پرکاربردترین قطعات الکترونیکی

جزء الکترونیکی چیست؟

یک جزء الکترونیکی نشان دهنده هر وسیله ابتدایی و مجزای یک سیستم کامپیوتری است که بر روی الکترون ها یا شار مغناطیسی آنها عمل می کند. این عناصر مدار را تشکیل می دهد که عملکرد صحیح آن را تضمین می کند . اکثر قطعات الکترونیکی دارای تعدادی پایانه الکتریکی هستند. این پایانه ها برای برقراری یک اتصال الکتریکی به دستگاه های دیگر متصل می شوند.

طبقه بندی اجزای الکترونیکی

قطعات الکترونیکی به سه دسته تقسیم می شوند: غیرفعال، فعال یا الکترومکانیکی

در ادامه به معرفی انها می پردازیم.

قطعات الکترونیکی فعال

آنها دستگاه هایی هستند که قادر به تقویت سیگنال الکتریکی و تولید انرژی هستند. یک جزء فعال به عنوان یک مدار AC در دستگاه ها عمل کرده و به آنها کمک می کند تا توان و ولتاژ را افزایش دهند. این می تواند عملیات خود را انجام دهد؛ زیرا از منبع برق تغذیه می شود. همه اجزای فعال نیاز به یک منبع تغذیه دارند که معمولاً از مدار DC می آید. یک جزء فعال معمولی شامل یک اسیلاتور، ترانزیستور یا مدار مجتمع خواهد بود. انواع قطعات الکترونیکی فعال در سایت قابل مشاهده و سفارش هستند.

قطعات الکترونیکی غیرفعال

این دستگاه ها نمی توانند انرژی وارد مدار کنند. به همین ترتیب، آنها به منبع انرژی وابسته نیستند، به جز منبعی که توسط مدار (AC) که به آن متصل هستند، ارائه می شود. بنابراین آنها نمی توانند قدرت یک سیگنال را تقویت کنند، اگرچه می توانند ولتاژ یا جریان را مانند ترانسفورماتور افزایش دهند. اجزای غیرفعال شامل عناصر دو ترمینالی مانند مقاومت ها، خازن ها، سلف ها و ترانسفورماتورها هستند که از طریق سایت قابل سفارش و خرید هستند.

قطعات الکترومکانیکی

این قطعات از سیگنال الکتریکی برای ایجاد یک تغییر مکانیکی مانند چرخش موتور استفاده می کنند. به طور معمول، آنها از جریان الکتریکی برای ایجاد یک میدان مغناطیسی بهره می برند که باعث حرکت فیزیکی می شود. انواع رله ها و کلیدها در این دسته قرار می گیرند.

قطعات الکترونیکی؛ پرکاربردترین مدل ها و عملکرد آنها

خازن

خازن برای ایجاد انواع مختلف مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. یک جزء الکترونیکی غیرفعال دو ترمینالی بوده که قادر به ذخیره انرژی در یک میدان الکتریکی به صورت الکترواستاتیک است. به عبارت ساده، مانند یک باتری قابل شارژ کوچک عمل نموده که برق را ذخیره می کند. با این حال، برخلاف باتری، می تواند در کسری از ثانیه شارژ و تخلیه شود.

با اعمال ولتاژ به دو صفحه یا با اتصال آنها به منبع، میدان الکتریکی در سراسر عایق ایجاد می شود. در واقع، این منجر به تجمع یک بار مثبت در یک صفحه و یک بار منفی در صفحه دیگر می گردد. خازن همچنان ظرفیت شارژ خود را حتی زمانی که از منبع جدا می شود حفظ می کند. با اتصال آن به یک بار، انرژی ذخیره شده از خازن به بار جریان می یابد. ظرفیت خازن مقدار انرژی ذخیره شده در خازن است. هرچه بالاتر باشد، خازن انرژی بیشتری می تواند جمع کند. برای افزایش ظرفیت، کافی است صفحات را به یکدیگر نزدیک کنید یا اندازه آنها را افزایش دهید.

مقاومت

یک مقاومت به شکل یک دستگاه الکتریکی غیرفعال با دو پایانه است که در برابر عبور جریان مقاومت می کند. در میان اجزای یک مدار الکترونیکی، این قسمت احتمالاً اساسی ترین است. از سوی دیگر، یکی از رایج ترین بلوک های الکترونیکی محسوب می شود، زیرا اکثر مدارهای الکترونیکی مجهز به مقاومت هستند. معمولا کد رنگی دارد.

