مقدمه:
اصولاً يكي از ابزارهاي مهم كه در بخشهاي مختلف سيستمهاي الكترونيكي و مخابراتي به كار گرفته ميشود فركانس متر ميباشد.
اين ابزار ميتواند به صورت آنالوگ يا ديجيتال پياده سازي گردد. نكته مهم در پياده سازي اين ابزار توجه به محل استفاده و نيز
محدوده فركانسي مورد نظر ميباشد.

امروزه عمدتاً به دليل استفاده از مدارات ديجيتال و نيز پردازنده هاي با سرعت بالادر دستگاههاي مختلف از فركانس مترهاي
ديجيتال استفاده ميشود و عملكرد اين دستگاهها با بهبود سرعت اين آيسي هاي ديجيتال روز به روز بهتر ميشود. اما هنوز در
فركانسهاي بسيار بالا اين ابزارها ناكارآمد هستند و از ابزارهاي تبديل آنالوگ براي آشكار سازي فركانسي استفاده ميشود.
از تفاوتهاي فركانس مترهاي ديجيتال و آنالوگ ميتوان به نحوه عملكرد آنها اشاره نمود. در فركانس متر ديجيتال عمدتاً به طور
مستقيم و با محاسبه زمان گذار از لبه بالا به پايين عمل سنجش فركانسي انجام ميگيرد حال آنكه در فركانس مترهاي آنالوگ از
مشابه سازي فركانس با كميتي مانند ولتاژ و جريان بيشتری استفاده ميگردد.
توجه داشته باشيد گاهي تركيبي از هر دو سيستم در اندازه گيري نقش دارد .به عبارتي بخشي از عمليات توسط سيستم آنالوگ و
مابقي ديجيتال خواهد بود.

برای دانلود pdf در مورد فرکانس مترها بر روی لینک زیر کلیک کنید!

زبان : فارسی نوع فایل: PDF حجم: 470 کیلوبایت تعداد صفحات: 13 صفحه

از تقویت های عملیاتی به شکل های زیر میتوان استفاده کردکه توضیح کامل به همراه شکل مداری آنها در ادامه مطلب آورده شده است.

• تقویت کننده معکوس (Inverting Amplifier)
• تقویت کننده مستقیم
• دنبال کننده و لتاژ
• تقویت کننده ولتاژ به جریان
• تقویت کننده جریان به ولتاژ
• مدار نمونه با استفاده از دیود
• مدار انتگرال گیر
• مدار مشتق گیر
• مدار جمع کننده
• مدار تفریق کننده

تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.

از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیاتی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.

این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ‌ در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.

این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی درورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.
پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.

برای مطالعه متن کامل  به ادامه مطلب بروید...

مقاومت الکتریکی

یک مقاومت ایده‌ال عنصری است با یک مقاومت الکتریکی که صرفنظر از ولتاژ اعمالی به دو سرش یا جریان الکتریکی عبوری از آن ، ثابت می‌ماند. اما بدلیل اینکه مقاومتهای جهان واقعی نمی‌توانند این شرایط ایده‌ال را برآورده سازند، آنها را بگونه‌ای طراحی می‌کنند که در برابر تغییرات دما و دیگر عوامل محیطی ، نوسانات کمی در مقاومت الکتریکی شان ایجاد شود. مقاومتها ممکن است که ثابت یا متغییر باشند. مقاومتهای متغیر پتانسیومتر یا رئوستا نیز خوانده می‌شوند و این اجازه را می‌دهند که مقاومت وسیله توسط تنظیم یک میله یا لغزش یک ابزار کنترلی ، تغییر کند.

وسیله ای است برای اندازه گیری مقاومتهای بسیار بزرگ ( از نظر مقدار مقاومت الکتریکی ) معمولاً 5000 مگا اهم . مانند مقاومت عایقی کابلهای قدرت و کنترل عایقی کابل در موارد اتصال زمین و غیره . مقاومتهای تا این حد زیاد در حقیقت ، مقاومت عایقی کابلها و نظایر اینها هستند .برای اندازه گیری چنین مقاومتهایی معمولاً به ولتاژ زیاد نیاز است . د ر بعضی از این نوع دستگاهها ، ولتاژ اندازه گیری به 10kv نیز می رسد ولتاژ معمول این نوع دستگاههای اندازه گیری ، بین 100 ولت تا 10 کیلو ولت است . دستگاه مگر از یک دستگاه نسبت سنج تشکیل شده است .

منبع ولتاژ مورد نیاز دستگاه معمولاً متناوب است و آن را به دو صورت ایجاد می کنند . در روش اول با استفاده از یک منبع تغذیه Dc ولتاژ Dc را به کمک اسیلاتور ( نوسان ساز ) تبدیل به Ac می کنند و آنگاه به کمک ترانسفورماتور ولتاژ متناوب خروجی اسیلاتور را به هر مقدار دلخواه افزایش داده می شود .

در روش دوم به کمک یک ژنراتور ساده که محرک آن دست است ، ولتاژ Ac تولید می شود .

