طی درس های گذشته تا حد خوبی با مفاهیم الکترونیک و برخی از قطعات اصلی مدارها آشنا شدیم:
در مورد باتری که فهمیدیم منبع سرشاری از الکترونهای سرحال و با نشاط است و ما با براه انداختن آنها توی مدار، به مدارمان جان میدهیم.
در مورد مقاومت که فهمیدیم عملا مثل یک لوله باریک عمل میکند و زور الکترونها را کم میکند اما سرعت آنها را کم نمیکند یا به عبارت الکترونیکی تر، ولتاژ(اختلاف پتانسیل) را کاهش میدهد اما آمپراژ(میزان جریان) را تغییری نمیدهد.
در مورد دیود هم فهمیدیم که فقط از یک طرف به الکترونها اجازه عبور میدهد. و فرضا برای مواقعی که ممکن است باتری را اشتباهی توی مدار بیندازیم و مدار را بسوزانیم مناسب است( اگر گفتید چرا؟)
بعد یک نوع خاص از دیود به نام دیود نوری ال ای دی را شناختیم که وقتی در جهت مناسب قرار میگرفت از خودش نور ساطع میکرد
در مورد خازن متوجه شدیم که یک جور ذخیره ساز انرژی است. دو تا صفحه دادر که رو به روی هم ایستاده اند و جمع شدن الکترونها در یک صفحه با عث جمع شدن پروتونها در صفحه مقابل میشود و عملا آنها را ذخیره میکند.
فهمیدیم که از خازن میشود برای "نویز گیری از ولتاژ" استفاده کرد. یعنی اینکه اگر اختلاف پتانسیل دو نقطه از مدار نسبت به هم خیلی با نوسان های بد فرم و غیرقابل پیشبینی تغییر میکند میتوانیم با قرار دادن یک خازن بین این دو نقطه میزان نوسانها را کم کنیم.
و .....
بیایید امروز در مورد خازن و دیود کمی بیشتر صحبت کنیم چون چند تا از دوستانتان در مورد این دو تا سوال داشتند و قرار شد امروز توی کلاس من توضیحات بیشتری بدهم!
و الان هم مثلا ما توی کلاس هستیم اگر چه از قیافه اش اصلا پیدا نیست!
یکی از دوستان پرسیده بود فرق خازن با باتری چیست؟
این دوست عزیز به نکته خوبی اشاره کرده بود، درست است، هر دو عنصر مداری، انرژی را در خودشان ذخیره میکنند. اما این کجا و آن کجا
خیلی ساده است، در اصل خازن در مقیاس خیلی کوچکتری این کار را انجام میدهد علاوه بر اینکه تقریبا به همان سرعتی که انرژی توی خازن ذخیره میشود، آزاد هم میشود و سرعتش هم زیاد است. در صورتی که انرژی ذخیره شده توی باتری ذره ذره آزاد میشود و مثلا با یک جرقه بزرگ تمام الکترونها نمیروند پیش پروتون ها و باتری خالی بشود!!
وقتی یک خازن پر است کافی است دو تا پایه آن را به هم متصل کنیم، در لحظه بسیار کوتاهی با یک جرقه کوچک تمام انرژی ذخیره شده در خازن تخلیه میشود میرود پی کارش!! ( امتحان کنید!)
اما اگر دو سر باتری را به هم وصل کنید این فرایند حد اقل نیم ساعت طول میکشد. باتری و سیم متثل کننده داغ داغ میشوند. و باتری خالی و خراب میشود. ( امتحان کنید!)
از آن طرف هم خازن به سرعت شارژ میشود و پر از الکترون و پروتون میگردد اما باتری را باید حداقل یکی دو سه ساعت گذاشت تا شارژ شود!