مقاومت ممکن است بی اهمیت به نظر برسد. شما فکر می کنید که هیچ کاری جز مصرف انرژی ندارد. با این حال، نقش حیاتی در کنترل ولتاژ و جریان در مدار دارد. در واقع، زمانی که جریان الکتریکی از یک سیم شروع به عبور می نماید، تمام الکترون ها در یک جهت حرکت می کنند. مثل این است که آب از لوله عبور کند. زمانی که فضای کمتری برای حرکت آن وجود داشته باشد، مقدار آن کاهش می یابد. به طور مشابه، اگر جریان از یک هادی نازک واقع در یک مقاومت عبور کند، عبور الکترون ها از آن دشوارتر می شود. به طور خلاصه، با افزایش طول و ظرافت سیم، تعداد الکترون هایی که از یک مقاومت عبور می کنند، کاهش می یابد.

دیود

دیود با یک دستگاه دو ترمینال مشخص می شود که به جریان الکتریکی اجازه می دهد فقط در یک جهت جریان یابد. بنابراین معادل الکترونیکی شیرهای کنترل را تشکیل می دهد. معمولاً برای تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) استفاده می شود. در بیشتر موارد، دیودها از مواد نیمه هادی مانند سیلیکون ساخته می شوند.

هنگامی که کاتد توسط یک رشته گرم می شود، یک ابر نامرئی از الکترون ها به نام بار فضایی در خلاء تشکیل می شود. اگرچه الکترون ها از کاتد ساطع می شوند، اما بار منفی فضایی آنها را دفع می کند. از آنجایی که آنها نمی توانند به آند برسند، هیچ جریانی در مدار جریان نمی یابد. با این حال، با مثبت شدن آند، بار فضایی ناپدید می شود. بنابراین جریان از کاتد به آند شروع می گردد.

دیود اتصال PN

یک دیود اتصال p-n شامل نیمه هادی های سیلیکونی نوع p و نوع n است . نیمه هادی نوع p معمولاً با بور دوپ می شود که سوراخ هایی (بار مثبت) در آن ایجاد می نماید. از طرف دیگر، نوع n حاوی آنتیموان است که چند الکترون اضافی (بار منفی) اضافه می کند. بنابراین جریان الکتریکی می تواند در دو نیمه هادی جریان یابد. در مقابل، با کنار هم قرار دادن بلوک‌های نوع p و n، الکترون‌های اضافی نوع n با حفره‌های نوع p ترکیب می‌شوند. بنابراین یک منطقه تخلیه بدون هیچ الکترون یا حفره آزاد ایجاد می کنند. به طور خلاصه، جریان دیگر نمی تواند از دیود عبور کند.

ترانزیستور

ترانزیستورها به عنوان یکی از مهم ترین اجزای یک مدار الکترونیکی، انقلابی در حوزه الکترونیک ایجاد کرده اند. این سه دستگاه ترمینال کوچک اکنون بیش از پنج دهه است که وجود دارند. آنها اغلب به عنوان تقویت کننده و دستگاه سوئیچینگ عمل می کنند. در واقع، آنها توانایی روشن یا خاموش کردن دستگاه را بدون حرکت دارند.

ترانزیستور NPN دارای یک ویفر سیلیکونی نوع p بوده که بین دو لایه نوع n قرار گرفته است. فرستنده روی یکی از پدهای نوع n و گیرنده روی دیگری قرار دارد. قسمت اضافی سیلیکون نوع p به عنوان یک مانع عمل می کند و عبور جریان را مسدود می نماید. با اعمال یک ولتاژ مثبت به پایه و بار منفی امیتر، الکترون ها شروع به حرکت به سمت کلکتور می کنند. ترتیب و تعداد بلوک‌های p و n در یک ترانزیستور PNP معکوس می‌مانند.

القاگر

یک سلف که به عنوان سیم پیچ القایی نیز شناخته می شود، جزء غیرفعال یک مدار دو ترمینالی است. انرژی را در میدان مغناطیسی خود ذخیره می کند و در صورت نیاز آن را به مدار باز می گرداند. وقتی دو سلف بدون تماس در کنار هم قرار می گیرند، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سلف اول روی دومی تأثیر می گذارد. این کشف مهم منجر به اختراع اولین ترانسفورماتور شد.