طرز کار با میگر :

دقیقا ً‌همانند اندازه گیری معمولی مقاومت با این تفاوت که در نوع دستی ، توسط دسته ای که در بغل مگر است آنرا چرخانده ، که بدین ترتیب ژنراتوری به گردش در می آید ، در نتیجه ولتاژ تولید می شود که آن ولتاژ توسط ترانسفورماتورهای افزاینده ، افزایش یافته و سپس توسط یکسو کننده ها به ولتاژ مستقیم (dc) تبدیل می شود و مورد استفاده قرار می گیرد .

طرز تشخیص سالم بودن میگر :

دسته ای را که در بغل مگر است می چرخانیم و دو سر سیم ها را با هم اتصال می دهیم ، اگر عقربه روی صفر قرار گرفت مگر ( میگر ) سالم است . برای تست آوومتر دو سر پراپ آنرا بهم وصل می کنیم و رنج را روی اهم قرار می دهیم عقربه باید منحرف شود که در این صورت سالم است .در مورد ولتمتر و آمپر متر باید با اندازه گیری ولتاژ و آمپرهای مشخص صحت آنرا تشخیص داد .

طریقه میگر زدن روی ماشین ها :

ابتدا لازم است اطمینان کامل از قطع برق حاصل کنیم و پس از آزمایش عدم وجود ولتاژ با رعایت کامل ایمنی توسط دو نفر مقاومت عایقی دستگاهها اندازه گیری می شود .

در این مطلب به معرفی IC های مربوط به گیتهای منطقی و ارایه چند مدار ساده جهت یادگیری این المانهای منطقی می پردازیم.

برای مشاهده توضیحات کامل در مورد IC ها به  ادامه مطلب مراجعه کنید

در اينجا يه فايل آموزشي مختصر راجع به مشخصات برخی از میکرو کنترلرهای سری avr مدل ATmega براتون گذاشتم كه خيلي خوب و خلاصه راجع به مشخصات میکرو کنترلرهای ATmega توضيح داده و امیدوارم که براتون مفید باشه.

نوع فایل:rar.word2007

برای دانلود بر روی لیـــنک های زیر کلیک کنید.

ATmega 32

ATmega 8,16,64,103,128,161,162,...

سلف یک عنصر غیر فعال الکترونیکی است که می تواند انرژی الکتریکی را در مجاورت یک هادی و در داخل یک میدان مغناطیسی که به وسیله جریان الکتریکی موجود در هادی به وجود آمده، ذخیره کند. توانایی سلف برای ذخیره انرژی ضریب خود القایی گفته می شود و واحد آن نیز هانری می باشد.

برای مشاهده ی متن کامل، لطفا" بر روی ادامه مطلب کلیک نمائید!

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 فیلتر 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

عکس فوق مربوط به این مدار نمی باشد و جنبه کاربردی ندارد.

كليه مدارات الكترونيكي نياز به منبع تغذيه دارند. براي مدارات با كاربرد كم قدرت از باطري يا سلولهاي خورشيدي استفاده مي شود. منبع تغذيه به عنوان منبع انرژي دهنده به مدار مورد استفاده قرار مي گيرد.
حدود 20 سال است كه سيستمهاي پر قدرت جاي خود را حتي در مصارف خانگي هم باز كرده اند و اين به دليل معرفي سيستمهاي جديد براي تغذيه مدارات قدرت است.
این منابع تغذیه كاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملكرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف بر گرفته شده از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.
راندمان SMPS بصورت نوعی بین 80% الی 90% است كه 30% تا 40% آنها در نواحی خطی كار می كنند. خنك كننده های بزرگ كه منابع تغذیه رگوله قدیمی از آنها استفاده می كردند، درSMPSها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده كه از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده كرد.
در فركانسهای بالای كلیدزنی از یک ترانزیستور جهت كنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فركانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی كند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می نماید. به همین سبب در فركانس كلید زنی بالا از المان كم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده كه تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.
امروزه مداراتی كه طراحی می شوند، در رنج فركانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی كمتر از انواع قدیمی خود می باشند.
فروشنده های اروپائی در سال 1990 میلادی تا حد 2 میلیارد دلار از فروش این SMPSها درآمد خالص كسب نمودند. 80% از SMPSهای فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط كارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPSها در سال 1990 باعث گردیدكه شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود، این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.
یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی كه در كلیه شاخه های زیر تجربه و مهارت کافی كسب كند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشد:
1- طراحی مدارات سوئیچینگ الكترونیك قدرت.
2- طراحی قطعات مختلف الكترونیك قدرت.
3- فهم عمیقی از نظریه های كنترلی و كاربرد آنها در SMPSها داشته باشد.
4- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الكترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.
5- درك صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنك كننده مؤثر با راندمان زیاد.
و …

