Web
	Analytics
محمد السيد http://www.isnaha.com Mon, 15 Oct 2018 12:46:25 +0000 Joomla! - Open Source Content Management ar-aa المقاومة الكهربائية http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/775-المقاومة-الكهربائية http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/775-المقاومة-الكهربائية

المقاومة الكهربائية

image001

المقاومة هي عبارة عن احدى المركبات الالكترونية الأكثر شيوعا واستخداما تقريبا في كل الأجهزة الإليكترونية، والتى يمكن من خلالها تخفيض الجهد الكهربائي. وبمعنى ابسط، فإن المقاومة عبارة عن مادة تجعل مرور التيار الكهربائي من خلالها ضعيفا على حسب المادة التي صنعت منها المقاومة.


المقاومة

image002

اليوم سنتعرف على احدى المركبات التى تستخدم بكثرة فى عالم الالكترونيات ألا وهي المقاومة. يرمز لها كما بالصورة ووحدتها هي الأوم ويرمز لها بالحرف Ω.

 


ما هو دور المقاومة؟

image003

اولا، تستخدم المقاومة للحد من التيار المتدفق. فمثلا، لو كان عندى خزان كبير به ماء، وانا اريد استخدم ذلك الماء ولكن بمقدار معين، حينها سأستخدم صنبور مياه للحد من المياه المتدفقة.

l       فالخزان: بمثابة مصدر التيار الكهربائي،

l       والانابيب: بمثابة الاسلاك الموصلة،

l       والصنبور: بمثابة المقاومة.

كذلك تستخدم المقاومة للحد من التيار المتدفق فى الدارة الالكترونية وتجعل نسبة ضعيفة منه تمر.

image004

 


كيف تُصنع المقاومة؟

image005

image006

 

تصنع المقاومة الكهربائية من مسحوق الكربون او اسلاك ذات مقاومة عالية ملفوفة على قطعة من السيراميك. لكن الاكثر انتشارا هي المقاومة من المسحوق الكربوني.

image007

إليك الآن وثائقي قصير يستعمل مبدأ لف السلك الكهربائي كما هو مبين في الصورة أعلاه.

 

{youtube}YlvQXowSoOA{/youtube}

 

أما إذا أردت أن تصنعها بنفسك فيمكنك لف السلك الكهربائي على مادة عازلة أو شبه عازلة ثم قس قيمتها باستعمال جهاز الأمبيرمتر أو الفولتمتر فغالبا تكن به خاصية قياس المقاومة بالأوم. إليك بعض الطرق البسيطة لصناعتها باستعمال قلم الرصاص المدرسي:

 

{youtube}BwKQ9Idq9FM{/youtube}


كيف نقرأ قيمة المقاومة؟

 

طريقة الألوان

image008

 

وبعد ان تصنع المقاومة الكربونية تطلى بألوان زجاجية على هيئة احزمة. هذه الاحزمة الملونة التى تكون على المقاومة، غالبية الناس لا تعرف قيمتها فى مجال الالكترونيات، لكن قديما لم تكن الاجهزة التى تقيس قيمة المقاومة منتشرة، لذلك كان يتم تحديد جهد المقاومة عن طريق قراءة الاحزمة الملونة.

عن طريق جدول الوان نحدد قيمة كل لون في المقاومة وكل لون يرمز لقيمة معينة. يتم جمع كل تلك القيم معا. فتعطى قيمة المقاومة.

image009

 

جهاز الأمبيرمتر

وتقاس أيضا بأجهزة أخرى كالامبيرمتر والفولتمتر، وهي التي تسعتمل الآن في الغالب.

image010

image011


كيف تركب المقاومة؟

 

تقديم

توصل المقاومة بإحدى أمرين: إما على التوالي وإما على التوازي.

 

على التوالي

image012

من المعروف ان التوصيل على التوالي هو توصيل نهاية ببداية (باختصار).

