونات والأسلاك:
يجب أن تكون أطراف المكونات خالية من أي أكاسيد أو أتربة أو مواد شحميه أو زيتية, وإذا كان الطرف المراد لحامه سلكا سواء كان سلكا مصمتا أو مكونا من عدة شعرات, أزل المادة العازلة عن طرفه بطول مناسب باستخدام أداة تقشير مناسبة لقطر السلك, وراعي الدقة عند إزالة الطبقة العازلة عند تقشير الأسلاك لأن أي حز في السلك المصمت أو قطع لعدة شعرات يؤدي إلى ضعف السلك ميكانيكيا مما يؤدي لقطعه بعد اللحام نتيجة لحركة السلك, وهذا العيب من العيوب التي يصعب اكتشافها عند فحص اللحام.



ويوضح الشكل التالي التجهيز الصحيح للأسلاك والتجهيز الخاطئ لها.



لاحظ أنه يجب قصدرة السلك المكون من شعرات قبل اللحام ليسهل إدخاله في ثقوب الدائرة المطبوعة أو لوحة الشرائح, ويتم ذلك بوضع الجزء المقشر من السلك بعد جدل شعراته على سن كاوية اللحام الساخن بين سلك اللحام وسن الكاوية إلى أن ينصهر سلك اللحام وينساب بين الشعرات للسلك المراد قصدرته, ثم يبعد كل من السلك وسلك اللحام عن سن الكاوية ويترك إلى أن تتجمد سبيكة اللحام المنصهرة على السلك. لاحظ عدم تسخين السلك المراد قصدرته لفترة طويلة لأن ذلك يؤدي إلى جفاف المادة العازلة حول السلك ونقص العزل الكهربي لها قرب طرف السلك.

ت‌- تجهيز سطح الدائرة المطبوعة أو لوحة الشرائح:
يجب التأكد من خلو السطح المراد اللحام فيه من الأكاسيد والأتربة والمواد الشمعية والشحميه والزيتية, ويتم ذلك بمسح السطح بقطعة قماش مبلله بمادة طيارة مثل الكحول.



أنواع اللحام:
تصنف عمليات اللحام إلى ثلاثة أنواع هي:

أ‌- لحام أطراف المكونات مع بعضها أو في عروات (Tag Solder):
في هذا النوع من اللحام تجهز أطراف المكونات على شكل خيات للحامها مع بعضها أو مع العروات.

ب‌- لحام أطراف العناصر في لوحة الشرائح أو لوحة الدوائر المطبوعة:
في هذا النوع من اللحام تمرر أطراف المكونات في ثقوب بلوحة الشرائح أو الدائرة المطبوعة, وتكون المكونات في الجهة الخالية من الشرائح في اللوحة وتلحم أطراف المكونات في جهة الشرائح النحاسية.

ت‌- لحام أطراف العناصر على سطح:
في هذا النوع من اللحام يلحم طرف العنصر على سطح النحاس دون المرور في ثقوب باللوحة.

ويوضح الشكل التالي الأنواع الثلاثة المذكورة.



لإجراء عملية لحام اتبع الخطوات التالية:
1- صل الكاوية بمصدر الكهرباء وضعها على حامل بحيث لا تكون ملامسه لأي سطح حتى لا تؤدي إلى تلفيات نتيجة حرارتها المرتفعة.
2- جهز العناصر واللوحات المراد لحامها كما ذكر سابقا وضعها بترتيب أولوية اللحام.
3- أحضر سلك اللحام وضعه في متناول يدك على الطاولة.
4- جهز قطعة من الإسفنج الطبيعي وبللها بالماء في وعاء مناسب لتنظيف سن الكاوية قبل وبعد كل نقطة لحام.
5- ثبت العناصر المراد لحامها مع بعضها تثبيتا جيدا بحيث لا يتحرك أي عنصر من عناصر اللحام أثناء أو بعد اللحام.
6- أجر عملية اللحام كما هو موضح بالأشكال التالية وكما هو موضح بالخطوات.




