دانلود مقاله مقاومت و دیود

انواع مقاومت : مقاومت ها انواع مختلفی دارند .

معمول ترین و متداول ترین نوع مقاومت ها ، مقاومت های کربنی می باشند که قیمت بسیار پایینی (حدود 10 تومان) دارند واز چند صدم اهم تا 10 میلیون اهم هستند .
مقاومت های لایه کربنی ، لایه فلزی ، اکسید فلزی ، سیمی و آجری از انواع دیگر مقاومت هستند.
مقاومت متغیر که به آن پتانسیومتر می گویند نوعی از مقاومت است که مقدارش قابل تنظیم می باشد (این نوع مقاومت ها کشویی یا محوری می باشند که با چرخاندن محور یا حرکت به بالا وپایین می توان مقدار مقاومت را تنظیم کرد) .
نوع دیگری از مقاومت ، مقاومت حرارتی (ترمیستور) می باشد که مقدار آن با تغییرات دما عوض می شود .

از این مقاومت دو نوع NTC و PTC وجود دارد که نوع NTC با افزایش دما مقدارش کاهش می یابد و نوع PTC با افزایش دما مقدارش زیاد می شود .
نوعی دیگر از مقاومت ، مقاومت نوری (LDR) می باشد که اگر نور به آن بتابد مقدارش کم می شود (به شکل ها توجه کنید)



در این قسمت با دو کلمه خیلی مشهور آشنا می شوید :

۱)کیلو اهم(K) : کیلو اهم برابر ۱۰۰۰ اهم است مثلاْ اگر مقدار مقاومتی ۵۶ کیلو اهم باشد یعنی همان ۵۶۰۰۰ اهم است (و وقتی می گوییم یک کیلو گرم همان ۱۰۰۰ گرم است و یا یک کیلو بایت همان ۱۰۰۰ بایت است)

۲)مگا اهم(M) : مگا اهم برابر میلیون اهم است مثلاْ وقتی می گوییم مقدار
مقاومتی۲/۱ مگا اهم است یعنی ۱۲۰۰۰۰۰ اهم مقاومت دارد .

مقاومت را در مدار با نمادY نشان می دهند و مقاومت متغیر را با نماد نشان می دهند.

نکته: گاهی اوقات برای نمایش مقاومتی مثلاً KΩ ۳/۶ را به صورت ۳K۶ نشان داده و یا برای نمایش مقاومت ۸/۱Ω یا 10Ω آن را به صورت 8R1 و یا 10R نشان می دهند.
در نقشه های شماتیک (schematic) مقاومت را با حرف R نشان می دهند.


تشخیص مقدار مقاومت : برای تشخیص مقدار مقاومت به حلقه های رنگی روی بدنه آن توجّه می کنیم مقاومت ها چهار یا پنج حلقه رنگی روی بدنه خود دارند ؛ در مقاومت هایی با چهار حلقه رنگی حلقه اوّل و دوم نشان دهنده عددی است که با توجّه به جدول می توان مقدار آن را مشخص کرد ؛ حلقه سوم مضربی از ده می باشد(01/0 ، 1/0 ، 1 ، 10 ، 100 ، 1000 ، 10000 و...) که با رنگ خاصی مشخص می شود ؛ حلقه چهارم نیز درصد خطای مقاومت را نشان می دهد که با رنگ خاصی مشخص می شود ؛ حلقه چهارم نیز درصد خطای مقاومت را نشان می دهد که با رنگ خاصی مشخص می شود (به جدول های زیر توجّه کنید) :
تشخیص مقدار مقاومت : برای تشخیص مقدار مقاومت به حلقه های رنگی روی بدنه آن توجّه می کنیم مقاومت ها چهار یا پنج حلقه رنگی روی بدنه خود دارند ؛ در مقاومت هایی با چهار حلقه رنگی حلقه اوّل و دوم نشان دهنده عددی است که با توجّه به جدول می توان مقدار آن را مشخص کرد ؛ حلقه سوم مضربی از ده می باشد(01/0 ، 1/0 ، 1 ، 10 ، 100 ، 1000 ، 10000 و...) که با رنگ خاصی مشخص می شود ؛ حلقه چهارم نیز درصد خطای مقاومت را نشان می دهد که با رنگ خاصی مشخص می شود ؛ حلقه چهارم نیز درصد خطای مقاومت را نشان می دهد که با رنگ خاصی مشخص می شود (به جدول های زیر توجّه کنید) : جدول ۱ جدول۲ جدول ۳ همان طور که مشاهده می کنید جدول 1 مقدار دو حلقه اوّل مقاومت چهار حلقه را نشان می دهد و جدول 2 مقدار حلقه سوم و جدول 3 مقدار حلقه چهارم را نشان می دهد .