طرح یک منبع تغذیه با رگولاتور

مشخصه که بعضی از اجزا می تونن بدون اینکه خللی در کار مدار بوجود بیارن حذف بشن، مثلا فیوزها فقط برای محافظت مدار هستند و وجودشون الزامی نداره. همچنین ولت متر و آمپر متر در صورتی مفیدند که بخواهیم یک منبع تغذیه ی آزمایشگاهی بسازیم ولی در مورد پروژه ها وجودشون ضرورتی نداره. در مورد فن هم در صورت وجود، در جریان های بالا منبع خنک تر خواهد بود و می تونه بسته به نظر شما حذف بشه و Heatsink کفایت میکنه. واضحه که به جای پل یکسوساز می تونید از چهار دیود به صورت مجزا استفاده کنید و پل رو خودتون بسازید اما PIV و جریان رو در نظر بگیرید.
عملکرد این مدار بسیار ساده است. ترانسفورماتور برق شهر رو به دو خروجی 9 ولت (18 ولت در مجموع) تبدیل میکنه و 18 ولت سینوسی وارد پل یکسوساز میشه و به صورت تمام موج یکسو میشه و خازن ضرفیت بالای C1 ریپل ولتاژ رو کم میکنه و در واقع به عنوان صافی عمل میکنه. بعد از اون ولتاژ رگوله نشده ی DC وارد رگولاتور میشه و پس از تثبیت شدن، خروجی از پایه ی Out گرفته میشه و مقدارش بوسیله پتانسیومتری که در پایه Adjust وجود داره تنظیم میشه و خازن C2 که به صورت موازی با بار قرار داره هم به صورت یک صافی عمل میکنه. بقیه ی المان ها عناصر جانبی هستند، مثلا دیود D2 و خازن C3 یک منبع DC از ترانس برای فن تامین میکنن. و همچنین LED و R2 وضیعت روشن یا خاموش بودن منبع رو نشون میدن و دیود D1 به عنوان محافظ عمل میکنه.

فلیپ فلاپ SR

فلیپ فلاپ SR یک المان فیزیکی است که می تواند به عنوان یک عنصر تاخیر دهنده به کار گرفته شود. این المان فیزیکی دارای دو ورودی به نام های R و S می باشد و دو خروجی دارد که یکی متمم دیگری است.

طرز کاراین فلیپ فلاپ در جدول صحت به این شکل است که وقتی عملکرد مدار را بررسی می کنیم اگر S=1 و R=0 باشد، اصطلاحا می گویند مدار set است یعنی خروجی آن 1 شده است. اگر پس از آن S=0 شود، مدار در وضعیت set باقی می ماند ولی اگر R=1 شود اصطلاحا می گویند مدار Reset شده است یعنی خروجی در این لحظه صفر است، و اگر در این لحظه R=0 شود مدار در حالت Reset باقی می ماند. بنابراین R=0 و S=0 در خروجی نشان می دهد که کدامیک از S یا R آخرین بار برابر 1 بوده است. یعنی مدار آخرین وضعیت غیر صفر ورودی را به خاطر سپرده است. مطابق جدول کارنو اگر R و S همزمان در حالت 1 قرار گیرند مدار در حالت نامشخص خواهد بود. به این خاطر مدارهای دارای فلیپ فلاپ SR را طوری طراحی می کنند که هیچ گاه ورودی های S و R همزمان برابر 1 نشود.

این مورد محدودیتی برای فلیپ فلاپ SR است، که در فلیپ فلاپ JK این نقص برطرف شده است.

---

فلیپ فلاپ JK

این عنصر تاخیر دهنده دارای دو ورودی به نام J و K می باشد و دو خروجی آن یکی متمم دیگری است و در آن محدودیت فلیپ فلاپ SR را رفع کرده اند و دو ورودی J=1 و 1=K برای این مدار قابل قبول است.

در این فلیپ فلاپ همانند نوع SR ورودی تمام صفر یعنی J=0 و K=0 تاثیری در حالت خروجی فلیپ فلاپ ندارد و همان حالت قبلی حفظ می شود. ولی اگر J=1 و 1=K باشد یک ورودی قابل قبول است که باعث تغییر حالت در مقدار خروجی می شود.

 

 

 

 

---

فلیپ فلاپ T

این عنصر تاخیر دهنده دارای یک ورودی به نام T است و دو خروجی به صورت Y و متمم آن دارد.

چنانچه T=1 شود باعث تغییر در خروجی می شود یعنی اگر خروجی صفر باشد مقدار آن یک می شود و برعکس اگر خروجی یک باشد مقدار آن صفر می شود. این فلیپ فلاپ را به این خاطر فلیپ فلاپ جهشی نیز می نامند.

فلیپ فلاپ T همانند فلیپ فلاپ JK است که دو ورودی آن از یک متغیر مقدار می گیرد یعنی یا هر دو J و K مقدار صفر و یا هر دو مقدار یک دارند. به این ترتیب در مواقعی یک است، ایجاد جهش می کند.

 

 

 

 

 

 

 

---

فلیپ فلاپ D

این مدار تاخیر دهنده شبیه به یک عنصر تاخیر دهنده ساعت عمل می کند به این ترتیب که هر ورودی به آن می دهیم در یک فاصله زمانی مشخصی بعدا همان ورودی را به صورت خروجی دریافت می کنیم.

از این رو این فلیپ فلاپ را فلیپ فلاپ تاخیر (Delay) می نامند. این فلیپ فلاپ یک ورودی به نام D دارد.

