اگه کسی رو دوست دارین...

شکسپير : اگر کسي را دوست داري رهايش کن سوي تو برگشت از آن توست و اگر برنگشت از اول براي تو نبوده .

دانشجوي زيست شناسي : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ... او تکامل خواهد يافت.

دانشجوي آمار : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ... اگر دوستت داشته باشد، احتمال برگشتنش زياد است و اگر نه احتمال ايجاد يک رابطه مجدد غير ممکن است.

دانشجوي فيزيک : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ...اگر برگشت ، به خاطر قانون جاذبه است و اگر نه يا اصطکاک بيشتر از انرژي بوده و يا زاويه برخورد ميان دو شيء با زاويه صحيح هماهنگ نبوده است.

دانشجوي حسابداري : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ... اگر برگشت ، رسيد انبار صادر کن و اگر نه ، برايش اعلاميه بدهکار بفرست.

دانشجوي رياضي : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن...اگر برگشت،طبق قانون 2=1+1 عمل کرده و اگر نه در عدد صفر ضربش کن.

دانشجوي کامپيوتر : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ... اگر برگشت ، از دستور کپي - پيست استفاده کن و اگر نه بهتر است که ديليت اش کني.

دانشجوي خوشبين : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن... نگران نباش بر مي گردد.

دانشجوي عجول : اگر کسي را دوست داري ، به حال خود رهايش کن ... اگر در مدت زماني معين بر نگشت فراموشش کن.

 و اما ...

 دانشجوی مهندسی : ؟؟؟ 

در جدول پرطرفدارترین رشته‌ها و دانشگاهها درکنکور89 مکانیک،برق را جا گذاشت!

سازمان سنجش آموزش کشور آمار داوطلبان استان تهرانی دارای رتبه زیر هزار، پرطرفدارترین رشته های دانشگاهی و دانشگاهها در کنکور سراسری سال 89 در گروههای علوم ریاضی، علوم تجربی و علوم انسانی را اعلام کرد. ابراهیم خدایی در گفتگو با خبرنگار مهر، درباره رشته های مورد علاقه رتبه های زیر هزار و صد کنکور 89 گفت: در گروه ریاضی با یک تغییر در انتخاب رشته از سوی داوطلبان مواجه شدیم و بالاترین رتبه ها رشته مکانیک دانشگاههای صنعتی شریف، تهران و امیرکبیر را انتخاب کرده بودند در حالیکه پیش از این رشته برق انتخاب اول داوطلبان بود. وی افزود: در گروه علوم تجربی رشته پزشکی دانشگاههای علوم پزشکی تهران، شهیدبهشتی، ایران (سابق) و اصفهان و در گروه علوم انسانی نیز رشته حقوق دانشگاههای تهران، شهیدبهشتی و علامه طباطبایی مورد انتخاب این گروه بودند. معاون سازمان سنجش درباره آمار داوطلبان استان تهران دارای رتبه های زیر هزار به مهر گفت: در گروه آزمایشی علوم ریاضی کنکور سراسری 89، 46 درصد رتبه های زیر هزار از استان تهران، در گروه علوم تجربی 21 درصد از استان تهران و در گروه علوم انسانی 37 درصد از استان تهران بوده اند. ردیف گروه آزمایشی درصد استان تهرانیهای دارای رتبه زیر هزار پرطرفدارترین رشته پرطرفدارترین دانشگاه ((علوم ریاضی)) (46 درصد مکانیک) (1:دانشگاه صنعتی شریف 2:دانشگاه تهران 3:دانشگاه امیرکبیر) ((علوم تجربی)) (21 درصد پزشکی) 1(:دانشگاه علوم پزشکی تهران 2:دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی 3:دانشگاه علوم پزشکی ایران 4:دانشگاه علوم پزشکی اصفهان) ((علوم انسانی)) (37 درصد حقوق) 1:دانشگاه تهران 2:دانشگاه شهید بهشتی 3:دانشگاه علامه طباطبایی 

مراحل زندگی دانشجویی:

ترم اول (ترم جو گرفتگی):

الو سلام مامانی. منم هوشنگ.
وای مامانی نمی دونی چقدر اینجا خوبه. دانشگاه فضای خیلی نازیه. وای خدا خوابگاه رو بگو.
وقتی فکر می کنم امشب روی تختی می خوابم که قبل از من یه عالمه از نخبه ها و دانشمندای این مملکت توش خوابیدن - و جرقه اکتشافات علمی از همین مکان به سرشون زده – تنم مور مور میشه...
راستی اینجا تو خوابگاه یه بوی مخصوصی میاد که شبیه بوی خونه اصغر شیره ای همسایه بغلیمونه.
دانشجوهای سال های بالاتر میگن این بوی علم و دانشس!
لامسب اینقدر بوی علم و دانش توی فضا شدیده که آدم مدهوش میشه!!!
پریشب یکی از بچه ها به خاطر Over Dose از دانش رفت بخش مسمویت بیمارستان!

ترم دوم (ترم عاشق شدگی):

آه ای مریم. ای عشق من. همه زندگی من.
می خواهم درختی شوم و بر بالای سرت سایه بیفکنم تا بر شاخسار من نغمه سرایی کنی.
می خواهمت با تمام وجود عزیزم.
همه پول و سرمایه من متعلق به توست.
بدون تو این دنیا رو نمی خوام. کی میشه این درس من تموم شه تا بیام بات ازدواج کنم...
امروز یک ساعت پشت پنجره کلاستون بودم و داشتم رخ زیبایت را که همچون پروانه ای در کلاس می درخشیدی تماشا می کردم...

ترم سوم (ترم افسردگی):

الو مامان سلام.
مریم منو ول کرد و گذاشت رفت!
مامان جون افسرده شدم اولین عشقم بود دارم میمیرم از غصه.
ای خدا بیا منو بکش راحتم کن.
مامان من این زندگی رو نمی خوام.....

ترم چهارم (ترم زرنگ شدگی):

الو سلام مهشید جون خوبی عزیزم؟
منم پژمان! کجایی نفس؟ نیستی؟
دلم تنگ شده واست. گنجشک کوچولوی من. بیا ببینمت قربونت برم...
مهشید جون من پشت خطی دارم. مامانمه. بعداً بت زنگ میزنم.......
الو به به سلام چطوری ندا جون؟
آره بابا داشتم با مامانم صحبت می کردم...
پیرزن دلش تنگ شده واسم! جوجوی من حالت خوبه؟
به خدا منم دلم یه ذره شده واست.
باشه عزیزم فردا ساعت 11 پارک پشت دانشکده م....

ترم پنجم (ترم مشروطه گی):

الو سلام استاد!
قربون بچه ات! دارم مشروط میشم، 2 نمره بم بده.
به خدا دیشب بابابم سکته کرد، مرد.
مامانم هم از غصه افتاد پاش شکست الان تو آی سی یو بستریه.
منم ضربه روحی خوردم دچار فراموشی شدم اصلاً شما رو هم یادم نمیاد ....
قول میدم جبران کنم....

ترم ششم (ترم ولخرجیدگی) :

الو مامان من خونه می خوام!
راستی اون 50 تومنی که 3 روز پیش فرستادی تموم شد.
دوباره بفرست.خرج پروژه ام شد!!!

ترم هفتم (ترم پاتوقیده گی):

سلام داش مصی!
حاجی دمت گرم امشب بساز ما رو ....
از اون پنیر شیرازیای ردیف بیار که مهمون دارم.
3 صوت هم آیس بیار می خوایم فضا پیمایی کنیم... نوکرتم.... آقایی

ترم هشتم (ترم فارغ التحصیلگی):

الو سلام خانم.
واسه این آگهی که توی روزنامه دادید تماس گرفتم.
فرموده بودید آبدارچی با مدرک لیسانس و روابط عمومی بالا....

چارت مکاترونیک:

DOWNLOAD

ترانزیستور چگونه کار می کند ؟

 

 اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک
پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند
جریانی از مدار عبور نخواهد کرد.

اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.

موارد بسیاری هم وجود دارد که شما از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ استفاده می کنید. بدیهی است که این خصیصه مستقیما" از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان وردی و خروجی تقویت شده را روی یک مقاومت بیندازیم تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.

جریان ورودی ای که که یک ترانزیستور می تواند آنرا تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آنکه شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید. از این خاصیت ترانزیستور معمولا" برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.

 
از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد.

همانطور که در مطلب قبل (اولین ترانزیستورها) اشاره کردیم ترانزستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.

در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کرد (چرا؟).

این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. همانطور که می دانید یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد. به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی - مثلآ برای آشکار سازی - را نداشتند.

معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند. (ادامه دارد

تقویت کننده عملیاتی:

تقویت کننده های عملیاتی به اختصار آپ امپ نامیده می شو ند.و به صورت مدار مجتمع در دسترس می باشند.این تقویت کننده ها از پایداری بالایی برخوردارند.، و با اتصال ترکیب مناسبی از عناصر خارجی مثل مقاومت،خازن،دیود و غیره به آنها،می توان انواع عملیات خطی و غیر خطی را انجام داد.

از ویژگیهای اختصاصی تقویت کننده های عملیا تی ورودی تفاضلی و بهره بسیار زیاد است.

این المان الکترونیکی اختلاف میان ولتاژهای ورودی در پای های مثبت و منفی را در خروجی با تقویت بسیار با لایی آشکار می سازد.حتی اگر این اختلاف ولتاژ کوچک نیز باشد.،آنرا به سطح قابل قبولی از ولتاژ‌ در خروجی تبدیل می کند.به شکل مداری این المان در زیر توجه کنید.
این المان همواره دارای دو پایه مثبت و منفی در ورودی،این دو پایه ورودی مستلزم یک پایه در خروجی هستند.
پایه ورودی مثبت را در اصطلاح لاتین noninverting و پایه منفی را inverting می گویند.