هرگاه جریانی از سیم عبور نماید، میدان مغناطیسی ایجاد می شود. با این حال، شکل منحصر به فرد سلف میدان مغناطیسی بسیار قوی تری ایجاد می کند. این میدان مغناطیسی قوی در برابر جریان متناوب مقاومت می نماید، اما اجازه عبور جریان مستقیم را می دهد.

رله

رله به یک کلید الکترومغناطیسی اشاره دارد که می تواند مدارهای الکتریکی را باز و بسته کند. برای کار کردن، به جریان نسبتاً کم نیاز دارد. معمولاً برای تنظیم جریان های کم در مدار کنترل استفاده می شود. با این حال، گاهی اوقات از رله برای کنترل جریان های الکتریکی بالا استفاده می شود. در این مورد، معادل الکتریکی یک اهرم را تشکیل می دهد. می توان آن را با یک ولتاژ کوچک کنترل کرد تا مدار دیگری را با استفاده از یک جریان قوی فعال کند. رله ها می توانند سیستم های الکترومکانیکی یا سیستم های حالت جامد باشند.

چه یک رله الکترومکانیکی باشد یا یک رله حالت جامد، به عنوان یک دستگاه معمولاً بسته (NC) یا معمولاً باز (NO) عمل می کند. در مورد رله NC، هنگامی که منبع تغذیه وجود ندارد، کنتاکت ها بسته می مانند. از طرف دیگر، برای یک ماژول NO، زمانی که منبع تغذیه وجود ندارد، کنتاکت ها باز می مانند. به طور خلاصه، هنگامی که جریان از یک رله عبور می کند، کنتاکت ها باز یا بسته می شوند.

در رله EMR، منبع تغذیه به سیم پیچ رله انرژی می دهد و یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند. سیم پیچ مغناطیسی صفحه فلزی نصب شده روی هسته را جذب می کند. هنگامی که جریان متوقف می شود، صفحه تحت تأثیر فنر به حالت استراحت خود باز می گردد. یک EMR همچنین ممکن است یک یا چند تماس در یک محفظه داشته باشد. اگر مداری فقط از یک کنتاکت استفاده کند، مدار تک بریک (SB) است.

کوارتز

کوارتز راه حل های مختلفی را در صنعت الکترونیک ارائه می دهد. با این حال، آنها در درجه اول به عنوان تشدیدکننده در مدارهای الکترونیکی عمل می کنند. کوارتز به طور طبیعی به شکل سیلیکون وجود دارد. علاوه بر این، اکنون یک محصول مصنوعی برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد است. کوارتز دارای اثر پیزوالکتریک است.

با اعمال ولتاژ متناوب به کریستال، باعث ایجاد ارتعاشات مکانیکی می شود. شکل و اندازه کریستال کوارتز فرکانس تشدید این ارتعاشات یا نوسانات را تعیین می نماید. بنابراین یک سیگنال ثابت تولید می کند. نوسانگرهای کریستالی ارزان هستند و به راحتی به صورت مصنوعی ساخته می شوند. آنها در محدوده ای از چند کیلوهرتز تا چند مگاهرتز وجود دارند. نوسانگرهای کریستالی به لطف ضریب کیفیت بالاتر یا ضریب Q، به طور قابل توجهی در طول زمان و دما پایدار هستند.

فیوز

فیوز یک وسیله ایمنی الکتریکی است که از ابتدا در مهندسی برق استفاده می شد. این وسیله مدار را از اضافه بار محافظت می کند. همچنین به عنوان “دستگاه قربانی” در مدار نامیده می شود. مبنای کار اصلی این وسیله، اثر گرمایش در جریان برق است.

این وسیله ها همیشه به صورت سری به مدار متصل می شوند. این اتصال اجازه می دهد تا جریان از آن ها عبور کند. هر زمان که در مدار اضافه بار وجود داشته باشد، این جریان نا متعادل عنصر فیوز را ذوب کرده و با قطع برق، از آسیب مدار جلوگیری می کند.
در انتخاب این وسیله باید همیشه از یک رویه طراحی پیروی کنیم. ضریب ۷۵٪ توسط تامین کنندگان توصیه می شود، به این معنی که جریان مدار باید تنها ۷۵٪ از جریان کل باشد. این اثر دمای محیط را جبران می کند زیرا در دمای بالا نقطه شکست این دستگاه کاهش می یابد.