 

وبمعنى أدق، فحيث ان للمقاومة طرفان، الاول بمثابة بداية والثاني بمثابة نهاية. اذا وضعنا مقاومة اخرى بجانب الاولى واردنا ان نوصلهما معا على التوالى، فسنصل نهاية المقاومة الاولى ببداية المقاومة الثانية وهكذا ان اضفنا مقاومة ثالثة ورابعة...  وذلك يؤكد تعريف توصيل التوالي الذي اضفته.

R =  R1 + R2 + R3

R تمثل قيمة المقاومة الحاصلة

 

على التوازي

image013

التوصيل على التوازى بمعنى ، توصيل نهاية بنهاية وبداية ببداية اخرى.

 

ان كان عندنا مصدر تيار وثلاث مقاومات، فكيف نوصلهم بمصدر التيار على التوازي؟ سنوصلهم عن طريق ربط بداية التيار ببداية المقاومة الاولى والثانية والثالثة، ونهاية التيار الكهربائي بنهاية المقاومة الاولى والثانية والثالثة، مثل ما هو مبين فى الصورة جانبه.

/1R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

R تمثل قيمة المقاومة الحاصلة


معلومة إضافية

 

تتأثر المقاومة بالحرارة على حسب المادة المصنعة منها. فهناك انواع من المقاومات تزيد مقاومتها للتيار الكهربائي عند ارتفاع درجة الحرارة، وذلك يرجع على حسب المادة المصنوعة منها المقاومة.

 

العوامل المؤثرة فى قيمة المقاومة

 

1-    نوع المادة الموصلة: فالمادة الموصلة المستخدمة فى تصنيع المقاومة تلعب دورا هاما، كالمواد النقية مثل النحاس، او الخليط بين بعض المواد مثل:

l         المنجانيين + نحاس + منغنيز + نيكل.

l         الكونستنتال + نحاس احمر + نيكل + منغنيز.

2-    طول الموصل: اي طول المقاومة، فكلما زاد طول المقاومة، زادت مقاومتها للتيار وهذا يرجع للمادة المصنوعة منها المقاومة أيضا.

3-    مساحة مقطع الموصل: اي عرض المقاومة الموصلة. فكلما زاد عرض المقاومة (مساحة المقطع) كلما قلت مقاومتها للتيار المار بها.

 

تقاس قيمة المقاومة بالاوم (Ω)، استنتج هذا القانون العالم الالمانى ( جورج سيمون اوم ). وبالمناسبة قضى ذلك العالم الذى اكتشف قانون الاوم 30 سنة حتى يكتشفه وظللنا نستخدمة حتى الان، وله منا جزيل الشكر.

 

اسباب تلف المقاومة فى معظم الاحيان هو زيادة التيار الكهربائى الداخل للمقاومة عن الحد المحتمل للمقاومة، بمعنى اذا زاد ضغط الماء فى الانابيب عن الحد المسموح به حتما ستنفجر الانابيب وتتلف، كذلك هو الحال فى المقاومة ستتلف في الحال.

image014


تأليف

 

المؤلف: محمد السيد (مصر)

البريد الإليكتروني: LORD_The_Kin@yahoo.com 


المراجع

 

كتاب التكنلوجيا لمشروع مبارك كول ( المصرى ) الصف الاول صفحة رقم 46 و 43.

http://ar.wikipedia.org/wiki/مقاومة_كهربائية

http://www.adip.4t.com/series.htm


]]>
LORD_The_Kin@yahoo.com (محمد السيد) المركبات الإلكترونية Thu, 26 Jul 2012 00:00:00 +0000
الصمام الثنائي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/773-الصمام-الثنائي http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/773-الصمام-الثنائي

الصمام الثنائي

00

اليوم سنتعرف على احدى المركبات الالكترونية التى تلى المقاومة فيما بعد وهو ليس صعب ابدا وهو سهل جدا.


الصمام الثنائي

01

هو مركب إلكتروني مصمم للحماية من الرجوع العكسي للتيار.