نحوه عملکرد op_amp

این المان بسته به وضعیت پایه های ورودی و خروجی دارای شرایط و عملکرد متفاوتی خواهد شد که در زیر به توضیح راجب این وضعیت ها می پردازیم.


اگر inverting > noninverting باشد.خروجی به سمت منفی VSS اشباع می شود.منظور از منفی VSS مقدار منفی ولتاژ تغذیه آیسی است. مثلا اگر ولتاژ ورودی 5 ولت باشد و ورودی پایه منفی دارای ولتاژی بزرگتر از ورودی پایه مثبت باشد.خروجی به سمت منفی 5 ولت به اشباع می رود.


اگر inverting < noninverting باشد.خروجی به سمت مثبت VSS اشباع می شود.مثلا اگر تغذیه آیسی 5 ولت باشد.و ورودی پایه مثبت دارای ولتاژی بزرگتر از پایه منفی باشد.خروجی به سمت مثبت 5 ولت به اشباع می رود.به شکل توجه کنید این شکل گویای همه مطالب است.همانطور که مشاهده می کنید.،هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی مثبت باشد.خروجی به اشباع مثبت VSS می رود.و همچنین هر جا که اختلاف ولتاژ ورودی منف با شد خروجی به منفی VSS می رود.
منظور از اختلاف ولتاژ ،اختلاف بین ورودی مثبت از منفی است.

بدون قرار دادن فیدبک از خروجی به ورودی، ماکزیمم اشباع در خروجی با کمترین اختلاف ولتاژ‌ در پایه های مثبت و منفی ورودی بوجود می آید.در این حالت مدار شما بسیار نویز پذیر است.

در حالت ایده آل منظور حالت غیر عملی است.،در این حالت op-amp ها دارای مقاومت ورودی بی نهایت تقویت سیگنال ورودی در خروجی به صورت بی نهایت و مقاومت خروجی صفر هستند.

در حالت واقعی گین یا تقویت بین ولتاژ های مثبت و منفی ورودی محدود می شود.

بین پایه های ورودی و خروجی آپ امپ جریانی وجود ندارد.و این تنها ولتاژ ورودی است که خروجی را کنترل می کند.

استفاده از فیدبک در آپ امپ

با استفاده از فیدبک می توانید میزان تقویت ولتاژ های ورودی در خروجی را تعیین کنید.فیدبک می تواند.،از خروجی به هر یک از پایه های مثبت و منفی صورت گیرد.در آپ امپ اغلب فیدبک از خروجی به پایه منفی صورت می گیرد این نوع فیدبک را فیدبک منفی یا negative feedback می نامند.
با استفاده از فرمول زیر می توانید. میزان تقویت یا گین(gain) را در این نوع از فیدبک به راحتی محاسبه کنید.

در فرمول فوق Rf همان مقاومت فیدبک است.که در شکل زیر با نام R2 و از خروجی به پایه منفی ورودی زده شده است.منظور از Rin نیز مقاومت ورودی است.،که در شکل زیر با نام R1 می باشد.

بنابر فرمول فوق اگر Rf برابر صفر باشد دیگر تقو یتی وجود ندارد.،و GAIN برابر یک می شود.در این حالت ولتاژ خروجی برابر ولتاژ ‌ورودی است.در این وضعیت آپ امپ تنها به صورت یک بافر مجزا کننده یا ISOLATE کننده جریان ورودی از خروجی عمل می کند.شکل زیر نشان می دهد چگونه خروجی بدون استفاده از مقاومت به پایه منفی ورودی فیدبک زده شده است.

آپ امپ در حالت مقایسه گری یا Comparator

در این حالت کوچکترین اختلاف بین ولتاژ های ورودی تقویت شده و در خروجی نمایان می شود.
در این وضعیت خروجی زمانی high یا سوییچ می شود.که مقدار ولتاژ‌ در پایه inverting یا منفی به سطح ولتاژ‌ در پایه noninverting یا مثبت برسد.این ولتاژ در شکل زیر برابر vref است.
از این نوع مدار جهت مقایسه ولتاژ های ورودی به خصوص در سنسورها استفاده می شود.
در این مدار به جای مقاومت R2 می توانید از پتانسیومتر جهت تعیین ولتاژ‌ Vref و تنظیم آن به صورت دلخواه استفاده کنید.

تقویت کننده مستقیم (noninverting amplifier)

در این حالت ورودی منفی یا inverting توسط مقاومت R1 زمین می شو د.و فیدک نیز از خروجی توسط مقاومت R2 به ورودی منفی فیدبک داده می شود.در این حالت خروجی کاملا هم فاز با ورودی خواهد بود.

تغذیه Op-Amp :

 

در بعضی موارد Op-Amp ها نیاز به دو منبع تغذیه مثبت و منفی دارند.
اگر ما مایل باشیم که تنها از خروجی مثبت آپ امپ استفاده کنیم.در واقع منظور ولتاژ های مثبت در خروجی است.در این حالت می بایست منفی Vss را به زمین متصل کنیم.ولتاژ‌ مثبت را تنها به پایه تغذیه مثبت وصل کنیم.
در این حالت شما بایستی از دو باطری یا از یک منبع تغذیه دوتایی مثبت و منفی استفاده کنید.
در لینک زیر می توانید.یک مدار ساده تغذیه دوبل را تجربه کنید.
تغذیه دوبل 5 ولت

نکاتی راجب به Op-Amp

هیچگاه تغذیه مثبت و منفی آپ و امپ را به صورت معکوس وصل نکنید.،با این کار Op-Amp خواهد سوخت.
تغذیه ورودی های مثبت و منفی می بایست.از مقادیر ورودی در پایه های inverting و noninverting بیشتر باشد.سیگنال های ورودی و خروجی را توسط خازنهای 1.0ufتا 0.1uf زمین کنید تا از تاثیر نویز در مدار خود جلوگیری کنید.

در حالت ایده آل آپ امپ ها دارای مقاومت ورودی بالا و در نتیجه جریان ورودی در حد صفر و مقاومت خروجی صفر می باشند.همچنین در این حالت ولتاژ‌ در ورودی های مثبت و منفی با یکدیگر مساوی هستند.
 

دیود ها:

دیود چگونه کار می کند :

یکسو ساز نیم موج با استفاده از یک دیود.

 

دیود های یکسوساز عموما" در مدارهای جریان متناوب بکار برده می شوند تا با کمک آنها بتوان جریان متناوب (AC) را به مستقیم (DC) تبدیل کرد. این عملیات یکسوسازی یا Rectification نامیده می شود.
از مشهورترین این دیودها می توان به انواع دیودهای 1N400x و یا 1N540x اشاره کرد که دارای ولتاژ کاری بین 50 تا بیش از 1000 ولت هستند و می توانند جریان های بالا را یکسو کنند. این ولتاژ، ولتاژی است که دیود می تواند بدون شکسته شدن - سوختن - در جهت معکوس آنرا تحمل کند.
دیودهای یکسوساز معمولآ از سیلیکون ساخته می شوند و ولتاژ بایاس مستقیم آنها حدود 0.7 ولت می باشد.

 

یکسو سازی جریان متناوب با یک دیود

شما می توانید با قرار دادن فقط یک دیود در مسیر جریان متناوب مانع از گذر سیکل منفی جریان در جهت مورد نظر در مدار باشید به شکل اول دقت کنید که چگونه قرار دادن یک دیود در جهت موافق، فقط به نیم سیکل های مثبت اجاز خروج به سمت بار را می دهد. به این روش یکسوسازی نیم موج یا Half Wave گفته می شود.

بدیهی است برای بالابردن کیفیت موج خروجی و نزدیک کردن آن به یک ولتاژ مستقیم باید در خروجی از خازن هایی با ظرفیت بالا استفاده کرد. این خازن در نیم سیکل مثبت شارژ می شود و در نیم سیکل منفی در غیاب منبع تغذیه، وظیفه تغذیه بار را بعهده خواهد داشت.

 

یکسو ساز تمام موج با استفاده از پل دیود.

 

پل دیود یا Bridge Rectifiers

اما برای آنکه بتوانیم از نیمه منفی موج ورودی که در نیمی از سیکل جریان امکان عبور به خروجی را ندارد، استفاده کنیم باید از مداری بعتوان پل دیود استفاده کنیم. پل دیود همانطور که از شکل دوم مشخص است متشکل از چهار دیود به یکدیگر متصل می باشد. جریان متناوب به قسمتی که دو جفت آند و کاتد به یکدیگر متصل هستند وصل می شود و خروجی از یک جف آند و یک جفت کاتد به یکدیگر متصل شده گرفته می شود.

 
 

روش کار به اینصورت است که در سیکل مثبت مدار دیودهای 1 و 2 عمل کرده و خروجی را تامین میکنند و در سیکل منفی مدار دیودهای 3 و 4 عمل می کند و باز خروجی را در همان وضعیت تامین می کند.

- انواع دیود

استفاده از دیود سیگنار در مدار رله برای جلوگیری ازایجاد ولتاژ های ناخواسته زیاد

 

دیودهای سیگنال

این نوع از انواع دیودها برای پردازش سیگنالهای ضعیف - معمولا" رادیویی - و کم جریان تا حداکثر حدود 100mA کاربرد دارند. معروفترین و پر استفاده ترین آنها که ممکن است با آن آشنا باشید دیود 1N4148 است که از سیلیکون ساخته شده است و ولتاژ شکست مستقیم آن 0.7 ولت است.

