در استفاده از وسایل الکترونیکی اساسی غافلگیر شوید !!!!!: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

وقتی از الکترونیک صحبت می کنیم ، بحث ما می تواند محدوده وسیعی داشته باشد. با شروع از ابتدایی ترین لوله های خلاء (لوله های ترانزیستوری) یا حتی بازگشت به هدایت یا حرکت الکترون ها و احتمالاً می تواند با پیچیده ترین مدارهایی که در حال حاضر در یک سیستم تعبیه شده است به پایان برسد. یک تراشه مجزا یا تعدادی از آنها دوباره درون یکی دیگر جاسازی شده است. اما همیشه م toید حمایت از مفاهیم اساسی تر است ، که به ما کمک کرد خواستارترین آنها را بسازیم. از مشاهداتم ، متوجه شدم که بسیاری از افرادی که شروع به فکر کردن در مورد وسایل الکترونیکی می کنند ، به نوعی پروژه های سرگرمی خود را با مدارهای مجتمع یا معمولاً امروزه ، با ماژول های مونتاژ شده مانند برد آردوینو ، ماژول های بلوتوث ، ماژول های RF و غیره شروع می کنند.

با توجه به این گرایش ، آنها فاقد سرگرمی و هیجان واقعی وسایل الکترونیکی هستند. بنابراین ، در اینجا ، من سعی خواهم کرد ایده های خود را منتقل کنم که به خوانندگان کمک می کند تا خود را تشویق کنند تا در دیدگاه وسیع تری به لوازم الکترونیکی نگاه کنند.

ما در مورد دو جزء اصلی قانونی و انقلابی الکترونیک صحبت می کنیم:

مقاومت ها و ترانزیستورها. این توصیفات صرفاً بر اساس فرمول ها یا نظریه هایی نیست که ما معمولاً در کلاس های خود روی کاغذ انجام می دهیم ، در عوض ما سعی خواهیم کرد که آنها را با برخی از حقایق حیله گری در رویکرد عملی پیوند دهیم ، که من معتقدم ، مطمئناً دوستان ما را شگفت زده خواهد کرد. به

بیایید شروع به کشف ماهیت سرگرم کننده الکترونیک کنیم ……..

مرحله 1: مقاومت ها

Resistor یکی از اجزای معروف در بین بچه های سرگرم کننده است. همه با مقاومت ها آشنا هستند. همانطور که از نام آن مشخص است ، مقاومتها آن اجزایی هستند که در برابر جریان جاری از طریق آنها مقاومت می کنند. همانطور که در برابر جریان جاری و همچنین مقاومت آن مقاومت می کند مقدار مقاومت ثابت است ، ولتاژ در عرض توسط معادله V = IR که قانون اهم شگفت انگیز ما است ارائه می شود. همه اینها مفاهیم کاملاً واضحی هستند.

اکنون زمان تجزیه و تحلیل پیچیده است … فقط برای سرگرمی

ما یک باتری رادیویی 9 ولت و یک مقاومت 3 اهم داریم. هنگامی که این مقاومت را در شکل باتری به باتری متصل می کنیم ، مطمئناً جریان فعلی را مطابق تصویر دریافت می کنیم. چه مقدار جریان جریان می یابد؟

بله ، بدون شک ، از قانون اهم خود ما پاسخ I = V/R = 9/3 = 3 آمپر خواهد بود.

جریان ؟؟؟ 3 آمپر از باتری رادیویی در 9 ولت ؟؟؟؟ نه ، امکان پذیر نیست.

در حقیقت ، باتری تنها قادر است مقدار کمی جریان در 9 ولت را تأمین کند. بگویید که 100 میلی آمپر جریان در 9 ولت می دهد. از نظر قانون اهم ، مقاومت باید حداقل 90 اهم باشد تا جریان را متعادل کند. هرگونه مقاومت در زیر آن باعث کاهش ولتاژ باتری و افزایش جریان می شود تا قانون اهم را متعادل کند. بنابراین هنگامی که یک مقاومت 3 اهم را متصل می کنیم ، ولتاژ روی باتری به V = 0.1*3 = 0.3 ولت کاهش می یابد (جایی که 0.1 0.1 آمپر 100 میلی آمپر است ، یعنی حداکثر جریان باتری). بنابراین ، به معنای واقعی کلمه ما باتری را کوتاه می کنیم که به زودی آن را کاملاً خالی کرده و بی فایده می کند.