مثلا، في حالة عندنا ترانزستور مواصل مع أي مركب إلكتروني، وذلك المركب الإلكتروني يخزن فيه بعض شحنات الكهرباء، فبالتالى عند فصل الكهرباء، سيحدث فض او انعكاس للتيار المخزن في اتجاه معاكس للترانزستور، وذلك سيؤدى إلى تلف الترانزستور، لذلك تم ابتكار الصمام الثنائي، ووظيفته منع رجوع أي شحنات كهربائية.


مكونات الصمام الثنائي

03

يتكون الصمام الثنائي من قطبين سالب وموجب، او بمعنى اصح واوضح: انود وكاثود.


ما هو دور الصمام الثنائي؟

ذكرنا سابقا ان الصمام الثنائي يتكون من انود وكاثود، ركز جيدا في هذه النقطة، يوصل الصمام الثنائي التيار الكهربائي، إذا كان الجهد الداخل للقطب انود، اكبر من القطب كاثود حينها سيقوم بعملية مرور للكهرباء، ولكن ماذا لو كان العكس؟ ذلك هو ما سأسلط الضوء عليه أنه عند انعكاس التيار سيمر التيار من القطب كاثود إلى انود، حينها لن يوصل التيار الكهربائي وسيقطع التيار، لماذا؟

04

لانه عندما يكون الجهد في القطب كاثود اعلى من القطب انود، يقوم الصمام الثنائي بقطع التيار الكهربائي، تلك هي ببساطة طريقة عمل الصمام الثنائي داخل الدارة الكهربية وطريقة عمله التي توضح كيف يحمي المركبات الالكترونية من انعكاس اتجاه التيار الكهربائي.


كيف يُصنع الصمام الثنائي؟

05

يصنع الصمام الثنائي من مواد شبه موصلة كالسيليكون والجرمانيم.

فعلى سبيل المثال، ان جأنا بشريحة من السيليكون موجبة (+) وشريحة اخرى سالبة (–) ووضعناهما فوق بعض ومررنا من خلالهما تيارا كهربائيا فسيمر هذا الأخير من جهة واحدة فقط كصمام ماء يسمح للماء بالمرور في اتجاه واحد فقط. من هنا سمي هذا التركيب بالصمام الثنائي.

مثال بسيط يبين لك كيفية تصنيع صمام خاص بك. انظر انطلاقا من الدقيقة 6 (باللغة الإنجليزية):

{youtube}AqzYsuTRVRc{/youtube}


كيف يركب الصمام الثنائي؟

06

يجب ان يركب الصمام الثنائي في الدارة الكهربائية بحيث يكون التيار الداخل للدارة يمر باللأنود ثم الكاثود. وفي حالة توصيله عكس ذلك، سيقوم بقطع التيار الكهربائي عن أي مركب إلكتروني يليه في الدارة.

 ملحوظةكيفية معرفة الكاثود من الانود في الصمام الثنائي بسيطة جدا: يوجد في طرف الصمام الثنائي خط مميز ملون بالرصاص. إنه يعني الكاثود، والطرف الاخر هو الانود الذى يستقبل الجهد الكهربائي.


كيف يمتحن عمل الصمام الثنائي؟

07
 

بكل بساطة يتم قياسه بنفس الطريقة التي تقاس بها المقاومة الكهربائية.

 

 


أنواعه

الصمام الثنائي زنير (Zener diode)

يتميز الصمام الثنائى زنير عن العادي أنه يضاف إليه بعض الشوائب، لتزيد من كفائته في توصيل التيار الكهربائي، كما أن التيار الكهربائي يمكن أن يمر في الانحياز العكسي إذا تجاوز عتبة معينة (وهي جهد معين يسمى بانهيار الجهد بالإنجليزية Breakdown voltage وبالفرنسية Tension de claquage)، بعكس الصمام ثنائي العادى، يوصل في انحياز امامي فقط.

08
 

09

الصمام المكثف

(Varicap أو varactor diode)

يتكون الصمام المكثف من صمام ومكثف يتغير بدلالة التيار المار خلال قطبيه. تستعمل الصمامات المكثفة من أجل التحكم بالجهد الكهربائي.