اما برخی از دیود های سیگنال از ژرمانیم هم ساخته می شوند، مانند OA90 که ولتاژ شکست مستقیم پایینتری دارد، حدود 0.2 ولت. به همین دلیل از این نوع دیود بیشتر برای آشکار سازی امواج مدوله شده رادیویی استفاده می شود.

بصورت یک قانون کلی هنگامی که ولتاژ شکست مستقیم دیوید خیلی مهم نباشد، از دیودهای سیلیکون استفاده می شود. دلیل آن مقاومت بهتر آنها در مقابل حرارت محیط یا حرارت هنگام لحیم کاری و نیز مقاومت الکتریکی کمتر در ولتاژ مستقیم است. همچنین دیود های سیلیکونی سیگنال معمولا" در ولتاژ معکوس جریان نشتی بسیار کمتری نسبت به نوع ژرمانیم دارند.

از کاربرد دیگری که برای دیودهای سیگنال وجود دارد می توان به استفاده از آنها برای حفاظت مدار هنگامی که رله در یک مدار الکترونیکی قرار دارد نام برد. هنگامی که رله خاموش می شود تغییر جریان در سیم پیچ آن میتواند در دوسر آن ولتاژ بسیار زیادی القا کند که قرار دادن یک دیود در جهت مناسب میتواند این ولتاژ را خنثی کند. به شکل اول توجه کنید.

 

استفاده از دیود زنر برای تهیه ولتاژ ثابت

 

دیودهای زنر

همانطور که قبلا" اشاره کردیم از این دیودها برای تثبیت ولتاژ استفاده می شود. این نوع از دیود ها برای شکسته شدن با اطمینان در ولتاژ معکوس ساخته شده اند، بنابراین بدون ترس می توان آنها را در جهت معکوس بایاس کرد و از آنها برای تثبیت ولتاژ استفاده نمود. به هنگام استفاده از آنها معمولا" از یک مقاومت برای محدود کردن جریان بطور سری نیز استفاده می شود. به شکل نگاه کنید به این طریق شما یک ولتاژ رفرنس دقیق بدست آورده اید.

دیودهای زنر معمولا" با حروفی که در آنها Z وجود دارد نامگذاری می شوند مانند BZX یا BZY و ... و ولتاژ شکست آنها نیز معمولا" روی دیود نوشته می شود، مانند 4V7 که به معنی 4.7 ولت است. همچنین توان تحمل این دیود ها نیز معمولا" مشخص است و شما هنگام خرید باید آنرا به فروشنده بگویید، در بازار نوع 400mW و 1.3W آن بسیار رایج است.

 

دیود چگونه کار می کند ؟

منحنی رفتار یک دیود در هنگام اعمال ولتاژ مثبت

 اگر به یک پیوند PN ولتاژ با پلاریته موافق متصل کنیم جریان از این پیوند عبور کرده و اگر ولتاژ را معکوس کنیم در مقابل عبور جریان از خود مقاومت نشان می دهد. باید اشاره کنیم که قصد نداریم تا به تفضیل وارد بحث فیزیک الکترونیک شویم و فقط سعی خواهیم کرد با بیان نتایج حاصل از این شاخه علمی ابتدا عملکرد دیود و سپس ترانزیستور را بررسی کنیم.

همانطور که می دانید دیود ها جریان الکتریکی را در یک جهت از خود عبور می دهند و در جهت دیگر در مقابل عبور جریان از خود مقاومت بالایی نشان می دهند. این خاصیت آنها باعث شده بود تا در سالهای اولیه ساخت این وسیله الکترونیکی، به آن دریچه یا Valve هم اطلاق شود.

از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و - به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث میشود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می شود که چیزی حدود 0.6 تا 0.7 ولت می باشد. به شکل اول توجه کنید که چگونه برای ولتاژهای مثبت - منظور جهت درست می باشد - تا قبل از 0.7 ولت دیود از خود مقاومت نشان می دهد و سپس به یکباره مقاومت خود را از دست می دهد و جریان را از خود عبور می دهد.

 

نماد فنی و دو نمونه از انواع دیوید

اما هنگامی که شما ولتاژ معکوس به دیود متصل می کنید (+ به کاتد و - به آند) جریانی از دیود عبور نمی کند، مگر جریان بسیار کمی که به جریان نشتی یا Leakage معرف است که در حدود چند µA یا حتی کمتر می باشد. این مقدار جریان معمولآ در اغلب مدار های الکترونیکی قابل صرفنظر کردن بوده و تاثیر در رفتار سایر المانهای مدار نمیگذارد. اما نکته مهم آنکه تمام دیود ها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژمعکوس بیش از آن شود دیوید می سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می دهد. به این ولتاژ آستانه شکست یا Breakdown گفته می شود.  

در دسته بندی اصلی، دیودها را به سه قسمت اصلی تقسیم می کنند، دیودهای سیگنال (Signal) که برای آشکار سازی در رادیو بکار می روند و جریانی در حد میلی آمپر از خود عبور می دهند، دیودهای یکسوکننده (Rectifiers) که برای یکسوسازی جریانهای متناوب بکاربرده می شوند و توانایی عبور جریانهای زیاد را دارند و بالآخره دیود های زنر (Zener) که برای تثبیت ولتاژ از آنها استفاده می شود.

خازن ها:

انباره یا خازن‌ عبارتست از دو صفحهٔ موازی فلزی که در میان آن لایه‌ای از هوا یا عایق قرار دارد. خازن‌ها انرژی الکتریکی را نگهداری می‌کنند و به همراه مقاومت‌ها، در مدارات تایمینگ استفاده می‌شوند. همچنین از خازن‌ها برای صاف کردن سطح تغییرات ولتاژ مستقیم استفاده می‌شود. از خازن‌ها در مدارات به‌عنوان فیلتر هم استفاده می‌شود. زیرا خازن‌ها به راحتی سیگنالهای متناوب AC را عبور می‌دهند ولی مانع عبور سیگنالهای مستقیم DC می‌شوند .

ظرفیت :

ظرفیت معیاری برای اندازه گیری توانایی نگهداری انرژی الکتریکی است. ظرفیت زیاد بدین معنی است که خازن قادر به نگهداری انرژی الکتریکی بیشتری است. واحد اندازه گیری ظرفیت فاراد است. 1 فاراد واحد بزرگی است و مشخص کننده ظرفیت بالا می‌باشد. باید گفت که ظرفیت خازن‌ها یک کمیت فیزیکی هست و به ساختمان خازن وابسته است و به مدار و اختلاف پتانسیل بستگی ندارد

بنابراین استفاده از واحدهای کوچک‌تر نیز در خازنها مرسوم است. میکروفاراد µF، نانوفاراد nF و پیکوفاراد pF واحدهای کوچک‌تر فاراد هستند.

µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F

n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF

p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

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) ساختمان خازن هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین آنها عایقی قرار داده شود، تشکیل خازن می‌دهند. معمولاً صفحات هادی خازن از جنس آلومینیوم، روی و نقره با سطح نسبتاً 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. انواع خازن الف- خازنهای ثابت • سرامیکی • خازنهای ورقه‌ای • خازنهای میکا • خازنهای الکترولیتی o آلومینیومی o تانتالیوم

ب- خازنهای متغیر • واریابل • تریمر انواع خازن بر اساس شکل ظاهری آنها 1. مسطح 2. کروی 3. استوانه‌ای انواع خازن بر اساس دی الکتریک آنها 1. خازن کاغذی 2. خازن الکترونیکی 3. خازن سرامیکی 4. خازن متغییر

کاربرد خازنها در مدارات دیجیتال و انالوگ: در مدارات دیجیتال از خازنها به عنوان عنصر ذخیره کننده انرژی استفاده می‌کنند که در یک لحظه شارژ و در لحظه دیگر دشارژ می‌شود ولی در مدارات انالوگ از خازن جهت ایزوله کردن(جداساختن)دو منبع متناوب و مستقیم استفاده می‌شود خازن در برابر ولتاژ متناوب مثل اتصال کوتاه عمل می‌کند و اجازه ورود یا خروج می‌دهد ولی در مقابل ولتاژ مستقیم همانند سد عمل می‌کند و اجازه ورود و یا خارج شدن ولتاژ مستقیم از مدار را به قسمت تحت ایزوله خود نمی‌دهد.

خازن کروی

خازن مسطح (خازن تخت) دو صفحه فلزی موازی که بین آنها عایقی به نام دی الکتریک قرار دارد، مانند (هوا، شیشه). با اتصال صفحات خازن به یک مولد می‌توان خازن را باردار کرد. اختلاف پتانسیل بین دو سر صفحات خازن برابر اختلاف پتانسیل دو سر مولد خواهد بود. ظرفیت خازن (C) نسبت مقدار باری که روی صفحات انباشته می‌شود بر اختلاف پتانسیل دو سر باتری را ظرفیت خازن گویند؛ که مقداری ثابت است.

