سیر تا پیاز الکترونیک و وسایل الکترونیکی

اگه مي خوايد بدونيد الكترونيك كلا چي هست و چه جوري ميتونيد ازش استفاده كنيد پس اين تو اين مقاله همراه ما باشيد.

همه چیز راجع الکترونیک و وسائل الکترونیکی:

الكترونيك چیست؟

اقا اصلا مي دونيد كلمه ي الكترونيك يعني چي؟! خب من براتون كمي راجع بهش توضيح ميدم،. الكترونيك تو فارسي تعريف نشده است. يعني از يك كلمه ي لاتين گرفته شده. در واقع تو اوايل قرن بيستم از كلمه ي الكترون ، يعني همون ذرات ريز در اتم، گرفته شده.الكترون ذره اي از اتم هست كه با مشخصه ي دارا بودن بار منفي شناخته شده است..

جريان الكترونيكي:

حالا ببينيم اين همه ميگن جريان الكترونيكي، يعني چي!!
اين الكترون ها كه راجع بهش براتون گفتم، تو رساناها و نيمه رساناها مي تونن به راحتي جابجا بشن.با جابجايي الكترون ها، به دليل اينكه بار منفي دارن، بار الكتريكي جاري ميشه. كه به اون ميگن جريان الكتريكي.جريان الكتريكي رو با نماد I نشون ميدن و واحدش آمپر A هست.
اما جريان الكتريكي مدل هاي مختلف داره و از هر كدوم يه جور استفاده ميشه.

جريان مستقيم يا همون جريان Direct Current:

اين ساده ترين نوع جريان الكتريكي هست كه در طول زمان تو يك جهت ثابت حركت ميكنه. اين جريان رو با DC هم نشون ميدن.

جريان متناوب يا همون Alternative Current:

اين مدل از جريان، بر خلاف جريان مستقيم، با گذشت زمان تغيير جهت ميده و اين تغيير با روند ثابتي تكرار ميشه كه معمولا يه موج سينوسي رو نشون ميده. اين جريان رو با AC هم نشون ميدن.

دو تا نكته ي قابل استفاده :

اول اينكه برق شهر هميشه AC هست.
دوم اينكه اون قطعه اي كه ميتونه جريان AC رو به DC تبديل كنه رو بهش ميگن ديود. شما ميتوني سر راه برق AC ديود بذاري و اونو به DC تبديل كني. ( به نظرم هيچ جا از اين مقاله نميشد مثل اينجا، كاربرد ديود رو ملموس تر توضيح داد.

ولتاژ:

حالا ببينيم ولتاژ چي هست. ولتاژ نيروي محركه ي جريان الكتريكي هست. در واقع اختلاف پتانسيل بين دو نقطه تو يك مدار الكتريكي منجر به ايجاد اين نيرو ميشه. و نكته ي قابل توجه راجع به ولتاژ اينه كه ولتاژ جمع پذير هست. يعني ولتاژ بين نقطه ي A تا C., براير با جمع ولتاژ بين دو نقطه ي A تا B , و B تا C هست. واحد اندازه گيري ولتاژ (ولت) هست كه با نماد V اونو مشون ميدن. و اما اينكه ولتاژ هم انواع مختلفي داره.
ولتاژ ثابت: اين ولتاژ اصولا با باطري و يا يك سري برد الكترونيكي ساخته ميشه و مقدارش هميشه ثايت هست. براي مثال يه منبع تغذيه يا يك باطري ١٢ ولت هميشه اختلاف پتانسيل ١٢ ولت رو بين دو سر مدار اعمال ميكنه.
ولتاژ متناوب: اين ولتاژ توسط مولد هاي مغناصيسي توليد ميشه و در طول زماني معين، ولتاژ متفاوتي رو در مدار ايجاد ميكنه. براي مثال برق شهر ، يك برق ٢٢٠ ولت متناوب هست،. كه در واقع ٢٢٠ دامنه ي و ٥٠ هرتز فركانس توليد اين برق ميباشد.

توان:

و اما توان.ديگه همه مي دونن و لازم به توضيح اين بحث نيست كه انرژي به وجود نمياد، بلكه از شكلي به شكل ديگر يا حالتي به حالت ديگر تبديل ميشه. پس به بيان ساده تر ميتونيم بگيم كه توان، سرعت تبديل انرژي است و از تقسيم مقدار توان بر زمان، انرژي رو محاسبه ميكنن.توان رو با نماد P نشون ميدن و واحد اندازه گيري اون وات W هست.