همین خاصیت سرعت در ذخیره کردن انرژی است که باعث میشود از خازن به عنوان نویز‌گیر استفاده کنند. نویز در حقیقت نوسانهای نامربوط بیخودی روی یک سیگنال است، مثلا ولتاژ وقتی بیخودی نوسان میکند نویز رویش افتاده است
وقتی مقدار ولتاژ کم میشود خازن از انرژی ذخیره شده اش توی مدار میفرستد و وقتی ولتاژ زیاد میشود خازن اضافه ی انرژی را توی خودش ذخیره میکند و اجازه ورود آن را به مدار نمیدهد ... همه این کار ها را هم به خاطر سرعت بالایش میتواند انجام دهد.
این نویز چیز غریبی هم نیست، اگر دقت کنید یک آرمیچر وقتی میچرخد یک عالمه بار در ثانیه ( این یک واحد شمارش جدید است!) جرقه میزند... هر جرقه هم یک عالمه نوسان بیخودی روی ولتاژ مدار می اندازد.
حالا کافی است یک خازن مناسب دو سر موتور وصل کنیم تا این نوسان ها کم شود ....
نتیجه اش غیر قابل تصور است!... نوسان ها به قدری کم میشوند که شما میتوانید راحت موتور ها را در کنار یک میکرو کنترلر ( که معمولا به نوسان حساس است) قرار داده و یک روبات بسازید!
میبینید که خاصیت نویز گیری خازن خیلی به ساختن روباتها کمک کرده!
یک نکته را هم بگویم، آنهایی که در سری پیش آموزش روبوتیک تبیان شرکت داشتند حتما روبورو ( لینک به فروشگاه اینترنتی) را به یاد می آوردند. اگر به دو سر موتور های روبورو نگاه کنید میبینید که روی آنها دو تا خازن کوچولو لحیم شده است!! ... درست به همین علت!
حالا یک چیز جالب دیگر هم میگویم و بعد ادامه میدهیم، خازن نویز روی ولتاژ را کم میکند، میدانید برای نویز روی جریان باید چه کار کرد؟
باید از عنصری به نام سلف استفاده کنید.... حالا این سلف اصلا چی هست؟
این دیگر به عهده خودتان که اگر دوست دارید بروید دنبالش... حالا حالا ها به درد ما توی روبوتیک نمیخورد اما عنصر پر کاربردی است
و اما در مورد دیود
همان طور که هفته پیش هم خواندیم دیود عین یک شیر یک طرفه است.
الکترونها میتوانند از یک طرف آن به طرف دیگر بروند اما همچین که خواستند برگردند دیگر نمیشود!
خوب این توصیف الکترونی اش بود، اما میدانید که وقتی در مورد ولتاژ و جریان دیود دقت میکنیم چه چیز هایی میبینیم؟
وقتی دیود در جهت درست توی مدار قرار میگیرد بالاخره مثل هر عنصر دیگری یک ولتاژی دو سرش می افتد و یک جریانی ازش عبور میکند
اگر این مقاومت را با LED سری نکنیم، LED ما با حجوم اولین سری الکترون ها میسوزد و مدار قطع میشود. وجود مقاومت باعث میشود که الکترونها زور کافی برای سوزاندن آن را نداشته باشند!!
حالا اگر دیود را چپکی توی مدار بگذاریم.
در این صورت هیچ الکترونی از توی آن رد نمیشود و بنابر این انگار که اصلا مداری نداشته ایم!
در حقیقت دیود چپکی درست عین "مدار باز" عمل میکند، مدار باز هم همانطوری که از اسمش پیداست یعنی مداری که دو سرش باز باشد و جریان نتواند از یک سر به سر دیگر برود .
در این حالت در حقیقت تمام ولتاژ باتری روی دو سر دیود افتاده است و دیود دارد مثل یک مقاومت خیلی خیلی خیلی بزرگ رفتار میکند.
اگر ولتاژ از یک حد آستانه ای بالاتر برود ( یعنی الکترونهای پرزور زیادی به سمت دیود هل داده بشوند) دیود میسوزد و جریان برقرار میشود
No comments:
Post a Comment