 

تجدها غالبا في المضخمات والمذبذبات البارامترية ومحللات الترددات. مثلا، تستخدم الصمامات المكثفة في صناعة أجهزة التلفاز من أجل تحديد الترددات المرسلة.

10

صمام الإنهيار (Avalanche diode)

يصنع هذا الصمام من مادة السيليكون وهو مصمم من أجل التعامل مع ظاهرة كهربائية تدعى بالإنهياز الكهربائي (avalanche breakdown)، وتظهر هذه الظاهر عندم يخترق التيار الكهربائي القوي عازلا كهربائيا يعد جيدا في الواقع.

يستعمل هذا النوع من الصمامات كنوع من الجهد المرجعي (voltage reference) وأيضا لحماية الدارات الكهربائية من التيارات العالية وكذلك لتوليد ما يسمى بتشويش تردادات الراديو.

11

الصمام الثنائي شوتكي (Schottky diode)

هو نوع خاص من الصمامات الثنائية التي لا تحتوي على معبر pn تقليدي (اي ممر من موجب إلى سالب التنقيط الذي عادة ما يتكون عند وضع مادتين شبه موصلات بشكل متلاصق). ولكنها تحتوي بدلا من ذلك على معدن ملاصق لمادة شبه موصلة. ينتج من هذا التلاصق معبر pn خاص يعمل تحت ظروف معينة كمقاومة اومية.

 

من أهم ميزاته انه سريع الفتح والإغلاق، لذلك يتم استخدامه في دارات الترددات العالية والتردادت الصغيرة في نطاق غيغاهرتز وفي التقنية الرقمية أيضا.

12

الصمام الثنائي النفقي أو صمام إساكي

(Tunnel diode أو Esaki diode)

تم ابتكاره من طرف ريونا إساكي الذي كان يشتغل في شركة صوني. وتصنع غالبا من مادة الجرمانيوم ويمكن أن تصنع من المواد السيليكونية أيضا. يتميز هذا النوع برابطة n-p جد مُشًوًّبة بمسافة 10 نانومتر.

 

تستعمل هذه الصمامات في محولات الترددات (frequency converters) والمكشافات (detectors). وبسبب بنيتها تستخدم أيضا كمذبذبات ومضخمات ودارات للتبديل باستعمال مبدأ التلاكؤ (hysteresis).

13

صمام قن (Gunn diode)

هو عبارة عن طرفين ومشوب بشبه موصل سالب فقط. لا وجود لشبه موصل موجب ولا وجود لوصلة n-p. يحكم قيمة التردد الصادر عدة عوامل أبرزها طول الثنائي و كمية التشويب و كذلك تردد الإيقاف الخاص بمرشد الموجة المستعمل و أيضا فجوة الرنين التي يوضع بداخلها الثنائي.

 

يستعمل هذا الثنائي لتوليد موجات كهرومغناطيسية بترددات تتراوح بينو100 غيغاهرتز وحتى نطاق التيراهرتز أيضا.

14

الصمام الثلاثي ه(PIN diode)

هو عبارة عن وصلة ثلاثية ابتكرها الياباني هيروشي نيشزاو عام 1950 للميلاد، وتتكون من ثلاث مكونات شبه موصل موجب (p) وشبه موصل سالب (n) وبينهما شبه موصل ذاتي (i) وبهذا تختلف عن الصمامات الثنائية.

 

يتم تشويب الجزء الداخلي بكميات أقل بكثير من الجزئين الموجب والسالب، كما يتم تقليص عرض الجزء الموجب وزيادة عرض الجزء الداخلي ليكون أعرض من كلا الجزئين.