و حالا يك فرمول پر كار و مهم كه در عين ناباوري ميتونه خيلي از محاسبات الكترونيكيتون رو به راحتي با همين يك فرمول انجام بديد.
مقدار توان يك دستگاه الكترونيك برابر هست با مقدار ولتاژ ان ضربدر مقدار جريان ان.
W = V * I

حالا يه مثال ساده براي درك اين فرمول ميزنم.
شما يه ضبط صوت داريد كه منبع تغذيش گم شده.
و از طرفي ميبينيد روش نوشته شده : 120W 12V
پس بايد بريد سراغ سايت الكبازار و يك منبع تغذيه ١٢ ولت با جريان ١٠ آمپر رو تهيه كنيد.

سري و موازي :

خب من ميدونم كه بر همه الك دوستان عزيزمون واضح و مبرهن هست كه سري كردن و موازي كردن دو تا منبع تغذيه چجوريه. چون تو كتاب فيزيك دبيرستان اكثرمون بوده.اما يه توضيح اجمالي براي دوستاني كه نميدونن ميدم و بعدش هم يه نكته ي كاربردي .
اگر ما دو تا باطري داشته باشيم و بخوايم اونها رو با هم سري كنيم بايد قطب مثبت يك باطري رو به قطب منفي ديگري با يك سيم وصل كنيم. و از دوسر ديگه به عنوان برق خروجي استفاده كنيم، امااگر بخوايم دو باطري رو با هم موازي كنيم، بايد دو قطب مثبت رو به هم، و دو قطب منفي رو به هم وصل كنيم، و بعدش از يه قطب مثبت و از يه قطب منفي ولتاژ خروجي بگيريم. اما نكنه قابل توجه استفاده ي درست از اين كار هست.
نكته ي كليدي اينجاست كه وقتي ما دو تا منبع تغذيه رو سري ميكنيم ، جريان ثابت ميمونه ولتاژ ها با هم جمع مي شن. يعني اگر ما دو تا باطري ١٢ ولت ٧ امپر رو با هم سري كنيم، يك منبع تغذيه ي ٢٤ ولت ٧ آمپر خواهيم داشت.اما اگر دو باطري رو با هم موازي كنيم ، ولتاژ ثابت و جريان ها با هم جمع ميشن. يعني اگر اين دو باطري ١٢ ولت ٧ آمپر رو موازي كنيم ، يك منبع تغذيه ي ١٢ ولت ١٤ آمپر خواهيم داشت.
با يه مثال استفاده از اين داستان رو ملموس تر ميكنم.
فرض كنيد كه شما يك وسيله ي الكترونيكي داريد كه ١٢ ولت هست و نياز به ٤ امپر جريان داره تا راحت كار كنه. از طرفي دو تا منبع تغذيه ي ١٢ ولت ٣ آمپر داريد. پس بايد اين دو منبع تغذيه رو با هم موازي كنيد تا يك منبع تغذيه قابل استفاده ي ١٢ ولت ٦ امپر داشته باشيد.
سوال: جريان مورد نياز ما ٤ آمپر بود. اما حالا يك منبع تغذيه ي ٦ امپري داريم.ايا اين مسئله باعث خرابي دستگاه نميشه؟؟؟؟؟؟؟؟؟
پاسخ: خير. نه تنها با ٦ آمپر، بلكه با ٣٠ امپر هم اتفاقي براي دستگاهتون نميفته.
نكته: ماهيت جريان بدين گونه هستكه به عنوان يك منبع در نظر گرفته ميشه، و دستگاه الكترونيكي به اندازه ي نيازش از اون منبع ، جريان مورد نيازش رو بر ميداره. مثل يك درختي كه كنار جوي اب هست، و به اندازه ي نيازش اب جوي رو استفاده ميكنه.
پس اصلا نگران اين موضوع نباشيد.
خطر: اين قاعده در مورد ولتاژ صدق نميكنه. ولتاژ شما حتما بايد همون ولتاژ مورد نظر دستگاه باشه، يا كمي از اون بيشتر يا كمتر.

شارژر، اداپتور، منبع تغذيه:

