در این مقاله قصد داریم آموزش الکترونیک از صفر را به صورت تصویری به شما آموزش دهیم. این آموزش تقریبا آموزش الکترونیک از صفر محسوب میشود.
آموزش الکترونیک از صفر-مفاهیم پایه:
- ولتاژ
- جریان
- مقاومت
در این تصویر، روباه که نماد مقاومت است، در مقابل عبور جریان مقاومت نشان میدهد. مادر نماد ولتاژاست که دوست دارد بچه خرگوش ها (جریان الکتریکی=الکترون) از دالان عبور کنند.
اگر با دقت نگاه کنید، روباه با کشیدن بیشتر طناب (بالا رفتن مقدار مقاومت) دالان را تنگ تر میکند. پس میتوان طبق این مسئله به فرمولی که در ادامه می آید رسید.
فرمول اصلی این رابطه:
V=I*R
ولتاژ(بر حسب ولت) = میزان جریان (بر حسب آمپر) در مقدار مقاومت (بر حسب اهم)
مثال دیگه از این اصل میتونه این باشه:
- V (ولتاژ): مثل فشار آب در یک لوله هست. هر چی فشار بیشتر باشه، آب، بیشتر جریان پیدا میکنه.
- I (جریان): مثل مقدار آبی هست که از لوله می‌گذره. یعنی چقدر آب در هر ثانیه از لوله رد میشه.
- R (مقاومت): مثل ضخامت لوله است. اگر لوله خیلی باریک و نازک باشه (مقاومت بالا)، آب کندتر جریان پیدا میکنه. اگر لوله پهن باشه (مقاومت کم)، آب راحت‌تر رد میشه.
ویدعوی آموزشی در رابطه با ولتاژ، جریان و مقاومت:
قوانین KVL و KCL:
دو مفهوم دیگر در آموزش الکترونیک از صفر قوانین صفر بودن ولتاژ و جریان است.
قانون KVL (ولتاژهای حلقه): مجموع همه اختلاف پتانسیل‌ها (ولتاژها) در یک حلقه بسته از مدار، برابر با صفر است. به عبارت دیگر، اگر از یک نقطه در حلقه شروع کنید و به همان جا برگردید، مجموع افزایش‌ها و کاهش‌های ولتاژ صفر خواهد بود.
قانون KCL (جریان‌های گره): مجموع جریان‌های وارد و خارج شونده از یک گره (نقطه اتصال چند عنصر مداری) برابر با صفر است. یعنی “چیزی که می‌آید، باید برود” و جریان در یک نقطه نمی‌تواند انباشته شود.
این دو قانون اساس حفظ انرژی و بار الکتریکی در مدارها را بازتاب می‌دهند و ابزارهای ضروری برای تحلیل مدارهای الکتریکی محسوب می‌شوند.
مثال ویدعویی KCL:
خازن یک قطعه الکترونیکی پسیو (غیرفعال) است که انرژی الکتریکی را درون خود ذخیره میکند و سپس به آن را آزاد میکند.
این قطع از دو صفحه هادی تشکیل شده که توسط یک عایق نازک (دی‌الکتریک) از هم جدا شده‌اند و با اعمال ولتاژ به دو سر آن، بار الکتریکی روی صفحات جمع میشود.
خازن‌ها در مدارات الکترونیکی برای اهداف مختلفی مانند ثابت کردن ولتاژ، فیلتر کردن نویز، تاخیر زمانی، و ذخیره انرژی استفاده می‌شوند و نقش مهمی در مدارهای تقویت‌کننده، منابع تغذیه و مدارهای دیجیتال ایفا میکنند.
یک ویدعو شبیه سازی از خازن و آموزش الکترونیک از صفر ببینیم:
دیود یک قطعه الکترونیکی است که اجازه میدهد جریان الکتریکی فقط در یک جهت عبور کند و مانع از بازگشت آن به عقب شود. این قطع از یک اتصال p-n تشکیل شده است و در مدارات برای یکسو کردن جریان، حفاظت از ولتاژ معکوس و کاربردهای سوئیچینگ استفاده میشود.
دیودها انواع مختلفی دارند، مانند دیود زنر، دیود نوری (LED) و دیود لیزری و نقش مهمی در منابع تغذیه، مدارهای دیجیتال و سیستم‌های نوری دارند.
یک مثال ویدعویی از دیود:
یک مثال دیگر از آموزش الکترونیک از صفر پل دیود است. پل دیود یک مدار الکترونیکی است که از چهار دیود ساخته شده و جریان متناوب (AC) را به جریان مستقیم (DC) تبدیل میکند.
وقتی برق متناوب وارد پل دیود میشود، دیودها با هماهنگی خاصی عمل میکنند و جهت جریان را طوری تغییر می‌دهند که در خروجی فقط جریان یک جهته داشته باشیم.
پل دیود در هر دستگاه جریان مستقیم با ورودی برق شهر کاربرد دارد. مثل شارژرهای تلفن، منابع تغذیه و آداپتورها کاربرد دارد و نقش مهمی در تغذیه مدارات الکترونیکی ایفا میکند.
این قطعه میتواند به صورت جداگانه و با انواع ولتاژها ساخته شود و در مدارات مختلف به کار رود. کاربرد اصلی پل دیود، یکسو کردن جریان است، یعنی تبدیل برق شهری متناوب به برق مستقیمی که برای کار مدارات الکترونیکی لازم است.
مثال ویدعویی از پل دیود: