دورة الكترونيك - الدرس الاول
بسم الله الرحمن الرحيم
دورة اعداد فني الكتروني – المرجع المعتمد (THE ART OF ELECTRONIC-Paul Horowitz )
اولاً – اهداف الدورة : اعداد فني الكتروني قادر على استخدام العناصر الالكترونية وتحليلها و تصميمها , من أولئك الذين تعلموا حل المعادلات الرياضية من الدرجة الاولى والثانية , وجمل المعادلات , وهي ما يتعلمه الطالب من الرياضيات حتى نهاية المرحلة الاعدادية .
ثانياً – برنامج الدورة :
1- التعرف على الكميات المشتركة في الأنظمة الكهربائية
2- التعرف على قوانين الدارات الكهربائبة
3- التعرف على العناصر الغير فعالة الداخلة في تركيب الدارات الالكترونية
4- التعرف على العناصر الفعالة الاساسية الداخلة في تركيب الدارات الالكترونية
5- التعرف على طرق حساب الشبكات الكهربائية
6- التعرف على وصلات الترانزستور الاساسية
7- التعرف على دارات الترانزستور الشهيرة
8- التعرف على الدارات المتكاملة
9- المضخمات العملياتية
10 - التصميم باستخدام المضخمات العملياتية
11- الدارات المتكاملة الشهيرة والتصميم باستخدامها
12- الدارات الرقمية
13- مشروع نصفي
14- مشروع نهائي
1 – نظام العمل المشترك في الأنظمة الكهربائية
1-1 مقدمة : يعتبر منتصف القرن العشرين الماضي بداية ثورة في انظمة التحكم بدأت مع صناعة الترانزستور عام 1948 , وقادت صناعة هذا العنصر الالكتروني الصغير العالي الكفاءة , الى ثورة علمية هائلة شملت جميع نواحي الحياة حتى , انظمة التفكير البشري وكان لابد لنا كي نكون متفاعلين فاعلين في هذه الثورة , ان نكون على دراية كاملة بهذا العنصر الترانزستور الذي قلب الطاولة على انظمة التفكير والتحكم السالفة , ولأجل ذلك سنبدأ هذا المنهج التعليمي علنا نستطيع ان نسد شيئاً من الحاجة الملحة لرفع سوية فهم اخوتنا وأبناءنا لهذه الأنظمة الالكترونية التي باتت تتدخل في كل شيء من حياتنا اليومية .
1-2 نظام عمل الدرات الإلكترونية : تشترك جميع الدارات الالكترونية في متغيرين أساسيين يتغيران في النقاط المختلفة للدارة الالكترونية وفي اللحظات المختلفة التي نرصد عندها سلوك دارة ما , هذا المتغيران هما الجهد والتيار الكهربائيين , ولايوجد غير هاتين الكميتين ما يؤبه له في الدارات الالكترونية !
1-3 تعريف : الجهد الكهربائي (voltage ) بين نقطتين هو العمل ( جول ) الذي تبذله واحدة الشحنات الكهربائية ( كولون ) للانتقال من الجهد المنخفض ( فولت ) إلى الجهد المرتفع , وبطريقة مشابهة هو القدرة التي تحررها واحدة الشحنات عند الانتقال من الجهد المرتفع إلى الجهد المنخفض ( من التلة إلى الوادي ) , ويدعى الجهد الكهربائي, فرق الكمون الكهربائي, والقوة المحركة الكهربائية (electro motive force ) ويرمز له بـ V و E , واحدة القياس هي الفولت والكيلو فولت ( 1000 فولت أو 10^3 فولت) , الميلي فولت ( 0.001 فولت او 10^-3 فولت ) , الميكرو فولت (0.000001 فولت او 10^-6 فولت ) النانو فولت (0.000000001 فولت او 10^-9 فولت ) , أي جول واحد يكفي لنقل كولون واحد بين نقطتين فرق الكمون بينهما فولتا واحدا , يساوي الكولون الواحد ما يعادل ( 6 x 10^18 ) الكترون تقريبا.
