قطعه های الکترونیکی

کلیه قطعاتی که دارای پایه های رسانا هستند و بر روی جریان الکتریکی وارد بر پایه، تغییراتی را ایجاد می­کنند را قطعه الکترونیکی می نامند.

شما روزانه قطعات الکترونیکی زیادی را مشاهده می­کنید و حالا تصمیم گرفته اید که کار کردن با آن ها را بیاموزید. اگر شما قطعات پیشرفته تر در اختیار داشته باشید به این معنی است که به تکنولوژی بالاتری دسترسی دارید.

اگر قصد دارید که خودتان مدار بسازید، شاید بهتر باشد که ابتدا کار کردن با قطعات موجود را بیاموزید و از آن ها استفاده کنید، سپس به ساختار درونی قطعه بپردازید.

به هر حال شاید ساختار درونی قطعات و چگونگی عملکرد آن ها برای آموختن استفاده از آن ها چندان اهمیت نداشته باشد، اما نحوه عملکرد آن ها در برابر شرایط مختلف، بسیار مهم است.

قطعات الکترونیکی شامل مقاومت، خازن، دیود، ترانزیستور، سلف، رله، ترانسفورمر، آی سی و … می­باشد و هرکدام، یک فرمول فیزیکی یا یک منطق ویا الگوریتم دیجیتالی را روی جریان ها پیاده سازی می­کنند.

مقاومت، پرکاربرد ترین قطعه الکترونیکی

مقاومت برای جلوگیری از جریان ویا ولتاژ اضافی به دیگر قطعات مورد استفاده قرار میگیرد. این قطعه یکی از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی است.

خازن

خازن در مدارهای دیجیتالی جهت برطرف کردن نویز سیگنال ها و در مدارهای آنالوگ جهت ساخت سیگنال مورد استفاده قرار میگیرد.

دیود

دیود جریان را فقط از یک جهت از خود عبور می دهد. یکی از ساده ترین کاربرد آن ها محافظت از مدار وقتی که قطب های مثبت و منفی منبع تغذیه اشتباه متصل می شوند است.

ترانزیستور

ترانزیستور قطعه ای است که دارای سه پایه می باشد. دو پایه مانند دیود جریان را فقط از یک سو، اما با توجه به جریان پایه سوم عبور می دهند.

سیم پیچ (سلف)

اگر به دور یک میخ آهنی یک سیم بپیچانیم، و دو سر سیم را به باطری وصل نماییم، میخ تحت تأثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان الکتریکی بر روی سیم، قرار می­گیرد و خاصیت آهنربایی پیدا می­کند.

ساختمان سیم پیچ (سلف) نیز به همین صورت است.

سلف معمولا از دو قسمت هسته آهنی و سیم مسی پیچیده شده در دور هسته  تشکیل شده­ است.

سلف ها می­توانند بدون هسته آهنی نیز باشند.

وقتی جریان به سیم وارد می­شود، بخشی از انرژی صرف ایجاد میدان مغناطیسی و منظم کردن دو قطبی های مغناطیسی در آهن می­شود که این امر باعث می­شود مقاومت سلف بالا رود و جریان کمتری از آن خارج شود، اما پس از منظم شدن دو قطبی های هسته، مقاومت سلف کم می­شود. این زمان، بسته به نوع سلف، می­تواند کمتر از یک هزارم ثانیه باشد.

شکل زیر شماتیک سلف را نشان می­دهد.

رله

رله قطعه ای است که دارای ٤ یا ٥ پایه می­باشد و داخل آن از یک سیم پیچ و یک قطعه آهنی که روی آن صفحه ای مسی قرار دارد تشکیل شده است و کار آن قطع و وصل یک جریان به صورت اتوماتیک ( فقط با اتصال جریان از منبعی دیگر ) می­ باشد .

اصول کار رله به این صورت است که جریان الکتریکی وارد سیم پیچ می­شود و سیم پیچ نیز مانند آهنربا عمل می­کند و قطعه ی آهنیِ چسبیده به صفحه مسی را به طرف خود می رباید؛ در این صورت رله از اتصال (Contact) بالایی جدا شده و  به اتصال پایینی وصل می­شود.

دو پایه از رله برای دریافت جریان سیم پیچ (آهنربای الکتریکی) به کار می رود. یک پایه که معمولا بین دو پایه­ ی در یافت جریان قرار دارد، به عنوان یک سر کلید (ورودی) عمل می­کند. دو پایه­ ی دیگر به عنوان سر دیگر کلید استفاده می­ شود (خروجی ها) و روی بدنه رله به صورت NO  و NC مشخص شده ­اند. هنگامی که رله خاموش است، NO باز و دیگری بسته است و در هنگام روشن شدن NO بسته می­ شود و NC باز می­ شود. تصویر زیر، یکی از شماتیک های رله است که تقریبا طرز کار رله را نشان می­دهد.

کاربرد رله

این قطعه در مدار کاربرد های فراوانی دارد، مثلا هنگامی که مدار ساخته شده توسط ما از 5 ولت تغذیه می­کند و ما می­خواهیم یک لامپ 220 ولتی را با مداری که ساختیم روشن کنیم، باید رله مناسب را تهیه کنیم و از آن در مدار استفاده کنیم.

در مدار زیر، لامپ 220 ولتی، با استفاده از رله به منبع تغذیه 220 ولتی، توسط منبع تغذیه 5 ولتی وصل می­ شود.

ولتاژ مورد نیاز برای سیم پیچ این رله، باید 5 ولت باشد و اتصالات آن ظرفیت عبور 220 ولت و جریان لامپ را باید داشته باشد.

ترانسفورمر

با استفاده از دو سلف می­توان ترانسفورمر ساخت. ترانسفورمر وسیله ای است که به کمک آن می­ توان در ولتاژ ورودی تغییراتی ایجاد کرد و آن را افزایش یا کاهش داد.

روش کار به این صورت است که با استفاده از میدان مغناطیسی یک سلف، در سلف دیگر پتانسیل الکتریکی القا می شود.

ترانسفورمر دارای انواع کاهنده (برای کاهش ولتاژ ورودی) و افزاینده (برای افزایش ولتاژ ورودی) است.

از ترانسفورمر فقط می­توان برای ایجاد تغییرات در جریان متناوب استفاده نمود.

فیوز

قطعه ای است که از آن برای جلوگیری از ورود جریان بالاتر از حد مجاز، استفاده می­ شود، مثلا اگر یک فیوز قدرت تحمل 5 آمپر را داشته باشد، با جریان بیش از 5 آمپر (مثلا5.1 آمپر) قطع می­ شود. با قرار دادن فیوز، می­ توانید تقریبا از مدار در مقابل سوختن بر اثر ورود جریان بسیار بالا، محافظت کنید.

آی سی

آی سی ها یا مدارات مجتمع (Integrated Circuits) نوعی قطعه الکترونیکی هستند که شامل چند قطعه ساده به صورت جداگانه یا مداراتی که استفاده فراوانی در الکترونیک دارند، در داخل یک قطعه می­ شوند.

آی سی ها حداقل دارای 3 پایه هستند.

ما با استفاده از آی سی ها در مدار، می­توانیم مدارات را بسیار کم حجم و کم مصرف و با سرعت بسیار بالا بسازیم.

بخش بعدی: مقاومت و نحوه استفاده از آن در مدار

بخش قبلی: الکترونیک پایه – مفاهیم ابتدایی در الکترونیک