دیاک (به انگلیسی: Diac) یک نوع دیود جریان متناوب است. دیود بلافاصله بعد از رسیدن به ولتاژ شکست (V_BO)، هادی می‌شود و جریان را عبور می‌دهد؛ سپس دیود وارد ناحیه رزنانس منفی می‌شود و این امر باعث کاهش ولتاژ دو سر دیود و افزایش جریان دیود می‌شود و دیود تا زمانی‌که جریانش از جریان نامی دیود (جریان نگه دارنده)(I_BO)(I_H) کمتر نشده، در حالت هادی باقی می‌ماند؛ در جریان‌های کمتر از این مقدار، دیود به حالت حداکثر مقاومت (نارسانا) باز می‌گردد و این رفتار برای هر دو جهت دیود صادق است.

بیشتر دایاک‌ها، یک ساختمان سه لایه به همراه ولتاژ شکستی در حدود ۳۰ ولت دارند. رفتار دایاک‌ها شبیه به یک(اما خیلی دقیق‌تر کنترل شده و کم‌حجم شده در ولتاژ پائین‌تر نسبت به) لامپ نئون است.

دیاک‌ها برخلاف بسیاری از تریستورها مانند ترایاک که برای تریگر کردن از پایه گیت استفاده می‌کنند، فاقد این پایه می‌باشند. بعضی از ترایاک‌ها مانند کوادراک از یک دایاک داخلی سری با پایه گیت خود به این منظور استفاده می‌کنند.

یک تعریف کلی در مورد دیاک به شرح زیر هست:

دياك عنصري دوپايه است و مشابه ترانزيستوري است كه بيس ندارد. از هر دو طرف (باياس مستقيم و معكوس ) جریان را عبور مي دهد و روشن شدن آن بستگي به ولتاژ آستانه تعريف شده ( يا شكست ) دارد.

دیاک درتوليد پالس بكار برده مي شود.در واقع دیاک و تریستور و ترایاک هم خانواده اند و همگی در حالت کلی مانند دیود خاصیت هدایت کنندگی دارند اما با این تفاوت که تریستور و ترایاک عناصر سه پایه ای هستند که تکامل یافته اند و علاوه بر اینکه از هر دو طرف جریان را عبور میدهند دارای پایه گیت برای کنترل زمان عبور جریان نیز میباشند.

دیاک از یک زوج دیود چهار لایه به طور موازی و معکوس تشکیل شده است و در هر دو جهت تریگر میشود .بزرگترین مزیت کاربرد دیاک در ولتاژ ac هدایت از هر دو سوی این قطعه است .
دیاک از نظر شکل ظاهری به شکل زیر است :

دیاک‌ها همچنین با نام‌های دیگری از جمله "دیود تریگر متقارن" که برگرفته از منحنی مشخصه آن‌ها است، خوانده می‌شوند. اینکه دایاک یک قطعه دوجهتی یا دو طرفه است باعث شده تا ترمینال یا پایه‌های آن‌ها به صورت آند-کاتد علامت‌گذاری نشده و به صورت A1 (آند ۱) و A2 (آند ۲) و همچنین MT1 و MT2 نام‌گذاری شود.

در شکل زیر ساختمان دیاک مشخص شده است :

در دیاک پایه ای به نام کاتد وجود ندارد در عوض آند 1 و آند 2 وجود دارد.


مشخصه ی ولت آمپر دیاک :
در شکل زیر مشخصه ی ولت آمپر دیاک در بایاس موافق و مخالف نشان داده شده است . ولتاژ شکست دیاک بین 30 تا 40 ولت است.

منحنی مشخصه دیاک رابطه بین ولتاژ و جریان قطعه را نشان می‌دهد. (V_BO) (V breakover) ولتاژ شکست

خازن های ثابت
در خازن های ثابت ، ظرفیت از پیش تعیین شده و ثابت است و مقدار آن را بعد از ساخت نمی توان تغییر داد . خازن های ثابت را معمولا با جنس دی الکتریک به کار رفته در آنها می شناسند .

خازن کاغذی
خازنهای کاغذی به دلیل ارزان بودن و اندازه کوچکشان مورد استفاده فراوان قرار می گیرند . جنس دی الکتریک آنها کاغذ آغشته به پارافین است و در ولتاژ پیش از 600 ولت مورد استفاده قرار می گیرند . صفحات این خازنها به صورت نوارهای صاف و طویل از جنس ورقه های قلع است . کاغذ آغشته به پارافین بین دو صفحه ، حکم دی الکتریک را دارد و این هر سه بصورت لوله ، پیچیده شده اند و داخل یک استوانه قرار می گیرند .

خازن میکا
خازن میکا از تعدادی ورقه ی نازک میکا به عنوان دی الکتریک و ورقه های نازک فلزی تشکیل می شوند . این ورقه ها به صورت یک در میان روی هم قرار می گیرند . ورقه های فلزی در دو دسته به یک دیگر متصل شده اند تا سطح موثر هر صفحه ی خازن را بزرگتر کنند و ظرفیت خازن بالا رود . هر چه مقدار صفحات فلزی بیش تر و اندازه ی آنها بزرگتر باشد ، ظرفیت خازن افزایش می یابد . مجموعه ورقه های میکا و فلز در یک کپسول قرار می گیرند .

