عملکرد ۳ قطعه پر کاربرد (خازن _سلف _مقاومت) یا عناصر پَسیو در مدار های الکترونیکی SMA و SMD (مهندسی برق _الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر ( افشین رشید)

نکته:  «عنصر پسیو» یا غیرفعال اصلی هر مدار، مقاومت، خازن و سلف هستند ؛ قطعات پر کاربرد قطعاتی شامل : مقاومت و انواع مقاومتها، خازن و انواع خازن ها،دیود و انواع دیودها، سلف،ترانزیستور و انواع ترانزیستورها و ic  های آنالوگ ؛ دیجیتال ؛ onboard (قیری) را شامل میشود.

خازن و حالتهای short ؛ open : 

خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در مدارهای الکتریکی بکار می‌روند. خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان داخلی خازن از دو قسمت اصلی تشکیل می‌شود:


الف – صفحات هادی 
ب – عایق بین هادیها (دی الکتریک) 

نمونه خازن های SMD


ساختمان خازن

هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. 

معمولا صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم ، روی و نقره با سطح نسبتا زیاد بوده و در بین آنها عایقی (دی الکتریک) از جنس هوا ، کاغذ ، میکا ، پلاستیک ، سرامیک ، اکسید آلومینیوم و اکسید تانتالیوم استفاده می‌شود. هر چه ضریب دی الکتریک یک ماده عایق بزرگتر باشد آن دی الکتریک دارای خاصیت عایقی بهتر است. به عنوان مثال ، ضریب دی الکتریک هوا 1 و ضریب دی الکتریک اکسید آلومینیوم 7 می‌باشد. بنابراین خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر خاصیت عایقی هوا است.

نکته: خازن در مواردی که آسیب میبیند در ۲ حالت اتصال کوتاه میشود : 

Short وopen

دشارژ یا تخلیه خازن

ابتدا خازنی را که پر است در نظر می‌گیریم. دو سر خازن را توسط یک سیم به همدیگر وصل می‌کنیم. در این حالت برای مدت کوتاهی جریانی در مدار برقرار می‌شود و این جریان تا زمانی که بار روی صفحات خازن وجود دارد برقرار است. پس از مدت زمانی جریان صفر خواهد شد. یعنی دیگر باری بر روی صفحات خازن وجود ندارد و خازن تخلیه شده است. اگر خازن کاملا پر شود دیگر جریانی برقرار نمی‌شود و اگر خازن کاملا تخلیه شود باز هم جریانی برقرار نمی‌شود. 

(Resistor مقاومت ها و درصد بالای خرابی در مدارهای الکترونیکی)

یک مقاومت از عبور جریان الکتریکی از خود مخالفت می کند. مقاومت ها به صورت اهم اندازه گیری می شوند ، اندازه اهمی آن که به صورت اهم و نرخ توان که به صورت وات (W) مشخص می شود. هرگز برای تعویض کردن مقاومت ها  از مقاومت با وات کمتر از مقاومت اصلی استفاده نکنید. استفاده از نرخ توان بالاتر مشکلی ندارد اما هرگز نباید کمتر باشد . وقتی مقاومت ها را به صورت سری به هم وصل می کنید اندازه های اهمی مقاومت ها با هم جمع می شود اما اگر به صورت موازی به هم وصل شوند اندازه مقاومت ها معکوس می شود.

مقاومت ها با باندهای رنگی برای نشان دادن اندازه اهم آنها علامت گذاری شده اند. خواندن باید از چپ به راست باشد ،

 اولین باند ، اولین عدد اندازه اهمی ، دومین باند نیز دومین عدد اندازه اهمی مقاومت می باشد. باند سوم ضریب است و مشخص می کند چند صفر پس از دو عدد وجود دارد ، باند چهارم نیز اندازه مهم دیگر ی است که درصد خطا مقاومت را تعیین می کند.

سلف یا ترانس قطعه که بهتر است در تعمیرات جای آن سیم نگذاشت(نویز _نوسان در مدار)

سلف یا سیم پیچ (coil) در واقع یک قطعه الکترونیکی پسیو 2 پایه است که

در برابر عبور جریان الکتریکی از خودش مقاومت نشان میدهد.

سلف ها یک رسانای معمولی مثل سیم هستند که به شکل سیم پیچ درآمده اند.

هنگامیکه جریان در طول یک سلف جاری میشود، میدان مغناطیسی متغیر با زمانی در آن ساخته شده و ولتاژی را در رسانا القا میکند.

برای مشخص کردن یک سلف از مقدار اندوکتانس (Inductance) آن استفاده میشود که
نسبت ولتاژ به نرخ تغییرات جریان است و با یکای هانری (H) شناخته میشود.

محاسبه اندوکتانس

در انواع مختلفی از سلف ها هسته های مغناطیسی ساخته شده از آهن یا فریت وجود دارند که سیم پیچ به دور آن ها پیچیده است و برای افزایش میدان مغناطیسی و اندوکتانس سلف مورد استفاده هستند.

  • نویسنده:  افشین رشید