المكونات الإلكترونية | الدائرة الإلكترونية

المكونات الإلكترونية

أصبحت الأدوات الإلكترونية جزءًا لا يتجزأ من حياتنا. لقد جعلوا حياتنا أكثر راحة وملاءمة. من الطيران إلى الصناعات الطبية والرعاية الصحية ، تمتلك المكونات الإلكترونية مجموعة واسعة من التطبيقات في العالم الحديث. في الواقع ، تسير ثورة الإلكترونيات وثورة الكمبيوتر جنبًا إلى جنب.

تحتوي معظم الأدوات الذكية على دوائر إلكترونية صغيرة يمكنها التحكم في الآلات ومعالجة المعلومات. ببساطة ، الدوائر الإلكترونية هي شريان الحياة لمختلف الأجهزة الكهربائية. يشرح هذا الدليل بالتفصيل المكونات الإلكترونية الشائعة المستخدمة في الدوائر الإلكترونية وكيفية عملها.

في هذه المقالة سأقدم لمحة عامة عن الدوائر الإلكترونية. ثم سأقدم المزيد من المعلومات حول 7 أنواع مختلفة من المكونات.

  1. مكثف (Capacitor)
  2. المقاوم (Resistor)
  3. الصمام الثنائي (Diode)
  4. الترانزستور (Transistor)
  5. اداة الحث (Inductor)
  6. المرحل (Relay)
  7. كريستال الكوارتز (Quartz Crystal)
المكونات الإلكترونية

نظرة عامة على الدائرة الإلكترونية

الدائرة الإلكترونية عبارة عن هيكل يوجه التيار الكهربائي ويتحكم فيه لأداء وظائف مختلفة بما في ذلك تضخيم الإشارة والحساب ونقل البيانات. وهي تتألف من عدة مكونات مختلفة مثل المقاومات والترانزستورات والمكثفات والمحاثات والصمامات الثنائية. تستخدم الأسلاك أو الآثار الموصلة لربط المكونات ببعضها البعض. ومع ذلك ، لا تكتمل الدائرة إلا إذا بدأت وتنتهي عند نفس النقطة ، وتشكل حلقة.

عناصر الدائرة الإلكترونية

قد يتغير تعقيد وعدد المكونات في الدائرة الإلكترونية اعتمادًا على تطبيقها. ومع ذلك ، فإن أبسط دائرة تتكون من ثلاثة عناصر ، بما في ذلك مسار موصل ومصدر جهد وحمل.

العنصر 1: إجراء المسار

يتدفق التيار الكهربائي عبر مسار التوصيل. على الرغم من استخدام الأسلاك النحاسية في الدوائر البسيطة ، إلا أنه يتم استبدالها بسرعة بآثار موصلة. الآثار الموصلة ليست سوى صفائح نحاسية مغلفة على ركيزة غير موصلة. غالبًا ما تستخدم في الدوائر الصغيرة والمعقدة مثل لوحات الدوائر المطبوعة (PCB).

العنصر 2: مصدر الجهد

تتمثل الوظيفة الأساسية للدائرة في السماح للتيار الكهربائي بالمرور خلالها بأمان. لذا ، فإن العنصر الأساسي الأول هو مصدر الجهد. إنه جهاز ذو طرفين مثل البطارية أو المولدات أو أنظمة الطاقة التي توفر فرق جهد (جهد) بين نقطتين في الدائرة بحيث يمكن للتيار أن يتدفق من خلالها.

العنصر 3: التحميل

الحمل هو عنصر في الدائرة يستهلك الطاقة لأداء وظيفة معينة. المصباح الكهربائي هو أبسط حمولة. ومع ذلك ، فإن الدوائر المعقدة لها أحمال مختلفة مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات والترانزستورات.

حقائق الدائرة الإلكترونية

الحقيقة 1: الدائرة المفتوحة

كما ذكرنا من قبل ، يجب أن تشكل الدائرة دائمًا حلقة للسماح للتيار بالتدفق خلالها. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بدائرة مفتوحة ، لا يمكن للتيار أن يتدفق حيث يتم فصل مكون واحد أو أكثر إما عن قصد (باستخدام مفتاح) أو عن طريق الخطأ (أجزاء مكسورة). بمعنى آخر ، أي دائرة لا تشكل حلقة هي دائرة مفتوحة.