خازن الکترولیتی
خازن های الکترولیتی دارای قطبیت معینی است و از آن در مدار های dc استفاده می شود . یک صفحه از خازن الکترولیتی مثبت است که به سر مثبت منبع وصل می شود . صفحه دیگر منفی است و به سر منفی منبع متصل می گردد . ظرفیت این خازن ها بالا و از چند میکروفاراد تا چند هزار میکروفاراد است . ولتاژ شکست این خازن ها معمولا کم و جریان نشتی انها نسبت به سایر خازنها زیاد است . خازن های الکترولیتی را با الکترولیت مایع و هم با الکترولیت خشک می سازد .

برای مشاهده ی کامل این مطلب لطفا" به ادامه ی این مطلب بروید!

برد بورد وسیله ای است که به شما در چیدمان اولیه وآزمایشی مدار کمک می کند.
بیشتر افرادی که در زمینه پروژه های الکترونیک کار می کنند ابتدا مدار خود را بر روی برد بورد می بندند وپس از جواب گرفتن آنرا بر روی مدارت چابی یا بردهای سورخدار مسی پیاده می کنند.پس شما برای بستن اولیه و تست مدارات به آن نیاز دارید.
به نحوه ارتباط دهی سوراخهای موجود در روی برد توجه کنید.

فيوز معمولا از يك تيوب سراميكي تشكيل شده كه آلياژي از جنس نقره يا مس از وسط آن عبور مي كند و اطراف آن با كوارتز يا سيليس پر مي شود ،المان مركزي فيوز به گونه اي طراحي شده است كه اجازه عبور جريانهاي مجاز را مي دهد و به اين ترتيب فيوز از عبور جريانهاي اضافي و خطا جلوگيري مي كند.

اتصال كوتاه چيست؟

اتصال كوتاه خطايي است در يك وسيله الكتريكي كه در آن بار الكتريكي اجازه مي يابد تا بين يك فاز و زمين الكتريكي يا بين دو فاز جريان يابد. به عبارت غير فني تر، يك اتصال كوتاه هنگامي رخ ميدهد كه جريان الكتريسيته از يك مدار در جهتي ناخواسته، عموما به دليل يك اتصالي در جايي كه كسي انتظار ندارد، عبور كند.
ساده ترين راه براي ايجاد يك اتصال كوتاه متصل كردن سرهاي مثبت و منفي يك باتري توسط يك هادي كم مقاومت، مانند سيم، است. مقاومت كم موجب جريان زياد مي شود كه منجر به خروج انرژي زيادي از باتري در مدت كوتاه ميشود.

مفهوم بار اضافي به چه معنا مي باشد؟

مقدار جريان عبوري از مدار را اصطلاحا بار مي نامند،گاهي به هنگام استفاده بيش از حد مصرف كننده ها ،راه اندازي الكترو موتورها تحت فشار و يا عدم تعادل در شبكه در مدار الكتريكي بار اضافي بيش از حد مجاز به وجود مي آيد كه بايد از عبور آن جلوگيري شود چرا كه باعث صدمه به تجهيزات مي گردد.

فيوزها از نقطه نظر كاربرد و تكتولوژي ساخت به گونه هاي متعددي تقسيم مي شوند :

تقسيم بندي فيوزها از نقطه نظر كاربرد :

فيوزهاي ساختماني و سيستم هاي روشنايي

فيوزهاي ساختماني معمولا از نظر ولتاژ با ولتاژ برق شهري يكسان بوده و از آنها براي محافظت از تجهيزات ساختماني و روشنايي استفاده مي شود نمونه ساده اين فيوزها موسوم به فيوز فشنگي در پايين كنتور برق نصب مي شود.

فيوزهاي صنعتي و نيروگاهي

با توجه به تنوع فعاليتهاي صنعتي اين فيوزها داراي تنوع بسياري هستند يك نمونه از اين فيوز كه معمولا به شكل مكعب مستطيل با دو قسمت فلزي كارد مانند كه از دو سار آن خارج شده ،مي باشد كه به آن فيوز كاردي مي گويند ولتاژ اين فيوزها بسته به تجهيزاتي كه از آنها حفظت مي كنند بين 500 تا 1200 ولت و با شدت جريانهاي مختلف مي باشد.
البته نوعي خاص از فيوز وجود دارد كه مخصوص حفاظت از تجهيزات ÷ستهاي برق و نيروگاهي مي باشد،كه به انها فيوزهاي HV يا هاي ولتاژ مي گويند اين فيوزها قابليت كار با ولتاژهاي بسيار بالا گاها تا 36000 ولت را نيز دارا مي باشند.

فيوزهاي الكترونيك صنعتي

درواقع اين فيوزها محافظت از وسايلي نظير كنترل درايوهاي برق مستقيم ،يو پي اس ها و اينورتر ها و ساير تجهيزاتي كه به نوعي با عناصر نيمه رساناي الكتريكي semiconductors سرو كار دارند ،را به عهده دارند و از آنجا كه اين عناصر ظرفيت حرارتي پايين داشته و فوق العاده نسبت به افزايش جريان حساس هستند بنابراين بايد با فيوزهاي خاصي موسوم به فيوزهاي تند سوز حفاظت شوند.