15

يستعمل هذا الصمام كمبدال (switch) عند الترددات الكهربائية العالية، ويستعمل أيضا ككاشف ضوئي حيث إن زيادة المسافة بين الجانبين الموجب والسالب تعين على استعمال أطوال موجية أطول من السابق لإن زيادة المسافة ستزيد أيضا عمق التغلغل الذي يسمح للمواجات الكهرومغناطيسية اختراقه، وأيضا يمكن تسليط الموجة الضوئية على مساحة أكبر من السابق ما يحتم ارتفاع الكفاءة التحويلية، وكذلك الحال عند استعمالها كخلية شمسية سيكون بالإمكان تحويل الطاقة من نطاقات ترددية أكبر من السابق وبالتالي تزداد الطاقة الكهربائية الناتجة.

الصمام الموجه أمامي (Stabistor أوforward reference diode)

يسمح للتيار الكهربائي بالمرور في اتجاه واحد فقط ومصمم من أجل التطبيقات التي تعتمد على التيارات الضعيفة والتي تتطلب ثباتا عاليا عند ارتفاع درجة الحرارة.

 

ولها استعمالات أخرى في ما يسمى بالتقليم الكهربائي (clipper) ومثبتات المستوى الترددي (clamper).

16

صمام الجرمانيوم (Germanium diode)

يصنع هذا النوع من الصمامات من مادة السيليكون في الغالب، ويستعمل بشكل كبير في الدارات التي تعرف عدم استقرار لمنحى التيار الكهربائي.

 

نجده مستعملا في إنشاء اللوحات الشمسية مثلا وكذلك في صناعة مولدات الطاقة الهوائية من أجل تحويل وضبط التيار المتناوب إلى تيار مستمر.

17

الصمام الليزري (Laser diode)

يعتمد على المواد شبه الموصلة ويمتاز بحجم واستهلاك طاقة قليلة للغاية مقارنة بالأنواع الأخرى، ولذلك أصبح يستخدم على نطاق واسع في كافة التطبيقات والأجهزة الدقيقة حتى قدرة واط.

يستعمل في أجهزة كقارئ الأقراص الضوئيةوالمريائية والطابعات الليزرية وادوات القياس الدقيقة للمسافات والاطوال والأجهزة البصرية واقلام والعاب الليزر. وتعددت الوانه فمنه الاحمر والاخضر والازرق.

18

الصمام الثنائي الضوئي أو الصمام الباعث الضوئي (LED)

يقوم بنفس وظيفة الصمام ثنائي العادى ويوصل في وضع الانحياز الامامي ويضيء عند مرور تيار كهربائي به، ويفضل تركيبه مع مقاومة كهربائية لحمايته. ومعرفة الانود من الكاثود بسيطة فالطرف العريض داخل الصمام هو الكاثود (السالب) اما الطرف النحيف فهو الانود (الموجب).

19

الصمام المستقطب الضوئي (Photodiode)

الصمام المستقطب الضوئي في الكهروضوئية هو نبيطة تستعمل في تحويل الضوء إلى كهرباء. ويستعمل في الدارات الكهروضوئية كمستقبل إشارة.

20


مقاطع مصورة

كمنظم للجهد الكهربائي (الفصحى)

{youtube}-oWSJkk4wko{/youtube}

كمنظم للجهد الكهربائي (الهجة المصرية)

{youtube}-4XNNMA2di0{/youtube}

فحص الصمام زنير (الهجة المصرية)

{youtube}RqE9R1Gze98{/youtube}

 

الصمام الثنائي الباعث للضوء (الفصحى)

{youtube}X-whrOlTOgY{/youtube}


تأليف

المؤلف: محمد السيد (مصر)

البريد الإلكتروني: LORD_The_Kin@yahoo.com

 