بنابراین ، ما باید فراتر از معادلات ساده فکر کنیم. کارهای عقلانی !!!

مرحله 2: مقاومت برای اندازه گیری شنت

اگر آمپرمتر نداریم ، می توان از مقاومتها برای اندازه گیری مقدار جریان عبوری از یک بار استفاده کرد.

مدار را همانطور که در بالا نشان داده شده است در نظر بگیرید. بار به باتری 9 ولت متصل می شود. اگر بار دستگاهی کم مصرف است ، فرض کنید جریان عبوری از آن 100 میلی آمپر (یا 0.1 آمپر) باشد. حال مقدار دقیق آن را بدانید همانطور که در شکل نشان داده شده است ، هنگامی که یک مقاومت 1 اهم به صورت سری به بار متصل می شود ، با اندازه گیری افت ولتاژ در مقاومت 1 اهم می توانیم مقدار دقیق جریان را بدست آوریم از قانون اهم. این جریان I = V/R است ، در اینجا R = 1 اهم. بنابراین I = V. بنابراین ، ولتاژ روی مقاومت ، جریان جاری در مدار را فراهم می کند. یکی از مواردی که باید به خاطر داشته باشید این است که ، هنگامی که مقاومت را به صورت سری وصل می کنیم ، یک افت ولتاژ در مقاومت ایجاد می شود. مقدار مقاومت آنقدر تعیین شده است که افت آنقدر زیاد نیست که بر عملکرد عادی بار تأثیر بگذارد. به همین دلیل ما باید تصور مبهمی از دامنه جریان داشته باشیم که توسط بار کشیده می شود ، که می توانیم آن را با تمرین و عقل سلیم بدست آوریم.

همچنین ما می توانیم از این مقاومت سری به عنوان فیوز استفاده کنیم. یعنی اگر یک مقاومت 1 اهم دارای قدرت 1 وات باشد ، این بدان معناست که حداکثر مقدار جریان که می تواند از طریق آن عبور کند 1 آمپر خواهد بود (از معادله قدرت (W) W = I*I*R). بنابراین اگر بار حداکثر ظرفیت آمپر 1 آمپر باشد ، این مقاومت به عنوان فیوز عمل می کند و در صورت وارد شدن جریان بیش از 1 آمپر به مدار ، مقاومت منفجر می شود و باز می شود مدار ، بنابراین از بار در برابر آسیب های بیش از حد جریان محافظت می کند.

مرحله 3: ترانزیستورها

ترانزیستورها قهرمانان فوق العاده ای در الکترونیک هستند. من ترانزیستورها را بسیار دوست دارم. آنها جزء اصلی انقلابی هستند که در کل حوزه الکترونیک انقلابی ایجاد کردند. هر دوستدار الکترونیک باید با ترانزیستورها به یک دوستی قوی دست یابد. آنها قادر به ایجاد یک لیست بسیار طولانی از انواع الکترونیکی هستند کارکرد.

برای شروع ، همه با این تعریف آشنا هستند که "ترانزیستور به معنی مقاومت انتقال است". این توانایی شگفت انگیز ترانزیستورها است. آنها می توانند مقاومت را در قسمت خروجی (معمولاً خط جمع کننده-امیتر) هنگام تغییر جریان انتقال دهند. در قسمت ورودی (معمولاً خط فرستنده پایه).

اساساً دو نوع ترانزیستور وجود دارد: ترانزیستورهای npn و ترانزیستورهای pnp همانطور که در شکل نشان داده شده است.

این ترانزیستورها که با مقاومتهای ارزشمند مختلف مرتبط هستند مدارهای منطقی متعددی را تشکیل می دهند ، که حتی استخوان محکم پشت طراحی داخلی تراشه پردازنده امروزی ما را تشکیل می دهند.

مرحله 4: ترانزیستورهای Npn

عموماً به طور کلی آموزش داده می شود که ترانزیستور npn با دادن پتانسیل مثبت (ولتاژ) در پایه روشن می شود. بله ، این درست است. اما در دید وسیع تر می توانیم آن را به شرح زیر توصیف کنیم.