ترميستور:

 یکی از مشخصه های مورد نظر در مورد مقاومتهای معمولی این است که در محدوده وسیعی از تغییرات دمای محیطی ٬ مقاومت آنها تغیر نکند. اما ترمیستورها (یعنی مقاومتهای حرارتی) آگاهانه بصورتی ساخته شده اند که مشخصه هایشان با تغییر دمای محیط تغییر کند.به این ترتیب آنها را میتوان به عنوان سنسور ٬ و یا قطعات جبران کننده تغییرات حرارتی مورد استفاده قرار داد.

دو نوع ترمیستور اصلی وجود دارد : با ضریب حرارتی منفی (N.T.C) و ضریب حرارتی مثبت ( P.T.C) . در دمای 25 درجه سانتیگراد ٬ مقاومت نمونه های معمول N.T.C در حدود چند صد اهم (یا چند کیلو اهم) میباشد که با افزایش دما تا 100 درجه سانتیگراد ٬ مقاوت آن تا حد دهها اهم کاهش می یابد .اما مقاومت P.T.C در محدوده صفر تا 75 درجه سانتیگراد تقریبا ثابت است(معمولا در حدود 100 اهم).در درجه حرارت بالاتر از این حد(معمولا 120 _ 80 درجه سانتیگراد)مقاومت آن به سرعت بالا میرود(حد اکثر تا 10 کیلو اهم).

ترانزیستور :

مبحث ترانزیستور بسیار گسترده است . در اینجا به توضیحات کلی درباره این قطعه اکتفا می کنیم . دارای سه پایه بیس و کلکتور و امیتر است . دو تیپ دارد . مثبت  (PNP) و منفی  (NPN) . در نوع مثبت به کلکتور ولتاژ منفی داده می شود و به امیتر مثبت . به پایه بیس هم که ورودی ترانزیستور تعبیر می شود پالس منفی داده می شود . در نوع منفی به کلکتور ولتاژ مثبت داده می شود و به امیتر منفی . به پایه بیس هم پالس مثبت داده می شود . کار ترانزیستور تقویت جریان است . اگر به بیس جریان ضعیفی داده شود ؛ مثلا  2  میلی آمپر و ضریب تقویت ( یا بتا یا  HFE ) تراتزیستور هم  300  باشد , جریانی که از کلکتور و امیتر می گذرد می تواند تا  600  میلی آمپر باشد . مصرف کننده معمولا سر راه کلکتور و گاهی سر راه امیتر قرار داده می شود . به عبارت دیگر , مصرف کننده ما می تواند تا  600  میلی آمپر , از منبع تغذیه جریان بکشد ؛ در صورتی که قبل از تقویت فقط می توانست حداکثر  2  میلی آمپر بکشد . جنس ترانزیستورها سیلیسیم یا ژرمانیم است . در ترانزیستورهای سیلیسیومی نباید ولتاژ اعمال شده به بیس کمتر از  ۷/۰  ( ۶/۰  تا  ۷/۰  ) ولت باشد ( جریان هر چقدر که می خواهد باشد ) . به این ولتاژ , ولتاژ شکست می گویند . در ترانزیستورهای ژرمانیومی نباید ولتاژ اعمال شده به بیس کمتر از  ۳/۰  ( ۲/۰  تا  ۳/۰  ) ولت باشد . ترانزیستور انواع دیگری مثل  UJT و  FET و ... دارد که به علت کاربرد محدود از توضیح درباره آنها صرف نظر کردیم  .

پتانسیومتر :

سه پایه دارد . مقاومتی است که با پیچاندن دسته آن مقاومت بین پایه وسط و کنار تغییر می کند . تغییرات مقاومت پایه های کناری نسبت به هم قرینه است ؛ یعنی اگر مقاومت نسبت به سمت چپ کم شود , به همان میزان نسبت به سمت راست افزایش می یابد . مقاومت بین دو پایه کناری همواره ثابت است و به اندازه عدد نوشته شده روی پتانسیومتر بستگی دارد . عدد روی پتانسیومتر حداکثر  3  رقمی است . دو رقم سمت چپ را می نویسیم و به اندازه رقم سوم مقابل آن صفر می گذاریم . عدد به دست آمده میزان مقاومت بر حسب اهم را نشان می دهد. اگر رقم سومی وجود نداشت , همان عدد دورقمی , مقاومت کل پتانسیومتر را نشان می دهد .

برای مثال اگر روی پتانسیومتر نوشته بود  224  یعنی مقاومت آن  220000  اهم است  ( 220  کیلواهم ) . اگر روی پتانسیومتر نوشته بود  56  یعنی مقاومت آن  56  اهم است.

تريستور:

 تریستورها(که به آنها یکسوسازهایی با کنترل سیلیکونی نیز میگویند) 3 پایه داشته ٬ و میتوان آنها را برای قطع و وصل و یا کنترل توان سیگنالهای AC نیز مورد استفاده قرار داد.ترمیستور نیز مانند دیود ((آند)) و ((کاتد)) دارد. اما علاوه بر آنها پایه سومی به نام ((گیت)) نیز وجود دارد ٬ که با اعمال پالس جریانی کوتاه مدت از آن طریق ٬ میتوان تریستور را تحریک کرد.