1-4 تعريف التيار الكهربائي : هو معدل تدفق الشحنات الكهربائية في نقطة , ويقاس بالأمبير , ميلي امبير ( 0.001 او 10^-3 امبير ) , ميكرو أمبير ( 0.000001 او 10^-6 امبير ) نانو امبير (0.000000001 او 10^-9 امبير ) , بيكو امبير ( 10^-12 امبير ) تدفق تيار واحد امبير يساوي تدفق شحنة مقدارها كولون واحد في الثانية , ويصطلح اتجاه تدفق التيار في الدارات الكهربائية من الكمون المرتفع الى الكمون المنخفض , رغم ان الاتجاه الحقيقي للتدفق, من الكمون المنخفض الى الكمون المرتفع ! كما نقول : الجهد بين نقطتين أو في نقطة , والتيار خلال جهاز او وصلة في الدارة , ولا نقول : الجهد خلال وصلة , والتيار بين نقطتين , من المؤسف اننا نتكلم عن هاتين الكميتين ولا نستطيع رؤيتها بالعين المجردة كي نشكل في ذهننا صورة اكثر ثباتا , ولكن نستطيع ان نرى آثارهما في كل ما يحيط بنا , ونستطيع ان نشكل صورة تعبر عن الجهد وتغيره مع الزمن بواسطة راسم الإشارة الذي يشبه الى حد بعيد جهاز تخطيط القلب, كما نستطيع قياس قيمة الجهد والتيار بواسطة الفولتمتر او الأمبيرمتر على الترتيب , وهي اجهزة تعتمد في اساس عملها على ظاهرة ما يسمى بالحقل الكهربائي المرافق للشحنات , في الدارات الحقيقية نوصل العناصر ببعضها البعض بواسطة اسلاك معدنية غالبا ما تكون نحاسية , والجهد في أي نقطة من سلك ما هو نفس القيمة , تبقى هذه القاعدة صحيحة في الاهتزازان الصغيرة للجهد من رتبه آلاف الهزات في الثانية , ولكن الامر يختلف عندما ترتفع سرعة الاهتزاز الى مرتبة مئات آلاف الهزات في الثانية وما فوق !
2- سنعرض هنا بعض العلاقات والقواعد المبسطة المتعلقة بالجهد والتيار :
2 -1 مجموع التيارات الداخلة الى نقطة في داراة كهربائية يساوي مجموع التيارات الخارجة من النقطة ( وعبر عن هذا القانون بمصونية الشحنات ), كما يدعى بقانون كيرشوف للتيار , ونسمي النقطة التي يعبرها التيار بالعقدة , فإذا كان لدينا عناصر مربوطة بشكل سلسلة , فإن التيار نفسه يمر في أي عنصر من السلسلة
2 –2 العناصر المعلقة بين نقطتين تخضع لفرق كمون متساوي , هو فرق الكمون بين النقطتين وهبوط الجهد عبر أي سلسة عناصر بين النقطتين يساوي هبوط الجهد عبر السلاسل الأخرى بين النقطتين , نسمي هذا المبدأ بقانون كيرشوف للفولت
2 -3 نعبر عن الاستطاعة التي تستهلكها الدارة ( العمل في واحدة الزمن ) بالعلاقة :
P = V x I حيث :
P الاستطاعة التي تستهلكها الدارة
V الجهد المطبق بين نقطتي الدارة
I التيار المار في الدارة
الاستطاعة ( واط ) = ( جول \ كولون ) x (كولون \ ثانية ) = ( جول \ ثانية ) ( انظر تعريف كل من الجهد والتيار في الفقرات السابقة )
تتحول الاستطاعة المصروفة في الدارات الكهربائية الى ( حرارة – حركة – ضوء – حقل كهرطيسي - روابط كيميائية ) .
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة د. حسان الشناوي