المراجع

http://www.qariya.com

http://en.wikipedia.org/wiki/Varicap

http://en.wikipedia.org/wiki/Avalanche_diode

http://en.wikipedia.org/wiki/Zener_diode

http://ar.wikipedia.org/wiki/صمام_ثنائي_شوتكي

http://en.wikipedia.org/wiki/Tunnel_diode

http://ar.wikipedia.org/wiki/ثنائي_قن

http://en.wikipedia.org/wiki/Gunn_diode

http://ar.wikipedia.org/wiki/وصلة_ثلاثية

http://en.wikipedia.org/wiki/Stabistor

http://www.reuk.co.uk/Germanium-Diodes.htm

http://ar.wikipedia.org/wiki/ثنائي_ضوئي

http://ar.wikipedia.org/wiki/ليزر_أشباه_الموصلات

http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_diode


]]>
LORD_The_Kin@yahoo.com (محمد السيد) المركبات الإلكترونية Mon, 01 Oct 2012 00:00:00 +0000
استعمال الصمامات الضوئية لتوليد الكهرباء http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/647-استعمال-الصمامات-الضوئية-لتوليد-الكهرباء http://www.isnaha.com/isnaha_new/إصنعها/item/647-استعمال-الصمامات-الضوئية-لتوليد-الكهرباء

استعمال الصمامات الضوئية لتوليد الكهرباء

image001

سنناقش في هذا المقال طريقة جديدة لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام الصمامات الضوئية LED.


تقديم

أحيانا نريد ان نبحث عن مصادر للطاقة، وأول ما يأتي لأذهاننا هو الطاقة الشمسية. فمن مميزات الطاقة الشمسية أنها من أنظف الطاقات على الارض، لكنها في المقابل مكلفة شيئا ما. وهو الأمر الذي يجعل بعض الحكومات تضيق مجال استخدام الطاقة الشمسية في حيز المشروع المراد إنشاءه فقط. أيضا، الخلايا الشمسية مكلفة فى صنعها و استخدامها و يمكن ان تتلف بسهولة ما لم يتم الحفاظ عليها. سنناقش في هذا المقال طريقة جديدة لتوليد الطاقة الكهربائية شبيه بالخلايا الشمسية.

image002

 


الصمامات الضوئية LED

 

هناك طريقة مشابهة للخلايا الشمسية فى توليد الطاقة وتعمل بكفائة جيدة أيضا. قد يبدوا الأمر غير قابل للتصديق في الوهلة الأولى، إلا أنه باستخدام الصمامات الضوئية "LED"، يمكن أن تنتج المجموعة الواحدة منها عند تسليط الضوء عليها من 1.5 فولط إلى 2.5 حسب ما قمنا به من تجارب محدودة.

image003

مميزاتها: (يرجى التأكد من بعضها)

l        منخفضة التكلفة.

l        قدرة على توليد الطاقة الكهربية عالية.

l        كفاءة عالية فى الاستخدام.

l        يمكن ان تتحمل شتى الظروف البيئية بسبب الخامة المصنوعة منها.

l ان عمر المجموعة الواحدة من الصمامات الضوئية قد يصل إلى 15 سنة.

l توفر حوالي 40% إذا استعملت كمصباح للإضاءة.

 

عيوبها: (يرجى التأكد)

l        يجب ان يكون الضوء عموديا على الصمامات الضوئية LED 

l        ان الضوء لازم يسلط عليها من الاعلى عموديا على الصمامات الضوئية

image004

 

ملاحظةانه فى حالة استخدام ضوء الشمس يمكن الاستعانة بعدسة مجمعة لاشعة الشمس وتوجيهها عموديا على لاصمامت الضوئية.



تجارب

 

قمت بتصوير بعض التجارب الخفيفة بنفسي.

{youtube}1hJhWemzWyk{/youtube} 

 

مقطع آخر:

{youtube}lu5p-vR2uM8{/youtube} 

 

ملحوظةتبين أن استخدام الصمامات الضوئية الشفافة هو الأكثر كفاءة من غيره.

 


تأليف

 

تأليف: محمد السيد (مصر).

العنوان الإليكتروني: lord_the_kin@yahoo.com

 

مكتشف الفكرة: شاب سعودي لم يتم العثور على اسمه بعد.

 

 


 

]]>
LORD_The_Kin@yahoo.com (محمد السيد) الطاقة Fri, 11 May 2012 07:39:58 +0000