أ‌- نظف سن الكاوية بقطعة الإسفنج المبلل بالماء.
ب‌- ضع سن الكاوية بحيث يلامس طرف المكون المراد لحامه وسطح اللوحة ويصنع زاوية مقدارها 45 درجة مع سطح اللوحة المراد اللحام فيها.
ت‌- قرب سلك اللحام من نقطة اللحام بحيث يكون طرف المكون بينه وبين سن الكاوية.
ث‌- انتظر حتى ينصهر سلك اللحام ويحيط بالعنصر المراد لحامه وتتبخر المادة المساعدة على اللحام.

7- بعد الحصول على نقطة لحام كما بالشكل الأخير أبعد سلك اللحام ثم أبعد الكاوية بحذر عن نقطة اللحام حتى لا تؤدي لسحب القصدير المنصهر مما قد يؤدي إلى إحداث قنطرة بين تلك النقطة ونقط أخرى بالدائرة.
8- اترك نقطة اللحام تتجمد تلقائيا أي بدون دفع هواء بأي وسيلة عليها, لأن التبريد غير التلقائي يؤدي إلى تشقق سطح نقطة اللحام وإلى ضعفها.

نقطة اللحام الجيدة تكون ملساء لامعة.

اللحام 2


عيوب اللحام:
تصنف عيوب اللحام الى عدة أصناف هي:

أ- نقطة اللحام الباردة:
يكون مظهر نقطة اللحام غير لامع, وغير أملس وينتج ذلك عن عدم الانتظار حتى تصل درجة حرارة سطح الدائرة أو العروة الى درجة حرارة انصهار سلك اللحام أو عن عدم وضع سلك اللحام في المكان المناسب من باقي عناصر اللحام ويوضح الشكل التالي نقطة لحام بها هذا العيب من عيوب اللحام.



ويمكن أن تنتج نقطة اللحام الباردة كذلك عن حركة أي عنصر من عناصر نقطة اللحام قبل تجمد سبيكة اللحام المنصهرة, أو عن تبريد نقطة اللحام بدفع هواء عليها بأي وسيلة وعدم تركها لتبرد تلقائيا. وقد تنتج أيضا من كون سن كاوية اللحام غير نظيف مما يؤدي الى تسرب الشوائب العالقة به الى نقطة اللحام. ولإصلاح هذا العيب تزال نقطة اللحام تماما بواسطة الكاوية ومخلخل هواء مناسب, ثم تعاد عملية اللحام مرة ثانية بطريقة صحيحة.

ب- وجود طبقة من القلفونيا (مساعد اللحام) بين طرف المكون وسبيكة اللحام:
وينتج عن هذا العيب وجود مقاومة كبيرة بين طرف المكون ونقطة اللحام قد تصل الى ما لانهاية في بعض الاحيان وذلك لأن مساعد اللحام يعتبر مادة عازلة. ويوضح الشكل التالي هذا العيب.



وينتج هذا العيب عن خطأ في وضع سن كاوية اللحام أو عدم الإنتظار بها على نقطة اللحام حتى يتم تبخر المادة المساعدة للحام, ولإصلاح هذا العيب توضع كاوية اللحام على نقطة اللحام مرة أخرى الى أن يتم تبخر مادة مساعد اللحام من نقطة اللحام.

جـ- عدم إحاطة سبيكة اللحام بطرف المكون المراد لحامه أو عدم التصاق نقطة اللحام بسطح اللوحة المراد اللحام بها:
ينتج هذا العيب عن نقص كمية سبيكة اللحام المنصهرة لنقطة اللحام بسبب إبعاد سلك اللحام عن نقطة اللحام قبل إتمامها أو عن عدم إنصهار سبيكة اللحام جيدا أو عن الوضع الخطأ لكاوية اللحام. وقد يؤدي كذلك الى وجود طبقة من مساعد اللحام كعازل بين نقطة اللحام والسطح المراد اللحام به أو العروة.
يوضح الشكل التالي هذا العيب.



لإصلاح هذا العيب تسخن نقطة اللحام مرة أخرى وتزاد كمية سبيكة اللحام المنصهرة وينتظر حتى يتم تبخر المادة المساعدة للحام.