C = kε0 A/d

C = ظرفیت خازن بر حسب فاراد

Q = بار ذخیره شده برحسب کولن

V = اختلاف پتانسیل دو سر مولد برحسب ولت

ε0 = قابلیت گذر دهی خلا است که برابر است با: 8.85 × 12-10 _ C2/N.m2

k (بدون یکا) = ثابت دی الکتریک است که برای هر ماده‌ای فرق دارد. تقریباً برای هوا و خلأ 1=K است و برای محیطهای دیگر مانند شیشه و روغن 1

ماده گذردهی عایق ماده گذردهی عایق هوا 1.0006 میکا 6-8 کهربا 2.8 پارافین 2.3 سفال (برای مهندسی رادیو)تا 80 کوارتز 4.5 کائوچو 3 آب خالص 81 شیشه 4-7

A = سطح خازن بر حسب m2

d =فاصله بین دو صفه خازن بر حسب m

چند نکته • آزمایش نشان می‌دهد که ظرفیت یک خازن به اندازه بار (q) و به اختلاف پتانسیل دو سر خازن (V) بستگی ندارد بلکه به نسبت q/v بستگی دارد. • بار الکتریکی ذخیره شده در خازن با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم دارد. یعنی: q a v • ظرفیت خازن با فاصله بین دو صفحه نسبت عکس دارد. یعنی: C a 1/d • ظرفیت خازن با مساحت هر یک از صفحات و جنس دی الکتریک (K )نسبت مستقیم دارد. یعنی: C a A و C a K شارژ یا پر کردن یک خازن وقتی که یک خازن بی بار را به دو سر یک باتری وصل کنیم؛ الکترونها در مدار جاری می‌شوند. بدین ترتیب یکی از صفحات بار (+) و صفحه دیگر بار (-) پیدا می‌کند. آن صفحه‌ای که به قطب مثبت باتری وصل شده؛ بار مثبت و صفحه دیگر بار منفی پیدا می‌کند. خازن پس از ذخیره کردن مقدار معینی از بار الکتریکی پر می‌شود. یعنی با توجه به اینکه کلید همچنان بسته است؛ ولی جریانی از مدار عبور نمی‌کند و در واقع جریان به صفر می‌رسد. یعنی به محض اینکه یک خازن خالی بدون بار را در یک مدار به مولد متصل کردیم؛ پس از مدتی کوتاه عقربه گالوانومتر دوباره روی صفر بر می‌گردد. یعنی دیگر جریانی از مدار عبور نمی‌کند. در این حالت می‌گوییم خازن پرشده است. دشارژ یا تخلیه یک 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 کاملاً پر شود دیگر جریانی برقرار نمی‌شود و اگر خازن کاملاً تخلیه شود باز هم جریانی برقرار نمی‌شود.

تأثیر ماده دی‌الکتریک در فضای بین دو صفحه موازی یک خازن وقتی که خازنی را به مولدی وصل می‌کنیم؛ یک میدان یکنواخت در داخل خازن بوجود می‌آید. این میدان الکتریکی بر توزیع بارهای الکتریکی اتمی عایقی که در درون صفحات قرار دارد اثر می‌گذارد و باعث می‌شود که دو قطبیهای موجود در عایق طوری شکل گیری کنند؛ که در یک سمت عایق بارهای مثبت و در سمت دیگر آن بارهای منفی تجمّع کنند. توزیع بارهایی که در لبه‌های عایق قرار دارند؛ بر بارهای روی صفحات خازن اثر می‌گذارد. یعنی بارهای منفی روی لبه‌های عایق؛ بارهای مثبت بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند؛ و همینطور بارهای مثبت روی لبه‌های عایق بارهای منفی بیشتری را روی صفحات خازن جمع می‌کند. بنابراین با افزایش ثابت دی الکتریک (K) می‌توان بارهای بیشتری را روی خازن جمع کرد و باعث افزایش ظرفیت یک خازن شد. با گذاشتن دی الکتریک در بین صفحات یک خازن ظرفیت آن افزایش می‌یابد. میدان الکتریکی درون خازن تخت در فضای بین صفحات خازن بار دار میدان الکتریکی یکنواختی برقرار می‌شود که جهت آن همواره از صفحه مثبت خازن به سمت صفحه منفی خازن است. اندازه میدان همواره یک عدد ثابت می‌باشد.

E=V/d

E: میدان الکتریکی

V: اختلاف پتانسیل دو سر خازن

d: فاصله بین دو صفحه خازن

میدان الکتریکی با اختلاف پتانسیل دو سر خازن نسبت مستقیم و با فاصله بین صفحات خازن نسبت عکس دارد. به هم بستن خازنها خازنها در مدار به دو صورت بسته می‌شوند: 1. موازی 2. متوالی (سری) بستن خازنها به روش موازی در بستن به روش موازی بین خازنها دو نقطه اشتراک وجود دارد. در این نوع روش:

• اختلاف پتانسیل برای همة خازنها یکی است. • بار ذخیره شده در کل مدار برابر است با مجموع بارهای ذخیره شده در هریک از خازنها. ظرفیت معادل در حالت موازی مولد V = V1 = V2 = V3

بار کل Q = Q1 + Q2 + Q3

CV = C1V1 + C2V2 + C3V3

ظرفیت کل : C = C1 + C2 + C3

اندیسها مربوط به خازنهای 1 ؛ 2 و 3 می‌باشد. هرگاه چند خازن باهم موازی باشند، ظرفیت خازن معادل برابر است با مجموع ظرفیت خازنها.

بستن خازنها بصورت متوالی در بستن به روش متوالی بین خازنها یک نقطه اشتراک وجود دارد و تنها دو صفحه دو طرف مجموعه به مولد بسته شده؛ از مولد بار دریافت می‌کند. صفحات مقابل نیز از طریق القاء بار الکتریکی دریافت می‌کنند. بنابراین اندازه بار الکتریکی روی همه خازنها در این حالت باهم برابر است. در بستن خازنها به طریق متوالی:

• بارهای روی صفحات هر خازن یکی است. • اختلاف پتانسیل دو سر مدار برابر است با مجموع اختلاف پتانسیل دو سر هر یک از خازنها. ظرفیت معادل در حالت متوالی:

بار کل Q = Q1 = Q2 = Q3

اختلاف پتانسیل کل V = V1 + V2 + V3

q/C = q1/C1 + q2/C2 + q3/C3

C-1 = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

ظرفیت کل در حالت متوالی، وارون ظرفیت معادل، برابر است با مجموع وارون هریک از خازنها.

انرژی ذخیره شده در خازن پر شدن یک خازن باعث بوجود آمدن بار ذخیره در روی آن می‌شود و این هم باعث می‌شود که انرژی روی صفحات ذخیره گردد. کل کاری که در فرآیند پر شدن خازن انجام می‌شود از طریق محاسبه بدست می‌آید. کاربرد خازن با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می‌شود؛ برای ایجاد میدانهای الکتریکی یکنواخت می‌توان از خازن استفاده کرد. خازنها می‌توانند میدانهای الکتریکی را در حجمهای کوچک نگه دارند؛ به علاوه می‌توان از آنها برای ذخیره کردن انرژی استفاده کرد. خازن در اشکال مختلف ساخته می‌شود.

خازن وسیله‌ای الکتریکی است که در مدارهای الکتریکی اثر خازنی ایجاد می‌کند. اثر خازنی خاصیتی است که سب می‌شود مقداری انرژی الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیک ذخیره شود و بعد از مدتی آزاد گردد. به تعبیر دیگر، خازنها المانهایی هستند که می‌توانند مقداری الکتریسیته را به صورت یک میدان الکترواستاتیک در خود ذخیره کنند. همانگونه که یک مخزن آب برای ذخیره کردن مقداری آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. خازنها به اشکال گوناگون ساخته می‌شوند و متداولترین آنها خازنهای مسطح هستند.

این نوع خازنها از دو صفحه هادی که بین آنها عایق یا دی الکتریک قرار دارد. صفحات هادی نسبتا بزرگ هستند و در فاصله‌ای بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند. دی الکتریک انواع مختلفی دارد و با ضریب مخصوصی که نسبت به هوا سنجیده می‌شود، معرفی می‌گردد. این ضریب را ضریب دی الکتریک می‌نامند. خازنها به دو دسته کلی ثابت و متغیر تقسیم بندی می‌شوند. خازنها انواع مختلفی دارند و از لحاظ شکل و اندازه با یک دیگر متفاوت‌اند. بعضی از خازنها از روغن پر شده و بسیار حجیم‌اند. برخی دیگر بسیار کوچک و به اندازه یک دانه عدس می‌باشند. خازنها بر حسب ثابت یا متغیر بودن ظرفیت به دو گروه تقسیم می‌شوند: خازنهای ثابت و خازنهای متغیر.

خازنهای ثابت

این خازنها دارای ظرفیت معینی هستند که در وضعیت معمولی تغییر پیدا نمی‌کنند. خازنهای ثابت را بر اساس نوع ماده دی الکتریک به کار رفته در آنها تقسیم بندی و نام گذاری می‌کنند و از آنها در مصارف مختلف استفاده می‌شود. از جمله این خازنها می‌توان انواع سرامیکی، میکا، ورقه‌ای ( کاغذی و پلاستیکی )، الکترولیتی، روغنی، گازی و نوع خاص فیلم (Film) را نام برد. اگر ماده دی الکتریک طی یک فعالیت شیمیایی تشکیل شده باشد آن را خازن الکترولیتی و در غیر این صورت آن را خازن خشک گویند. خازنهای روغنی و گازی در صنعت برق بیشتر در مدارهای الکتریکی برای راه اندازی و یا اصلاح ضریب قدرت به کار می‌روند. بقیه خازنهای ثابت دارای ویژگیهای خاصی هستند.