بسته به شرایط موجود این قطعه با سرعت زیادی از حالت هدایت به حالت قطع میرود.در حالت ((قطع)) فقط جریان نشتی بسیار اندکی از تریستور عبور میکند که میتوان آن را نادیده گرفت(مقاومت بسیار بزرگی از خود نشان میدهد) ٬ اما مقاومت آن در حالت (( روشن)) بسیار اندک است.وقتی تریستور روشن شود در همان حالت باقی میماند ( یعنی در واقع در همان حالت قفل میشود) و تا زمانی که جریان مستقیم آن قطع نشده باشد ٬ در این حالت برقرار خواهد ماند.

در مدارهای DC تا زمانی که ولتاژ تغذیه قطع نشود ٬ تریستور همچنان روشن خواهد ماند اما در مدارهای AC با هر بار معکوس شدن قطبیت سیگنالAC ترمیستور به صورت خودکار خاموش خواهد شد.

ديود زنر: Zener 

ديود زنر در مدارات الكترونيك در باياس معكوس يا منفي بسته مي شود. ديود زنر تثبت كننده ولتاژ در باياس معكوس است. اين ديودها در مدارات الكترونيك به منظور تثبيت ولتاژ در قسمتهاي مختلف مدار به كار مي رود.

ديود هاي زنر يا شكست ، ديود هاي نيمه هادي با پيوند p-n هستند كه در ناحيه باياس معكوس كار كرده و داراي كاربردهاي زيادي در الكترونيك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبناء و يا تثبيت كننده ي ولتاژ دارند.
هنگامي كه پتانسيل الكتريكي دو سر ديود را در جهت معكوس افزايش دهيم در ولتاژ خاصي پديده شكست اتفاق مي افتد، بدين معني كه با افزايش بيشتر ولتاژ ، جريان بطور سريع و ناگهاني افزايش خواهد داشت. ديود هاي زنر يا شكست ديود هايي هستند كه در اين ناحيه يعني ناحيه شكست كار ميكنند و ظرفيت حرارتي آنها طوري است كه قادر به تحمل محدود جريان معيني در حالت شكست مي باشند، براي توجيه فيزيكي پديده شكست دو نوع مكانيسم وجود دارد.
مكانيسم اول در ولتاژهاي كمتر از 6 ولت براي ديودهايي كه غلظت حامل ها در آن زياد است اتفاق مي افتد و به پديده شكست زنر مشهور است. در اين نوع ديود ها به علت زياد بودن غلظت ناخالصي ها در دو قسمت p و n ، عرض منطقه ي بار فضاي پيوند باريك بوده و در نتيجه با قرار دادن يك اختلاف پتانسيل v بر روي ديود (پتانسيل معكوس) ، ميدان الكتريكي زيادي در منطقه ي پيوند ايجاد مي شود.
با افزايش پتانسيل v به حدي مي رسيم كه نيروي حاصل از ميدان الكتريكي ، يكي از پيوند هاي كووالانسي را مي شكند. با افزايش بيشتر پتانسيل دو سر ديود از آنجايي كه انرژي يا نيروهاي پيوند كووالانسي باند ظرفيت در كريستال نيمه هادي تقريبأ مساوي صفر است ، پتانسيل تغيير چنداني نكرده ، بلكه تعداد بيشتري از پيوندهاي ظرفيتي شكسته شده و جريان ديود افزايش مي يابد.
آزمايش نشان مي دهد كه ضريب حرارتي ولتاژ شكست براي اين نوع ديود منفي است ، يعني با افزايش درجه حرارت ولتاژ شكست كاهش مي يابد. بنابر اين ديود با ولتاژ كمتري به حالت شكست مي رود (انرژي باند غدغن براي سيليكن و ژرمانيم در درجه حرارت صفر مطلق بترتيب 1.21 و0.785 الكترون_ولت است، و در درجه حرارت 300 درجه كلوين اين انرژي براي سيليكن ev 1.1و براي ژرمانيم ev0.72 خواهد بود). ثابت مي شود كه مي دان الكتريكي لازم براي ايجاد پديده زنر در حدود 2*10است.
اين مقدار براي ديود هايي كه در آنها غلظت حامل ها خيلي زياد است در ولتاژهاي كمتر از 6 ولت ايجاد مي شود . براي ديودهايي كه داراي غلظت حاملهاي كمتري هستند ولتاژ شكست زنر بالاتر بوده و پديده ي ديگري بنام شكست بهمني در آنها اتفاق مي افتد (قبل از شكست زنر) كه ذيلأ به بررسي آن مي پردازيم.
مكانيسم ديگري كه براي پديده شكست ذكر مي شود ، مكانيسم شكست بهمني است. اين مكانيسم در مورد ديودهايي كه ولتاژ شكست آنها بيشتر از 6 ولت است صادق مي باشد . در اين ديود ها به علت كم بودن غلظت ناخالصي ، عرض منطقه ي بار فضا زياد بوده و ميدان الكتريكي كافي براي شكستن پيوندهاي كووالانسي بوجود نمي آيد ، بلكه حاملهاي اقليتي كه بواسطه انرژي حرارتي آزاد مي شود ، در اثر ميدان الكتريكي شتاب گرفته و انرژي جنبشي كافي بدست آورده و در بار فضا با يون هاي كريستال برخورد كرده و در نتيجه پيوندهاي كووالانسي را مي شكنند . با شكستن هر پيوند حاملهاي ايجاد شده كه خود باعث شكستن پيوند هاي بيشتر مي شوند .
بدين ترتيب پيوندها بطور تصاعدي يا زنجيري و يا بصورت پديده ي بهمني شكسته مي شوند و اين باعث مي شود كه ولتاژ دو سر ديود تقريبأ ثابت مانده و جريان آن افزايش يافته و بواسطه ي مدار خارجي محدود مي شود . چنين ديود هايي داراي ضريب درجه ي حرارتي مثبت هستند . زيرا با افزايش درجه ي حرارت اتمهاي متشكله كريستال به ارتعاش در آورده ، در نتيجه احتمال برخورد حاملهاي اقليت با يونها ، بهنگام عبور از منطقه بار فضا زيادتر مي گردد . به علت زياد شدن برخوردها احتمال اينكه انرژي جنبشي حفره يا الكترون بين دو برخورد متوالي به مقدار لازم براي شكست پيوند برسد كمتر شده و در نتيجه ولتاژ شكست افزايش مي يابد.