واما يك نكته ي كاربردي راجع به سه كلمه ي آداپتور، شارژر و منبع تغذيه ، كه مي خوام به زبان ساده و
منبع تغذيه: همونطور كه از اسمش معلوم هست همون وسيله اي هست كه براي شما اون نيروي محركه بين دو نقطه رو بوجود مياره تا جريان بتونه در مواد هادي حركت كنه. پس با اين حساب، شارژر و اداپتور هر دو منبع تغذيه هستند.
اما تفاوت بين شارژر و اداپتور:
شارژر معمولا به وسيله اي ميگن كه برق AC رو به برق DC با ولتاژ پايين تبديل ميكنه و اكثرا داري مدار قطع كن هست. براي مثال، (با علم به اينكه ميدونيم باطري يك ماشين سواري ١٢ ولت هست)وقتي باطري ماشينتون تموم ميشه و دينام نميتونه اونو شارژ كنه، شما ميتونيد با يك شارژر برق شهر رو به برق DC ١٢ ولت تبديل كنيد و وقتي باطري كاملا شارژ شد ، براي جلوگيري از خراب شدن باطري، شارژر بعد از اتمام شارژ، توسط يك مدار قطع كن به كار خودش پايان ميده.
و اما اداپتور: اداپتور اصولا يك منبع تغذيه هست كه بدون استفاده از اون وسيله ي الكترونيكي شما قادر به كار كردن نيست، و حتما بايد از اون استفاده كنيد تا وسيلتون روشن بشه. و بزرگترين تفاوتش با شارژر اينه كه مدار قطع كن نداره.
ولي مسئله اي كه هست اينه كه شما ميتونيد از اداپتور به عنوان شارژر هم استفاده كنيد بدون اينكه مشكلي پيش بياد. شما ولتاژ و جريان مورد استفاده تو وسايل الكترونيكي امروزي بسيار پايين هست و به هيچ وجه دستگاه شما رو خراب نميكنه. فقط اگر وسيلتون قراره كه شارژ بشه، بعد از شارژ كامل، اداپتور رو از دستگاه جدا كنيد و تمام.
امروزه به خاطر كم اهميت بودن اين مسئله، خيلي ها به جاي شارژر از كلمه ي اداپتور يا به جاي اداپتور از كلمه ي شارژر استفاده ميكنن. پس خيلي به اين موضوع براي پيدا كردن كالاي مورد نظرتون فكر نكنيد.
نكاتي كه براي انتخاب منبع تغذيه مورد نظر بايد بهش دقت كرد:
مقدار ولتاژ
مقدار جريان
مدل جريان Ac~ يا DC _
اندازه ي توان خروجي وسيله الكترونيكي مورد نظر
سر فيش اداپتور مناسب با وسيلي الكترونيكي ( كه اكثرا استاندار هست و يا با يه تبديل اين مشكل به سادگي حل ميشه).
ابعاد(كه اصولا همكاران توليد كننده به اين موضوع خيلي اهميت ميدن)

انواع منبع تغذيه از لحاظ ساخت:

اگر نخوايم از باطري و مولد هاي ديگه به عنوان منبع تغذيه ياد كنيم و بنا به هدف مورد نظر در اين مقاله، فقط بخوايم راجع به اداپتورها و شارژر ها انواع منبع تغذيه رو توضيح بدم، بايد به استحضار تون برسونم كه منبع تغذيه به دوصورت ساخته ميشه.
استفاده از ترانسفورمرها و يكسو كننده ها : كه عموما بهشون ميگن ترانس. براي ساخت يك ترانس از يك سري سيم پيچ با سيم مسي( البته با محاسبات در تعداد دور سيم پيچ) و يك سري فلز استفاده ميشه. و در نهايت يك قاب. و اين باعث سنگيني اين مدا منبع تغذيه ميشه. براي مثال، شما اگه بخوايد يك ترانس براي يخچالتون تهيه كنيد هم بسيار سنگين در مياد و هم بسيار بزرگ و از همه مهم تر، به خاطر بالا بودن قيمت فلز و مس، هزينه ي بالايي رو روي دستتون ميذاره.
با توجه به دليل هايي كه تو قسمت اول گفتم، يعني سنگين بودن، بزرگ بودن ابعاد و پر هزينه بودن ترانس، با استفاده علم الكترونيك مدار هاي الكترونيكي ساخته شد كه دقيقا همون كاري رو ميكنه كه ترانس انجام ميده. يعني به جاي استفاده از سيم پيچ، فلز و كابل زياد، با وجود قطعات الكترونيكي مثل آي سي، ترانزيستور و ديگر المان ها( كه در شاخه ي VLSI به صورت تخصصي به بحث گذاشته ميشه)، بردهاي الكترونيكي رو ساختند و كار تبديل ولتاژ رو بسيار راحت و بي دردسر كردند.از اين رو امروزه از همين برد هاي الكترونيكي به عنوان منبع هاي تغذيه مورد استفاده در وسايل الكترونيكي استفاده ميشه. اما خود اين برد ها رو ميشه از لحاظ ضثظاهري به دو دسته تقسيم كرد. يكي همين اداپتور ها كه يك قاب پلاستيكي دارن و برد داخل اون قرار ميگيره، و از طريق يك كابل با يه سرفيش بهدستگاه الكترونيك وصل ميشه، و ديگري برد هاي بزرگ تر هستند كه داخل يك جعبه ي فلزي قرار ميگيره و روي اون عموما يك فن خنك كننده ميذارن، كه امروزه با اونها ميگن منبع تغذيه صنعتي.