خازنهای متغیر

به طور کلی با تغییر سه عامل می‌توان ظرفیت خازن را تغیییر داد: "فاصله صفحات" ، "سطح صفحات" و "نوع دی الکتریک". اساس کار خازن متغیر بر مبنای تغییر سطح مشترک صفحات خازن یا تغییر ضخامت دی الکتریک است، ظرفیت یک خازن نسبت مستقیم با سطح مشترک دو صفحه خازن دارد. خازنهای متغیر عموما ازنوع عایق هوا یا پلاستیک هستند. نوعی که به وسیله دسته متحرک (محور) عمل تغییر ظرفیت انجام می‌شود "واریابل" نامند و در نوع دیگر این عمل به وسیله پیچ گوشتی صورت می‌گیرد که به آن "تریمر" گویند. محدوده ظرفیت خازنهای واریابل 10 تا 400 پیکو فاراد و در خازنهای تریمر از 5 تا 30 پیکو فاراد است. از این خازنها در گیرنده‌های رادیویی برای تنظیم فرکانس ایستگاه رادیویی استفاده می‌شود.

خازنهای سرامیکی

خازن سرامیکی (Ceramic capacitor) معمولترین خازن غیر الکترولیتی است که در آن دی الکتریک بکار رفته از جنس سرامیک است. ثابت دی الکتریک سرامیک بالا است، از این رو امکان ساخت خازنهای با ظرفیت زیاد در اندازه کوچک را در مقایسه با سایر خازنها بوجود آورده، در نتیجه ولتاژ کار آنها بالا خواهد بود. ظرفیت خازنهای سرامیکی معمولاً بین 5 پیکو فاراد تا 1/0 میکرو فاراد است. این نوع خازن به صورت دیسکی (عدسی) و استوانه‌ای تولید می‌شود و فرکانس کار خازنهای سرامیکی بالای 100 مگاهرتز است. عیب بزرگ این خازنها وابسته بودن ظرفیت آنها به دمای محیط است، زیرا با تغییر دما ظرفیت خازن تغییر می‌کند. از این خازن در مدارهای الکترونیکی، مانند مدارهای مخابراتی و رادیویی استفاده می‌شود.

خازنهای ورقه‌ای

در خازنهای ورقه‌ای از کاغذ و مواد پلاستیکی به سبب انعطاف پذیری آنها، برای دی الکتریک استفاده می‌شود. این گروه از خازنها خود به دو صورت ساخته می‌شوند:

خازنهای کاغذی

دی الکتریک این نوع خازن از یک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکیل شده که یک دی الکتریک مناسب درون آن تزریق می‌گردد تا مانع از جذب رطوبت گردد. برای جلوگیری از تبخیر دی الکتریک درون کاغذ، خازن را درون یک قاب محکم و نفوذ ناپذیر قرار می‌دهند. خازنهای کاغذی به علت کوچک بودن ضریب دی الکتریک عایق آنها دارای ابعاد فیزیکی بزرگ هستند، اما از مزایای این خازنها آن است که در ولتاژها و جریانهای زیاد می‌توان از آنها استفاده کرد.

خازنهای پلاستیکی

در این نوع خازن از ورقه‌های نازک پلاستیک برای دی الکتریک استفاده می‌شود. ورقه‌های پلاستیکی همراه با ورقه‌های نازک فلزی (آلومینیومی) به صورت لوله، در درون قاب پلاستیکی بسته بندی می‌شوند. امروزه این نوع خازنها به دلیل داشتن مشخصات خوب در مدارات زیاد به کار می‌روند. این خازنها نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی ندارند، به همین سبب از آنها در مداراتی استفاده می‌کنند که احتیاج به خازنی با ظرفیت ثابت در مقابل حرارت باشد. یکی از انواع دی الکتریکهایی که در این خازنها به کار می‌رود پلی استایرن (Polystyrene) است، از این رو به این خازنها "پلی استر" گفته می‌شود که از جمله رایج‌ترین خازنهای پلاستیکی است. ماکزیمم فرکانس کار خازنهای پلاستیکی حدود یک مگا هرتز است.

خازنهای میکا

در این نوع خازن از ورقه‌های نازک میکا در بین صفحات خازن (ورقه‌های فلزی – آلومینیوم) استفاده می‌شود و در پایان، مجموعه در یک محفظه قرار داده می‌شوند تا از اثر رطوبت جلوگیری شود. ظرفیت خازنهای میکا تقریبا بین 01/0 تا 1 میکرو فاراد است. از ویژگیهای اصلی و مهم این خازنها می‌توان داشتن ولتاژ کار بالا، عمر طولانی و کاربرد در مدارات فرکانس بالا را نام برد.

خازنهای الکترولیتی

این نوع خازنها معمولاً در رنج میکرو فاراد هستند. خازنهای الکترولیتی همان خازنهای ثابت هستند، اما اندازه و ظرفیتشان از خازنهای ثابت بزرگتر است. نام دیگر این خازنها، شیمیایی است. علت نامیدن آنها به این نام این است که دی الکتریک این خازنها را به نوعی مواد شیمیایی آغشته می‌کنند که در عمل، حالت یک کاتالیزور را دارا می‌باشند و باعث بالا رفتن ظرفیت خازن می‌شوند. برخلاف خازنهای عدسی، این خازنها دارای قطب یا پایه مثبت و منفی می‌باشند. روی بدنه خازن کنار پایه منفی، علامت – نوشته شده است. مقدار واقعی ظرفیت و ولتاژ قابل تحمل آنها نیز روی بدنه درج شده است .خازنهای الکترولیتی در دو نوع آلومینیومی و تانتالیومی ساخته می‌شوند.

خازن آلومینیومی

این خازن همانند خازنهای ورقه‌ای از دو ورقه آلومینیومی تشکیل شده است. یکی از این ورقه‌ها که لایه اکسید روی آن ایجاد می‌شود "آند" نامیده می‌شود و ورقه آلومینیومی دیگر نقش کاتد را دارد. ساختمان داخلی آن بدین صورت است که دو ورقه آلومینیومی به همراه دو لایه کاغذ متخلخل که در بین آنها قرار دارند هم زمان پیچیده شده و سیمهای اتصال نیز به انتهای ورقه‌های آلومینیومی متصل می‌شوند. پس از پیچیدن ورقه‌ها آن را درون یک الکترولیت مناسب که شکل گیری لایه اکسید را سرعت می‌بخشد غوطه‌ور می‌سازند تا دو لایه کاغذ متخلخل از الکترولیت پر شوند. سپس کل مجموعه را درون یک قاب فلزی قرار داده و با یک پولک پلاستیکی که سیمهای خازن از آن می‌گذرد محکم بسته می‌شود.

خازن تانتالیوم

در این نوع خازن به جای آلومینیوم از فلز تانتالیوم استفاده می‌شود زیاد بودن ثابت دی الکتریک اکسید تانتالیوم نسبت به اکسید آلومینیوم (حدودا 3 برابر) سبب می‌شود خازنهای تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی درحجم مساوی دارای ظرفیت بیشتری باشند. محاسن خازن تانتالیومی نسبت به نوع آلومینیومی بدین قرار است:

ابعاد کوچکتر جریان نشتی کمتر عمر کارکرد طولانی از جمله معایب این نوع خازن در مقایسه با خازنهای آلومینیومی عبارتند از:

خازنهای تانتالیوم گرانتر هستند. نسبت به افزایش ولتاژ اعمال شده در مقابل ولتاژ مجاز آن، همچنین معکوس شدن پلاریته حساس ترند. قابلیت تحمل جریانهای شارژ و دشارژ زیاد را ندارند. خازنهای تانتالیوم دارای محدودیت ظرفیت هستند (حد اکثر تا 330 میکرو فاراد ساخته می‌شوند).

کد رنگی خازن‌ها :

در خازن‌های پلیستر برای سالهای زیادی از کدهای رنگی بر روی بدنه آنها استفاده می‌شد. در این کدها سه رنگ اول ظرفیت را نشان می‌دهند و رنگ چهارم تولرانس(درصد خطا) را نشان می‌دهد . برای مثال قهوه‌ای - مشکی - نارنجی به معنی 10000 پیکوفاراد یا 10 نانوفاراد است. خازن‌های پلیستر امروزه به وفور در مدارات الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این خازنها در برابر حرارت زیاد معیوب می‌شوند و بنابراین هنگام لحیمکاری باید به این نکته توجه داشت.

ترتیب رنگی خازن‌ها به ترتیب از ۰ تا ۹ به صورت زیر است:

سیاه، قهوه ای، قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، خاکستری، سفید

خازن‌ها با هر ظرفیتی وجود ندارند. بطور مثال خازن‌های 22 میکروفاراد یا 47 میکروفاراد وجود دارند ولی خازن‌های 25 میکروفاراد یا 117 میکروفاراد وجود ندارند. دلیل اینکار چنین است :

فرض کنیم بخواهیم خازن‌ها را با اختلاف ظرفیت ده تا ده تا بسازیم. مثلاً 10 و 20 و 30 و. .. به همین ترتیب. در ابتدا خوب به‌نظر می‌رسد ولی وقتی که به ظرفیت مثلاً 1000 برسیم چه رخ می‌دهد ؟

مثلاً 1000 و 1010 و 1020 و. .. که در اینصورت اختلاف بین خازن 1000 میکروفاراد با 1010 میکروفاراد بسیار کم است و فرقی با هم ندارند پس این مساله معقول به‌نظر نمی‌رسد. برای ساختن یک رنج محسوس از ارزش خازن‌ها، می‌توان برای اندازه ظرفیت از مضارب استاندارد 10 استفاده نمود. مثلاً 7/4 - 47 - 470 و. .. و یا 2/2 - 220 - 2200 و.. .

خازن‌های متغیر:

در مدارات تیونینگ رادیویی از این خازن‌ها استفاده می‌شود و به همین دلیل به این خازنها گاهی خازن تیونینگ هم اطلاق می‌شود. ظرفیت این خازن‌ها خیلی کم و در حدود 100 تا 500 پیکوفاراد است و بدلیل ظرفیت پایین در مدارات تایمینگ مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

در مدارات تایمینگ از خازن‌های ثابت استفاده می‌شود و اگر نیاز باشد دوره تناوب را تغییر دهیم، این عمل بکمک مقاومت انجام می‌شود .