الحقيقة 2: الدائرة المغلقة

الدائرة المغلقة هي الدائرة التي تشكل حلقة بدون أي انقطاع. وبالتالي ، فهو عكس الدائرة المفتوحة تمامًا. ومع ذلك ، فإن الدائرة الكاملة التي لا تؤدي أي وظيفة لا تزال دائرة مغلقة. على سبيل المثال ، قد لا تؤدي الدائرة المتصلة ببطارية ميتة أي عمل ، لكنها لا تزال دائرة مغلقة.

الحقيقة 3: ماس كهربائى

في حالة قصر الدائرة ، يتشكل اتصال منخفض المقاومة بين نقطتين في الدائرة الكهربائية. نتيجة لذلك ، يميل التيار إلى التدفق عبر هذا الاتصال المشكل حديثًا وليس على طول المسار المقصود. على سبيل المثال ، إذا كان هناك اتصال مباشر بين الطرف السالب والموجب للبطارية ، فسوف يتدفق التيار خلالها بدلاً من المرور عبر الدائرة.

ومع ذلك ، تؤدي الدوائر القصيرة عادةً إلى حوادث خطيرة حيث يمكن أن يتدفق التيار عند مستويات عالية بشكل خطير. وبالتالي ، يمكن أن تتسبب دائرة كهربائية قصيرة في إتلاف المعدات الإلكترونية ، وتسبب انفجار البطاريات ، وحتى اندلاع حريق في المباني التجارية والسكنية.

الحقيقة 4: لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)

تتطلب معظم الأجهزة الإلكترونية دوائر إلكترونية معقدة. لهذا السبب يتعين على المصممين ترتيب المكونات الإلكترونية الصغيرة على لوحة الدوائر. إنه يتألف من لوح بلاستيكي مع مسارات نحاسية متصلة من جانب واحد والعديد من الثقوب لتثبيت المكونات. عندما تتم طباعة تخطيط لوحة الدائرة كيميائيًا على لوحة بلاستيكية ، فإنها تسمى لوحة الدوائر المطبوعة أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

المكونات الإلكترونية
Printed Circuit Board.

الحقيقة 5: الدوائر المتكاملة (المرحلية (ICs))

على الرغم من أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن أن يوفر الكثير من المزايا ، إلا أن معظم الأدوات الحديثة مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة تتطلب دوائر معقدة ، تحتوي على الآلاف وحتى الملايين من المكونات. وهنا يأتي دور الدوائر المتكاملة. إنها الدوائر الإلكترونية الصغيرة التي يمكن وضعها داخل شريحة سيليكون صغيرة. اخترع جاك كيلبي أول دائرة متكاملة في عام 1958 في شركة Texas Instruments. الغرض الوحيد من الدوائر المتكاملة هو زيادة كفاءة الأجهزة الإلكترونية ، مع تقليل حجمها وتكلفة التصنيع. على مر السنين ، أصبحت الدوائر المتكاملة متطورة بشكل متزايد مع استمرار تطور التكنولوجيا. هذا هو السبب في أن أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية تصبح أرخص وأفضل يومًا بعد يوم.

Integrated Circuits.

المكونات الإلكترونية

بفضل التكنولوجيا الحديثة ، أصبحت عملية بناء الدوائر الإلكترونية مؤتمتة بالكامل ، خاصة لبناء الدوائر المتكاملة وثنائي الفينيل متعدد الكلور. قد يختلف عدد المكونات وترتيبها في الدائرة اعتمادًا على مدى تعقيدها. ومع ذلك ، فقد تم بناؤه باستخدام عدد صغير من المكونات القياسية.

يتم استخدام المكونات التالية لبناء الدوائر الإلكترونية.

المكون 1: مكثف

تستخدم المكثفات على نطاق واسع لبناء أنواع مختلفة من الدوائر الإلكترونية. المكثف هو مكون كهربائي منفعل ذو طرفين يمكنه تخزين الطاقة في مجال كهربائي كهربيًا. بعبارات بسيطة ، تعمل كبطارية صغيرة قابلة لإعادة الشحن تخزن الكهرباء. ومع ذلك ، على عكس البطارية ، يمكن شحنها وتفريغها في جزء من الثانية.

المكونات الإلكترونية
Capacitors

المكون 2: المقاوم

المقاوم هو جهاز كهربائي سلبي ذو طرفين يقاوم تدفق التيار. ربما يكون أبسط عنصر في الدائرة الإلكترونية. كما أنه أحد أكثر المكونات شيوعًا حيث أن المقاومة عنصر متأصل في جميع الدوائر الإلكترونية تقريبًا. عادة ما تكون مشفرة بالألوان.