به عنوان مثال اگر در يك مدار الكترونيكي نياز به ولتاژ هاي 6/5 يا 2/8 يا 3/3 ولت داشته باشيم و منبع تغذيه ما 12 ولت باشد مي توانيم از اين نوع ديود استفاده كنيم.

اين نوع ديود ها بر حسب ولتاژ شناخته و تهيه مي شوند. (البته طرز قرار گرفتن آنها در مدارات نياز به آشنايي با طراحي مدارات الكترونيك دارد)

برخي از رنج هاي متداول ديودهاي زنر عبارتند از:

2 – 2.2 – 2.7 – 3.3 – 3.9 – 4.7 – 5.1 – 6.8 – 8.2 – 10 – 12 – 14 – 16 – 18 – 24 – 26 – 36 - … - 90 – 110 ولت

برخي از توان هاي ديود زنر:

آي سي رگولاتور يا تثبيت كننده ولتاژ

به منظور تثبت (ثابت نگه داشتن) ولتاژ مورد نظر در نقاط مختلف مدار از آي سي هاي رگولاتور استفاده مي كنيم.

تثبت به اين منظور انجام مي شود كه ما در مداري نياز به يك لتاژ ثابت، مثلا 5 ولت dc دايم ولي نوساناتي در ولتاژ ورودي به مدار ما وجود دارد كه بر عملكرد مدار تاثير مي گذارد از اين رو از آي سي رگولاتور به منظور تثبيت كننده ولتاژ استفاده مي كنيم.

آي سي هاي رگولاتور دو نوع مثبت و منفي هستند و با پيش شمارهاي 78 براي نوع مثبت و 79 براي نوع منفي شناخته مي شوند دو رقم بعد از اين عدد ها نشان دهنده ولتاژ آي سي مي باشد.

مثلا: 7805 يعني آي سي رگولاتور 5 ولت مثبت

مثلا: 7805 يعني آي سي رگولاتور 5 ولت مثبت

و يا: 7905 يعني آي سي رگولاتور 5 ولت منفي

آي سي رگولاتور داراي سه پايه است . پايه وسط آن مشترك است و به زمين مدار يا منفي متصل است . پايه اول ورودي جريان و پايه سوم خروجي تثبيت شده جريان است.

نكته بسيار مهم اين موضوع است كه ولتاژ  ورودي به آي سي رگولاتور بايد بين 3 تا 8 ولت بيشتر از ولتاژ تثبت خروجي باشد به عنوان مثال به آي سي 7805 بايد بين 8 تا 13 ولت جريان بدهيم تا 5 ولت تثبت شده در خروجي به ما بدهد. جريان دهي آي سي هاي رگولاتور 1 آمپر است.

برخي از رنج هاي متداول آي سي هاي رگولاتور:

تيپ مثب:7805 – 7806 – 7808 – 7809 – 7810 – 7812 – 7815 – 7818 – 7824 -…

تيپ منفي: 7905 – 7906 – 7908 – 7912 – 7915 – 7924 - …

IC

حروف اختصاری IC از دو کلمه انگلیسی integrated circuit به معنی مدار مجتمع گرفته شده است. پیش از اخترا ع IC ،مدارهای الکترونیکی ازتعداد زیادی قطعه یا المان الکتریکی تشکیل می*شدند. این مدارات فضای زیادی را اشغال می*کردند و توان الکتریکی بالایی نیز مصرف می*کردند. و این، امکان بوجود آمدن نقص و عیب در مدار را افزایش می*داد. همچنین سرعت پایینی هم داشتند. IC ، تعداد زیادی عناصر الکتریکی را که بیشتر آنها ترانزیستور هستند، در یک فضای کوچک درون خود جای داده است و همین پدیده است که باعث شده امروزه دستگاه*های الکترونیکی کاربرد چشمگیری در همه جا و در همه زمینه*ها داشته باشند.

برای مشاهده ی متن کامل ، لطفا" بر روی  ادامه مطلب کلیک نمائید!

مقدمه

دیودها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می‌‌دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می‌‌دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی ، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود. از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می‌‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و - به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰.۶ تا ۰.۶ ولت می‌‌باشد.

برای مشاهده ی متن کامل، بر روی ادامه مطلب کلیک نمائید!