خازن‌های تریمر :

خازن‌های تریمر خازن‌های متغییر کوچک و با ظرفیت بسیار پایین هستند. ظرفیت این خازن‌ها از حدود 1 تا 100 پیکوفاراد است و بیشتر در تیونرهای مدارات با فرکانس بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند . این خازن‌ها معمولاً دارای 3 پایه هستند که نوع 2 پایه عملاً فرقی در مونتاژ ندارد.

آشنايي با قطعات و مصرف کننده ها در آزمايشگاه فيزيک پايه II :

1ـ مقاومت:

1ـ1ـ مقاومت اهمي: به مقاومتي گفته مي شود که نسبت ولتاژ اعمال شده، به جريان گرفته شده از آن يک مقدار ثابت باقي بماند يعني:

R=V/I=ثابت

به بياني نمودار تغييرات ولتاژ به جريان اين مقاومت خطي باشد. آنگاه به اين گونه مقاومت ها، مقاومت هاي اهمي مي گويند.

شکل الف: منحني تغييرات (V-I) قطعات اهمي است.

شکل ب: منعني تغييرات (V-I) يک ديود نيمه رسانا است که نمونه يک قطعه غير اهمي مي باشد.

شکل الف

شکل ب

   

                                                                  

1ـ2ـ موارد استفاده از مقاومت اهمي در مدارهاي الکتريکي و الکترونيکي

الف: محدود کردن جريان (کنترل جريان) و تقسيم ولتاژ در نقاط مختلف مدار.

ب: ايجاد حرارت

ج: تطبيق و همسنگ نمودن مقاومت ورودي و خروجي در مدارهاي الکترونيکي

د: تطابق ولتاژ بين دو طبقه در تقويت کننده ها

و: تعين پهناي باند و فرکانس قطع در تقويت کننده ها، فيلترها و موارد مشابه

1ـ3ـ انواع مقاومت هاي اهمي

1ـ3ـ1ـ مقاومت هاي ثابت

1ـ3ـ2ـ مقاومت هاي متغير

1ـ3ـ3ـ مقاومت هاي تابع عوامل فيزيکي (دما، نور و ...)

 

1ـ3ـ1 مقاومت هاي ثابت

مقاومت هايي هستند که مقدار آن ها ثابت بوده و تابع عواملي چون گرما، فرکانس، ميدان مغناطيسي، نور، رطوبت و ... نباشند و آن ها را با نماد   يا   مشخص مي کنند.

مشخصه هاي يک مقاومت ثابت عبارتند از:

الف: مقدار اهم مقاومت: از مهمترين مشخصه مقاومت بوده که يا عدد اهم، بر روي آن نوشته شده و يا به صورت نوارهاي رنگي مقدار گذاري شده اند. (که طريقه خواندن اين مقاومت هاي رنگي را در 1ـ4 خواهيم گفت)

ب: خطا يا تلورانس : از آنجا که وسيله اي با دقت صفر و بدون خطا وجود ندارد، در حين فرايند توليد مقاومت، به طور ناخواسته به مقاومت مورد نظر مقداري اضافه يا کم خواهد شد که البته اين مقدار با نظارت بيشتر و با استفاده از دستگاه هاي دقيقتر کمتر مي شود. لذا شرکت سازنده، موظف است اين بازده تغييرات را به مصرف کننده هاي مقاومت معرفي کند که به تلورانس مقاومت معروف است. مثلا مقاومت هاي 100 اهمي با تلورانس 10% ممکن است بين 90 و 110 اهم باشند.

ج: تحمل حرارتي: به بيشترين دمايي که مقاومت هاي غير سيمي در حين کار مي توانند تحمل کند قبل از آنکه تغيير ماهيت بدهند، تحمل حرارتي گويند و در حدود 100 تا 150 درجه سانتيگراد است.

د: بيشترين توان مصرفي: به بيشترين تواني که مقاومت مي تواند در مقابل عبور جريان و تحمل ولتاژ از خود نشان دهد، قبل از آنکه بسوزد، ماکزيمم توان مقاومت گويند و از رابطه P=IV يا P=RI² محاسبه مي شود. هر مقاوتي يک مقدار مشخصي از توان مصرفي را تحمل مي کند. رايج ترين توان هاي يک مقاومت ساخته شده به صورت 16/1 و 8/1 و 4/1 و 2/1 و 1 و 2 و 3 و  5 وات هستند که معمولا از روي ابعاد فيزيکي آن قابل تشخيص مي باشند.

هـ: بيشينه افت ولتاژ DC: در مقاومت هاي با اهم بالا، بيشترين افت ولتاژ DC مجاز از مهمترين عوامل مربوط به مقاومت محسوب مي شود. بطور مثال اگر بخواهيم افت ولتاژ DC مجاز يک مقاومت 1 مگا اهمي و 1 وات را بدست آوريم از رابطه ي  P=V²/R  معلوم مي شود که اين توان با ولتاژ 1000 ولت محقق مي شود که در عمل چنين ولتاژي را نمي توان به مقاومت اعمال کرد. چون ممکن است با ميدان الکتريکي ايجاد شده دو سر مقاومت جرقه بزند که براي رفع اين مشکل بايد اندازه چنين مقاومتي را بزرگ درست کنند تا تحمل چنين اختلاف پتانسيلي را داشته باشد.

 

و: ضريب حرارتي محيطي: به تأثير گرماي محيط بر مقدار اهم مقاومت ضريب حرارتي محيطي مي گويند. هر قدر اين ضريب کمتر باشد بيانگر آن است که دماي محيط کمتر روي مقاومت تأثير مي گذارد. ضريب حرارتي مي تواند مثبت يا منفي باشد. به طور مثال اين تغيير اهم مي تواند در هنگام لحيم کاري صورت بگيرد که از اهميت بالايي برخوردار است.

ز: بيشينه بسامد کار: به بيشترين فرکانسي که مقاومت مي تواند در هنگام کار با منبع تغذيه متناوب تحمل کند، قبل از آنکه ساختار مقاومتي آن فرو بريزد و خواص غير از مقاومت به خود بگيرد، بيشينه بسامد کار مقاومت گويند.

مقدار مقاومت:

مهمترين مشخصه يک مقاومت، تعيين مقدار اهم آن است که يا عدد اهم مقاومت را روي مقاومت نوشته اند، مانند مقاومت سيمي و آجري که دو نمونه از آن ها در شکل زير آورده شده است.

و يا به صورت نوارهاي رنگي مشخص شده اند که مي توان از طريق زير آن را مشخص نمود.

• در صورتي که مقاومت، چهار نوار رنگي داشته باشد

چنانچه به هر رنگ يک عدد نسبت دهيم، مقاومت رنگي از رابطه زير محاسبه مي شود.

رابطه مقاومت هاي چهار رنگ R = AB x 10^C ± D%

که در اين رابطه D تلورانس است.

رنگ	اعداد صحيح		ضريب نوار سوم	تلورانس نوار چهارم
	نوار اول	نوار دوم
سياه	-	0	0	-
قهوه اي	1	1	1	1%
قرمز	2	2	2	2%
نارنجي	3	3	3	-
زرد	4	4	4	-
سبز	5	5	5	-
آبي	6	6	6	-
بنفش	7	7	-	-
خاکستري	8	8	-	-
سفيد	9	9	-	-
طلايي	-	-	x 0.1	5%
نقره اي	-	-	x 0.01	10%
بي رنگ	-	-	-	20%

جدول(1):استاندارد کد نوارهاي رنگي مقاومت

 

نکته:مقاومت هاي 5 رنگ با اندک تفاوتي از رابطه زير پيروي مي کنند:

R=ABC*10^D

يعني فقط به جاي دو رنگ اول، سه رنگ اول کنار يکديگر مي نشينند و رنگ چهارم توان و رنگ آخر همان تلورانس محسوب مي شود.

مقاومت هاي با تلورانس 20% را سري E-6 و مقاومت هاي با تلورانس 10% را سري E-12 و مقاومت هاي با تلورانس 5% را سري E-24 و مقاومت هاي با تلورانس 2% را سري E-48 و تلورانس 1% را با سري E-96 و 5/0% را با E-192 معرفي مي کنند.

سري E24	1.0	1.1	1.2	1.3	1.5	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.7	3.0	3.3	3.6	3.9	4.3	4.7	5.1	5.6	6.2	6.8	7.5	8.2	9.1
سري E12	0.1		1.2		1.5		1.8		2.2		2.7		3.3		3.9		4.7		5.6		6.8		8.2
سري E6	1.0				1.5				2.2				3.3				4.7				6.8

با داشتن جدول بالا مي توان مقاومت هاي استاندارد را به دست آورد. براي مثال عدد 4.7 در هر سه سري مي توان پي برد که مقاومت هاي

 0.47Ω , 4.7Ω , 470Ω, 4.7Ω, 47Ω, 470Ω, 4.7Ω

 در هر سه سري موجود هستند.

استانداردهاي ديگري نيز براي بيان مقدار مقاومت به کار مي رود.اين روش بيشتر براي مقاومت هاي بالاي يک وات به کار مي رود. در اين روش R بيانگر اهم و K بيانگر کيلو و M بيانگر مگا اهم است. و براي تلورانس  20% حرف M و تلورانس 10% حرف K و تلورانس 5% حرف J معرفي شده است.