د- قنطرة اللحام:
يحدث هذا العيب نتيجة لعدم العناية عند إبعاد كاوية اللحام عن نقطة اللحام, ويؤدي ذلك إلى توصيل نقطة اللحام أو الشريحة التي أجري اللحام عليها بنقطة لحام أخرى. ويوضح الشكل التالي هذا العيب من عيوب اللحام.



وغالبا ما يؤدي هذا العيب إلى أضرار كبيرة بالدوائر إن لم يكتشف قبل التشغيل.

هـ- قطع طرف المكون المراد لحامه قبل اللحام بحيث يكون قصيرا:
من الصعب اكتشاف هذا العيب لذلك يستحسن دائما قطع أطراف المكونات بعد إجراء عملية اللحام وليس قبلها. ويوضح الشكل التالي هذا العيب.



إن إجراء نقطة لحام جيدة لا يستغرق أكثر من 2 إلى 5 ثانية تقريبا. ويمكن الوصول إلى ذلك عن طريق كثرة التدريب على اللحام للوصول إلى تحقيق نقطة لحام جيدة في أقصر وقت ممكن.

يوضح الشكل التالي صورا لنقط لحام جيدة. تفحصها جيدا من حيث حجم كمية القصدير وانتشاره حول الطرف المراد لحامه.



تمارين على اللحام:

للتدريب على الاستخدام الجيد لأدوات اللحام اتبع الخطوات التالية:
1- أحضر ثماني قطع من السلك المعزول ذات الموصل الداخلي المصمت بطول 8 سم وقطر 1مم للموصل الداخلي.
2- استخدم أدوات التقشير والعدد المتوافرة لإزالة المادة العازلة عن الأسلاك بحيث لا يحدث خدش في موصل النحاس.
3- نظف الأسلاك من الأكاسيد أو الشوائب التي قد تكون عالقة بها إلى أن تكون أسطح جميع القطع نظيفة ولامعة.
4- رتب قطع السلك مع بعضها لتكون كما في الشكل التالي وبحيث يكون البعد بين كل نقطة لحام والأخرى 2سم.



5- جهز كاوية وسلك اللحام وقطعة الإسفنج المبللة بالماء كما ذكر سابقا.
6- اتبع خطوات اللحام المشروحة سابقا للحام نقط تقاطع الأسلاك بالترتيب المبين بالشكل.
7- افحص كل نقطه لحام بعد أدائها وتأكد من جودتها. إذا لاحظت بعض العيوب في إحدى النقاط, ابحث عن سببها وحاول تلاشيه في النقطة التالية لها.

بانتهاء التمرين ستلاحظ التحسن في أدائك للحام لأن النقطة رقم 16 ستكون أجود من النقطة رقم 1.

كرر التمرين عدة مرات إلى أن يصل أداؤك إلى درجة أن تكون جميع نقاط اللحام الست عشرة بنفس الجودة, عندها سيكون أداؤك للحام قد وصل إلى درجة جيدة جدا.

فك اللحام Desoldering:
إن فك اللحام له نفس أهمية اللحام, لأنه من العمليات الضرورية لإزالة العناصر العالقة في الدوائر الإلكترونية. وتستخدم له أدوات فك اللحام, وسواء كانت الكاوية ذات السن المجوف وبها مخلخل الهواء أو كاوية اللحام العادية ومخلخل هواء منفصل.

للتمرين على فك اللحام أحضر لوحة دوائر الكترونية قديمه وحاول فك العناصر الموجودة بها, حافظ على أن تبقى الدائرة المطبوعة سليمة بعد الفك. عملية فك العناصر من الدوائر تتم إما لاختبار صلاحيتها خارج الدائرة وإعادة تركيبها مرة أخرى, أو عند التأكد من تلفها قبل الفك. في حالة الفك للاختبار يجب أن تراعى الدقة في أثناء عملية الفك لأنه يمكن أن يكون العنصر المراد فكه صالحا ولكنه يتلف عند الفك نتيجة التسخين لدرجة حرارة عالية, لذلك ينصح باستخدام المسربات الحرارية عند الفك وعند اللحام.

thanks very very much