وقتی پایه ترانزیستور را با پتانسیل (ولتاژ) 0.7 ولت بالاتر نسبت به امیتر ترانزیستور بسازیم ، آنگاه ترانزیستور در حالت ON و جریان از مسیر کلکتور-امیتر به زمین قرار می گیرد.

نکته فوق به من کمک می کند تا تقریباً تمام مدارهای منطقی ترانزیستور رایج را حل کنم. این در شکل بالا نشان داده شده است. قطبیت و مسیر جریان فعلی دوستی بیشتری را برای ترانزیستور ما تضمین می کند.

هنگامی که ما این 0.7 ولت را در پایه ارائه می دهیم ، این باعث ایجاد جریان از پایه به خروجی می شود و جریان پایه (Ib) نامیده می شود. این جریان ضرب شده با افزایش جریان ، جریان کلکتور را فراهم می کند.

نحوه کار به شرح زیر است:

هنگامی که ما ابتدا 0.7 را در پایه قرار می دهیم ، ترانزیستور روشن است و جریان از طریق بار شروع به جریان می کند. اگر برخی از چگونگی افزایش ولتاژ در پایه و امیتر برای جبران آن ترانزیستور جریان پایه کمتری را ایجاد کند ، بنابراین ولتاژ در 0.7 به خودی خود ، اما در مقابل جریان کلکتور نیز کاهش می یابد و جریان عبوری از بار کاهش می یابد ، در واقع ولتاژ روی بار نیز کاهش می یابد. این نشان می دهد که وقتی ولتاژ پایه افزایش یابد ولتاژ روی بار از بین می رود و بنابراین این ماهیت معکوس سوئیچینگ ترانزیستور را آشکار می کند.

به طور مشابه ، اگر ولتاژ کاهش یابد (اما بالاتر از 0.7) ، جریان در پایه افزایش می یابد و در نتیجه به نوبه خود در کلکتور و از طریق بار افزایش می یابد ، بنابراین ولتاژ روی بار افزایش می یابد. بنابراین کاهش در پایه منجر به افزایش ولتاژ در خروجی ، که همچنین ماهیت معکوس را در سوئیچینگ ترانزیستور نشان می دهد.

به طور خلاصه تلاش پایه برای حفظ اختلاف ولتاژ 0.7 توسط ما تحت عنوان تقویت استفاده می شود.

مرحله 5: ترانزیستور Pnp

مانند ترانزیستور npn ، ترانزیستور pnp نیز معمولاً گفته می شود که با منفی دادن به پایه ترانزیستور روشن می شود.

به روش دیگر ، وقتی ولتاژ پایه را 0.7 ولت کمتر یا کمتر از ولتاژ امیتر می کنیم ، جریان از طریق خط جمع کننده امیتر عبور می کند و بار با جریان تغذیه می شود. این در شکل نشان داده شده است.

ترانزیستور pnp برای تغییر ولتاژ مثبت به بار و ترانزیستورهای npn برای تغییر زمین به بار استفاده می شود.

همانطور که در مورد npn ، هنگامی که تفاوت بین امیتر و پایه را افزایش می دهیم ، اتصال پایه تلاش می کند تا با تغییر مقدار جریان از طریق آن ، اختلاف 0.7 ولت را حفظ کند.

بنابراین با تنظیم مقدار جریان از طریق آن مطابق با تغییر ولتاژ ، ترانزیستور می تواند تعادل بین ورودی و خروجی را تنظیم کند ، که آنها را در کاربردها بسیار خاص می کند.

مرحله 6: نتیجه گیری

همه ایده های فوق بسیار اساسی هستند و برای بسیاری از دوستان من شناخته شده است. اما من معتقدم که حداقل برای یک نفر در زمینه لوازم الکترونیکی مفید خواهد بود. من همیشه جذب این نوع ایده های اساسی می شوم ، که کمک می کند برای حل و معکوس کردن تعدادی از مدارها ، که معتقدم از طریق آنها می توانیم تجربه و سرگرمی زیادی کسب کنیم.

من برای همه دوستانم آرزوهای خوب دارم. با تشکر