مثال:

10RJ=10Ω±%5
3K3K=3.3KΩ±%10
6M8J=6.8MΩ±%5
22KK=22KΩ±%10
470RM=470Ω±%20

 

توان قابل تحمل با توجه به ابعاد مقاومت:

شکل زير چند نمونه مقاومت کربني با نوار هاي رنگي با توان هاي مختلف و ابعاد آنها آورده شده است.

 

طول    Lmm	قطر     Dmm	قدرت(وات)
2	8	17
1	5.5	14
0.5	3.5	9.5
0.25	2.25	6.25
0.125	1.5	4

   جدول سايز بندي و وات مقاومت ها

1-3-2 مقاومت هاي متغير

        الف:مقاومت هاي متغيري که تابع عوامل محيطي و فيزيکي نيستند.

        ب:مقاومت هاي متغيري که تابع عواملي چون حرارت، نور، ... هستند.

الف:اين نوع مقاومت ها را مي توان با تغيير مکان يا تغيير زاويه ي محور متحرک آن تنظيم کرد.شکل زير چند نمونه از مقاومت هاي متغير را نشان مي دهد.

شکل زير علامت اختصاري مقاومت متغير را نشان مي دهد.

همانطور که مشخص شده است، مقاومت متغير مي تواند داراي سه ترمينال باشد که دو تاي آنها نسبت به هم ثابت است و تابع گردش محور نيست.مقدار اين مقاومت بر روي بدنه مقاومت متغير، نوشته مي شود.

ترمينال متغير، به اتصال لغزنده متصل است و اين اتصال لغزنده مي تواند به وسيله ي گردش محور روي لايه ي کربن حرکت کند و مقدار مقاومت اين ترمينال را نسبت به ترمينال هاي ثابت تغير دهد. اين نوع مقاومت هاي متغير کربني که در بازار به پتانسيومتر يا ولوم معروف هستند، بر دو گونه يافت مي شوند.

1. اگر تغيير مقاومت بين ترمينال هاي 1و2 يا 2و3 نسبت به حرکت محور متحرک خطي باشد، مقاومت متغير خطي گويند.

1. اگر تغييرات نسبت به يکديگر غيرخطي باشند (مثلا لگاريتمي)، مقاومت متغير را لگاريتمي گويند.

رئوستا

گونه ي ديگري از مقاومت هاي متغير که از خانواده ي پتانسيومترهاي خطي هستند و همچنين داراي سه ترمينال مي باشند رئوستاها هستند.جنس رئوستاها برخلاف پتانسيومترها از سيم بوده و بدين خاطر از توان بالاتري نسبت به مقاومت هاي متغير کربني برخوردارند.

 

شکل زير دو نمونه کاربرد و طريقه اتصال رئوستا را نشان مي دهد.

 

جعبه ي مقاومت:

ميتوان اين جعبه را جزء دسته مقاومت هاي متغير قرار داد و به گونه ايي است که تعدادي مقاومت با مقادير معلوم را درون يک جعبه بصورت سري قرار دادهاند و عملا با انتخاب هر تعداد از آنها، مي توان مقادير مشخص و دلخواهي را در ترمينال خروجي آن ايجادنمود.شکل زير نماي خارجي و دروني يکي از جعبه ها را نشان مي دهد.

 

  

     

  ب:مقاومت هاي متغير تابع عوامل فيزيکي(محيطي):

1.  مقاومت هاي تابع حرارت (ترميتور) : تأثير حرارت بر مقدار مقاومت به دو گونه مي تواند باشد. اگر در اثر افزايش دما، مقاومتشان کاهش يابد به آنها ترميتورهاي با ضريب حرارت منفي يا N.T.C  مي گويند. که غالبا به شکل هاي ديسکي و استوانه اي يافت مي شود.

دسته ديگري از ترميتر ها با افزايش دما، مقاومتشان افزايش مي يابد و به آنها ترميترهاي با ضريب حرارتي مثبت يا P.T.C مي گويند.

 شکل زير علامت اختصاري و چند نمونه از ترميترهاي NTC و PTC  را نشان ميدهد.

      

2. مقاومت تابع نور:مقاومت تابع نور (L.D.R) فوتوريتور به مقاومتي گفته مي شود که با تغييرات نور تابيده شده به سطح آن، مقدار مقامتش تغيير کند.در واقع مقاومت به شدت نور تابيده شده به آن وابسته است.

   

   نماي ظاهري مقاومت تابع نور و علامت اختصاري LDR

2-خازن

خازن الماني است که انرژي الکنريکي را در خود ذخيره مي کند و ساختمان آن از دو قسمت تشکيل شده است.

الف)صفحات هادي: که به آن جوشن نيز مي گويند. معمولا از ورقه هاي نازک از جنس آلومينيوم، روي يا نقره ساخته مي شوند.

ب)عايق بين صفحات هادي: که به آن دي الکتريک نيز گفته مي شود.معمولا خازن ها از نظر نوع دي الکتريک به کار رفته در ساختمان آنها نام گذاري و تقسيم بندي مي شوند.

شکل زير انواع قرار گرفتن صفحات هادي مقابل يکديگر و شکل خازن را نشان مي دهد.

 

مشخصات خازن:

• ظرفيت خازن
• ولتاژ کار ماکزيمم
• ضريب حرارتي خازن
• حداکثر فرکانس کار
• ضريب تلفات خازن

ظرفيت خازن:نسبت بار الکتريکي ذخيره شده در خازن به ولتاژ آن را ظرفيت خازن مي نامند و رابطه   بيانگر آن است که مقدار ظرفيت خازن فقط به مشخصات فيزيکي از قبيل اندازه و فاصله صفحات و جنس دي الکتريک وابسته بوده و بر حسب فاراد(F) بيان مي شود.

ولتاژ کار ماکزيمم: اين ولتاژ که معمولا روي بدنه خازن به همراه ظرفيت خازن نوشته مي شود، ولتاژي است که به دو سر خازن اعمال مي شود بدون اينکه دي الکتريک ميان صفحات يونيزه شود و بطوري که خازن بتواند در شرايط عادي کار کند که مقدار آن به فاصله صفحات و جنس دي الکتريک وابسته است.

از طرفي به مقدار ولتاژ ماکزيمم که به ضخامت دي ا لکتريک و جنس آن بستگي دارد استحکام دي الکتريک نيز گفته مي شود.

معمولا استحکام دي الکتريک را بر حسب ولت بر ميکرومتر بيان مي کنند. جدول زير ضريب ثابت دي الکتريک و استحکام چند عايق دي الکتريک مشخص شده است.

نوع عايق	K(ضريب دي الکتريک)	استحکام دي الکتريک(V/um)
هوا	1	3
پارافين	2.2-2	30-15
کاغذ خشک	3.5-2.3	9-6
فيبر	5-3.5	11-4
شيشه	10-5.5	10-4
ميکا	8-5.5	80

 ضريب حرارتي:وابستگي ظرفيت خازن به حرارت را ضريب حرارتي خازن مي گويند.

حداکثر فرکانس کار:از آنجا که خازن در مدارهاي متناوب از خود مقاومت ظاهري نشان مي دهد(که آن را با xc  معرفي مي کنند) اين مقاومت ظاهري با فرکانس را بطه عکس دارد. 

 

 در نتيجه تا جايي که با افزايش فرکانس اين امپدانس روند کاهشي داشته باشد خازن درست کار مي کند ولي از يک فرکانس مشخص به بالا تغيير خاصيت مي دهد،به اين حد فرکانسي، حداکثر فرکانس کار خازن مي گويند.

ضريب تلفات خازن:ضريب تلفات خازن به صورت رابطه زير تعريف مي شود 

   

R مقاومت اهمی صفحات خازن، C ظرفیت آن و f فرکانس منبع است.            

انواع خازن ها

• خازن ثابت

1. بدون قطبيت 
2. داراي قطبيت(الکتروليتي)  

• خازن متغيير

خازن هاي بدون قطبيت:اين خازن ها در انواع مختلف

1. خازن هاي کاغذي
2. خازن هاي سراميکي
3. خازن هاي عدسي
4. خازن تانتاليومي
5. خازن ميکا
6. خازن روغني

وغيره مي باشد.

خازن هاي کاغذي: دي الکتريک اين نوع خازن ها از يک صفحه نازک کاغذ متخلخل تشکيل شده است که يک دي الکتريک مناسب درون آ ن تزريق مي شود. جوشن هاي اين نوع خازن نيز معمولا از جنس آلومينيوم است.اين خازن ها داراي ابعاد فيزيکي بزرگي بوده و غالبا داراي ولتاژ کار بالايي مي باشند.

خازن هاي سراميکي:اين نوع خازن ها معمولا داراي روکش سراميکي مي باشند و در ولتاژهاي بالا کار مي کنند و همچنين در مدار هاي با فرکانس زياد از اين نوع خازن ها استفاده مي نمايند.ظرفيت اين خازن ها معمولا بين 100PF تا 0.1uF مي باشند.

شکل زير نمونه هايي از خازن هاي بدون قطبيت را نشان مي دهد.

  

 

خازن هاي داراي قطبيت(الکتروليتي): در ميان خازن ها بيشترين ظرفيت را خازن هاي الکتروليتي دارند.ظرفيت زياد اين خازن ها، ناشي از به کار بردن يک لايه دي الکتريک نازک به ضخامت تقريبي يک نانومتر است.چنين لايه اي عملا به وسيله اکسيداسيون آندي يک فلز مناسب تهيه شده و ميان صفحات خازن قرار مي گيرد و به خاطر همين ضخامت کم لايه دي الکتريک و نزديک شدن صفحات خازن به يکديگر، داراي ولتاژ کار کمي مي باشد.