Resistors

المكون 3: الصمام الثنائي

الصمام الثنائي هو جهاز ذو طرفين يسمح للتيار الكهربائي بالتدفق في اتجاه واحد فقط. وبالتالي ، فهو المكافئ الإلكتروني لصمام فحص أو شارع أحادي الاتجاه. يستخدم بشكل شائع لتحويل التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC). وهي مصنوعة إما من مادة شبه موصلة (semiconductor diode) أو أنبوب مفرغ (vacuum tube diode). اليوم ، ومع ذلك ، فإن معظم الثنائيات مصنوعة من مادة شبه موصلة ، وخاصة السيليكون.

Diode

المكون 4: الترانزستور

أحد أهم مكونات الدائرة الإلكترونية ، أحدثت الترانزستورات ثورة في مجال الإلكترونيات. هذه الأجهزة الصغيرة من أشباه الموصلات التي تحتوي على ثلاث محطات طرفية موجودة منذ أكثر من خمسة عقود حتى الآن. غالبًا ما تستخدم كمكبرات صوت وأجهزة تبديل. يمكنك التفكير فيهم على أنهم مرحلات بدون أي أجزاء متحركة لأنهم يستطيعون “تشغيل” أو “إيقاف” شيء ما دون أي حركة.

المكونات الإلكترونية
Transistor

المكون 5: محث

الحث ، المعروف أيضًا باسم المفاعل ، هو مكون سلبي لدائرة لها طرفان. يخزن هذا الجهاز الطاقة في مجاله المغناطيسي ، ويعيدها إلى الدائرة كلما لزم الأمر. تم اكتشاف أنه عندما يتم وضع اثنين من المحاثات جنبًا إلى جنب دون لمس ، فإن المجال المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة المحرِّض الأول يؤثر على المحرِّض الثاني. لقد كان اختراقًا حاسمًا أدى إلى اختراع المحولات الأولى.

المكونات الإلكترونية
Inductor

المكون 6: المرحل

المرحل هو مفتاح كهرومغناطيسي يمكنه فتح وإغلاق الدوائر الكهروميكانيكية أو الإلكترونية. أنت بحاجة إلى تيار صغير نسبيًا لتشغيل مرحل. عادة ، يتم استخدامها لتنظيم التيارات المنخفضة في دائرة التحكم. ومع ذلك ، يمكنك أيضًا استخدام المرحلات للتحكم في التيارات الكهربائية العالية. المرحل هو المكافئ الكهربائي للرافعة. يمكنك تشغيله بتيار صغير لتشغيل (أو رفع) دائرة أخرى باستخدام تيار كبير. المرحلات إما مرحلات كهروميكانيكية أو مرحلات الحالة الصلبة.

Relay

المكون 7. كريستال كوارتز

بلورات الكوارتز لها العديد من التطبيقات في صناعة الإلكترونيات. ومع ذلك ، فهي تستخدم في الغالب كرنانات في الدوائر الإلكترونية. الكوارتز هو شكل طبيعي من السيليكون. ومع ذلك ، يتم الآن إنتاجه صناعياً لتلبية الطلب المتزايد. يعرض تأثير كهرضغطية. إذا قمت بتطبيق ضغط مادي على جانب واحد ، فإن الاهتزازات الناتجة تولد جهدًا متناوبًا عبر البلورة. تتوفر مرنانات الكوارتز الكريستالية في العديد من الأحجام وفقًا للتطبيقات المطلوبة.

Quartz Crystal

المصدر

منشور ذات صلة
القانون الأول للديناميكا الحرارية 6 Minutes

القانون الأول للديناميكا الحرارية

أمير مقدم

طاقة النظام تتکون من مجموع الطاقات الحركية والکامنة (potential energy) والكيميائية والطاقة الداخلية (U) ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن تغير الطاقة في نظام ما يساوي مجموع الحرارة المطبقة عليه والعمل المنجز على النظام.

المولد الكهربائي 10 Minutes

كيف يعمل المولد الكهربائي؟

أمير مقدم

نظرًا لأن المولد يشتمل على أجزاء متحركة في محركه، فإنه يتطلب تزييتًا لضمان المتانة والعمليات السلسة لفترة طويلة من الزمن. يتم تشحيم محرك المولد بالزيت المخزن في مضخة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

السلة