خازن هاي الکتروليتي اکثرا قطبي بوده و داراي کاتد و آند هستند بنابراين هنگام استفاده از آن، پايه هاي خازن اشتباه وصل نشود. در غير اين صورت واکنش هاي الکتروشيميايي درون خازن اتفاق مي افتد که باعث معيوب شدن مي گردد.

شکل زير نمونه هايي از خازن دي الکتريک را نشان مي دهد.

خازن هاي الکتروليتي با توجه به مواد دي الکتريک در انواع مختلف ساخته مي شوند که هر کدام با توجه به مواد به کار برده شده در آنها داراي مشخصات خاصي هستند.

خازن هاي متغير: با تغير سه عامل مي توان ظرفيت خازن را تغير داد.

1. فاصله صفحات
2. سطح مقطع صفحات
3. نوع دي الکتريک

رايج ترين روش ساخت خازن هاي متغير، تغير سطح مقطع صفحات است.شکل زير يک نمونه خازن متغير را نشان مي دهد که شامل يک دسته صفحه ثابت و متحرک مي باشدکه تمام صفحات متغير به محور چرخان متصل مي باشد و با چرخاندن محور مي توان صفحات متحرک را درون صفحات ثابت قرار داد و بدين ترتيب سطح موثر صفحات خازن و ظرفيت آن را افزايش داد. ماکزيمم چرخش محور در خازن هاي متغير 180 درجه است.

روش ديگري که جهت ساخت خازن متغير از آن استفاده مي شود و بيشتر در سنسورهاي خيلي حساس کاربرد دارد روش تغير دي الکتريک است.به عنوان مثال در سنسور هاي حساس به گاز شيميايي و يا دود حاصل از آتش سوزي که باعث تغير ظرفيت خازن شده و فرمان به صدا در آمدن آژير خطر و يا فرمان عملياتي را به سيستم ها مي دهند.

نحوه خواندن مقدار ظرفيت خازن:

امروزه سازندگان مختلف، روي خازن هاي ساخته شده ظرفيت آنرا مي نويسند و فقط روي بعضي از خازن ها مثل خازن عدسي، به جاي نوشتن مستقيم ظرفيت يک عدد سه رقمي را ذکر مي کنند. که اگر دو رقم اول را در کنار هم بنويسيم و به مقدار عدد سوم (عدد سمت راست) در جلوي آن ، صفر قرار دهيم، عدد بدست آمده ظرفيت خازن بر حسب پيکو فاراد(PF) مي باشد . به عنوان مثال اگر بر روي خازني عدد 473 نوشته شده باشد ظرفيت آن برابر است با C=47000PF يعني ظرفيت اين خازن 0.047uF است.

و چنانچه بر روي بعضي از خازن ها نوار هاي رنگي کشيده شده باشد مي توانيم از روش خواندن مقاومت هاي رنگي استفاده نماييم ولي عدد حاصل بر حسب پيکو فاراد خوانده مي شود.(که اين روش جهت کدگذاري خازن ها ديگر رايج نيست) 

تست خازن

براي آزمايش خازن جهت سالم يا معيوب بودن آن ابتدا بايد اتصالات آن را باز نموده تا دو سر خازن آزاد شود.سپس آن را دشارژ(تخليه) نموده و به يکي از روش هاي زير عمل شود. که روش دوم و سوم براي خازن هاي صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد.

روش اول:آوومتر را روي قسمت اهم متر رنج(X1) يا (R*1) قرار گيرد و سيم هاي رابط آن به دو سر خازن متصل گردد. حالت هايي که اتفاق مي افتد عبارتند از:

الف)عقربه اهم متر ابتدا سريع تا آخر صفحه مدرج(سمت راست صفحه) انحراف يافته سپس آهسته به سمت چپ صفحه مدرج برمي گردد.در اين حالت خازن شارژ و دشارژ شده، نتيجتا سالم است.

ب)اگر عقربه پس از انحراف سريع به سمت چپ صفحه مدرج برنگردد و در همان سمت راست صفحه مدرج بايستد خازن از داخل اتصال کوتاه شده لذا بايد تعويض گردد.

ج)اگر عقربه هيچگونه حرکتي نداشته باشد خازن از داخل قطع بوده لذا بايد تعويض گردد.

روش دوم:دو سر خازن را چند بار به مدت خيلي کم به ولتاژ 220 شهر وصل نموده سپس آن را از برق جدا نموده دو سر آن را  توسط يک پيچ گوشتي اتصال کوتاه نماييد لذا حالت هاي زير اتفاق مي افتد:

الف)جرقه ناشي از اتصال، کم و رنگ آن سرخ است نتيجتا خازن خراب است.

ب)جرقه ناشي از اتصال، شديد و رنگ آبي دارد که دليل سالم بودن خازن است.

روش سوم: دو سر خازن را چند بار و هر بار به مدت زمان خيلي کوتاه به ولتاژ برق شهر وصل نموده و سپس آن را از برق جدا و به دو سر آوومتر وصل کنيد. البته بايد آوومتر روي رنج ولتاژ مستقيم 1000 ولت باشد.اگر بار قابل ملاحظه ايي روي جوشن هاي خازن ذخيره شده باشد ولتاژ اندازه گيري شده بالا و خازن سالم است.

از آنجاييکه ولتاژ موثر برق شهر 220 ولت است حداکثر ولتاژي که روي خازن اعمال مي شود برابر است با : اگر خازن خراب باشد، بار ذخيره شده روي جوشن هاي خازن خيلي کم و در نتيجه ولتاژ پايين است.

سيم پيچ(سلف)

سلف که از جنس سيم با تعداد حلقه هاي مشخص تشکيل شده است الماني است که قادر است در خود انرژي الکتريکي ذخيره کند که اين عمل توسط ميدان الکترومغناطيسي صورت مي گيرد و بيشترين کاربرد آن در ترانسفورماتور ها مي باشد.

شکل زير دو نمونه سيم پيچ با هسته هاي استوانه اي و مکعبي را نشان مي دهد.

ترانسفورماتور ها که از خانواده ي سلف ها مي باشند از دو قسمت اصلي تشکيل شده اند:

الف) سيم پيچ: که از پيچاندن طول معيني از يک هادي با روکش عايق به دور يک پايه ي عايق شکل مي گيرد.

ب) هسته:که درون سيم پيچ قرار مي گيرد تا مسير مناسبي براي ميدان مغناطيسي فراهم آورد.

انتخاب جنس هسته بسته به ميزان تلفات و فرکانس منبع اوليه ممکن است تغيير کند ولي معمولا جنس هسته ها را از آهن نرم و در مواردي از فريت ها (زغال) و گاهي از هوا انتخاب مي کنند.

در فرکانس هاي زياد (مثلا بيشتر از 50 مگا هرتز) به علت استفاده از سلف هاي با خود القايي کم  جنس هسته از هوا است ولي در سلف هاي با خودالقايي زياد در صورتي که هسته از هوا باشد ابعاد سلف بزرگ مي شود بنابراين به کار بردن يک هسته مناسب الزامي است.

در صفت الکترونيک معمولا" هسته ها را از جنس فريت ها مي سازند.  شکل زير تعدادي از فريت هاي اماده براي سلف ها و ترانسفورماتورها را نشان مي دهد .

مشخصه هاي سلف:

الف) ضريب خود القاي سيم پيچ L

ب) ضريب کيفيت يک سلف Q

ج) ماکزيمم فرکانس کار

الف) ضريب خودالقايي سلف (L): مهمترين مشخصه سلف، خود القايي آن است، و اينگونه تعريف مي شود.

(زاویه بین راستای میدان)*(سطح مقطع حلقه های سلف)*(میدان مغناطیسی)=f

جریان عبوری از سلف/شار مغناطیسی ایجاد شده اطراف سیم پیچ=  L=f/I  ضریب خودالقایی

واحد L هانري است و واحدهاي کوچک آن ميلي هانري و ميکروهانري هستند.

* عوامل موثر بر ضريب خودالقايي سيم پيچ

• تعداد دور سيم پيچ در واحد طول
• قطر سيم به کار رفته
• قطر حلقه هاي سيم پيچ
• طول سيم پيچ

ب) ضريب کيفيت يک سلف (Q): يک سلف با طول معين از يک سيم هادي ساخته مي شود، بنابراين داراي مقاومت اهمي نيز هست بنابراين يک سلف واقعي از يک سلف ايده آل و يک مقاومت سري شده با آن مطابق شکل زير تشکيل شده است.

طبق تعريف ضريب کيفيت يک سلف، نسبت به راکتانس سلف به مقاومت آن در يک فرکانس معين است يعني:

در نتيجه هر قدر مقدار R را کاهش دهيم، ضريب کيفيت سلف زيادتر مي شود که مي توان اين کار را علاوه بر کوچک کردن سيم پيچ و درنتيجه کوچک شدن R با بالا بردن فرکانس در مدار نيز انجام داد.

(افزايش ضريب کيفيت <==> افزايش فرکانس)

ج) ماکزيمم فرکانس کار: گفتيم با افزايش فرکانس مي توان Q را افزايش داد ولي توجه داشته باشيد که اين کار مقاومت ظاهري سيم پيچ نيز افزايش مي يابد

X_L=2pfL

در عمل، افزايش مقاومت ظاهري سيم پيج يا همان امپدانس سلف، تا فرکانس مشخصي ادامه مي يابد و يک حد فرکانس به بالا، سلف خواص ديگري از خود نشان مي دهد مثلا ممکن است خاصيت خازني در آن ظاهر شود که امپدانس آن کاهش يابد. شکل زير منحني امپدانس سلف برحسب فرکانس اعمال شده به آن را در حالت واقعي و ايده آل نشان مي دهد.