لازم به ذکر است که حلقه چهارم فاصله بیشتری نسبت به سایر حلقه ها دارد .

در مقاومت های پنج حلقه حلقه اوّل ، دوم و سوم نشان دهنده عددی می باشند، حلقه چهارم مضربی از ده است و حلقه پنجم نیز درصد خطای مقاومت را نشان می دهد (جدول های زیر را ببینید) .

جدول ۴ جدول ۵ جدول ۶ همان طور که درجدول های 4 تا 6 مشاهده می کنید ، جدول 4 مربوط به سه حلقه رنگی اوّل در مقاومت پنج حلقه می باشد و جدول 5 مربوط به حلقه چهارم مقاومت پنج حلقه و جدول 6 مربوط به حلقه پنجم می باشد و همیشه حلقه پنجم در مقاومت پنج حلقه از بقیه ی حلقه ها فاصله ی بیشتری دارد .

در مثال های زیر نحوه تشخیص حلقه ها را می بینید : در شکل های زیر مقدار مقاومت را مشخص کنید : در شکل بالا حلقه قرمز رنگ نشان دهنده عدد 2 ، حلقه زرد نشان دهنده عدد 4 ، حلقه قهوه ای نشان دهنده عدد 1 و حلقه ای که با سایر حلقه ها فاصله بیشتری دارد(حلقه قهوه ای رنگ) ، نشان دهنده درصد خطای 1 % این مقاومت است .

پس مقدار این مقاومت برابر Ω 240 با خطای 1 % است .

شکل بالا نشان دهنده مقاومت 5 حلقه می باشد و همان طور که مشاهده می کنید حلقه پنجم (قرمز رنگ) که نشان دهنده خطای 2 % مقاومت است با سایر حلقه ها فاصله بیشتری دارد .

حلقه قهوه ای رنگ نشان دهنده عدد 1 ، دو حلقه سیاه بعد از آن نشان دهنده عدد 0 و حلقه سیاهی که به حلقه قرمز نزدیک تر است نشان دهنده عدد 1 است .

پس این مقاومت مقدارش Ω 100 با خطای 2 % است .

شکل بالا مقاومت 6/5 کیلو اهم با خطای 5 % را نشان می دهد .

شکل بالا مقاوت 6/5 کیلو اهم با خطای 20 % نشان می دهد.

توان در مقاومت چیست؟

وقتی که جریان از درون مقاومت عبور می کند، این قطعه شروع به داغ شدن می کند (مقداری از جریان تلف می شود و به گرما تبدیل می شود).

در این صورت هرچه ولتاژ اعمال شده به مقاومت بیشتر باشد، گرمای تولید شده هم بیشتر خواهد شد بنابراین برای مقاومت ها توان تعریف می کنیم و توان یک مقاومت میزان تحمل گرما توسط مقاومت را نشان می دهد هرچه توان مقاومتی بیشتر باشد، اندازه ی آن مقاومت بزرگتر می شود و می تواند بهتر گرمای خود را به محیط اطراف منتقل کند.

نکته: اگر مقاومت بیش از اندازه گرم شود ممکن است مقدار آن (که بر حسب اهم است) تغییر پیدا کند و یا در بدترین شرایط آتش بگیرد!

نکته: مقدار توان یک مقاومت برحسب معیار استانداردی سنجیده می شود و این توان بر حسب وات (W) است توانهای معمول در مقاومت ها 32/1وات،16/1 وات، 8/1 وات، 4/1 وات ،2/1 وات، 1وات به بالا می باشد و در شکل زیر می توانید از چپ به راست سه مقاومت 8/1 وات، 4/1 وات ،2/1 وات را مشاهده کنید که در کنار لامپ 12Vاتومبیل قرار دارند و هرچه توان آنها بیشتر شده است، اندازه ی آنها نیز بزرگتر شده است.

خازن (Capacitor):خازن نیز مانند مقاومت، انواع مختلفی دارد.

متداول ترین نوع خازن، خازن الکترولیتی و سرامیکی می باشند که قیمت بسیار پایینی دارند (حدود 30 تومان برای خازن سرامیکی و 80 تومان برای خازن الکترولیتی) البته هرچه ظرفیت خازن و یا ولتاژ کار خازن بیشتر شود، قیمتش نیز بیشتر خواهد شد.

خازنهای سرامیکی ظرفیت بسیار کمی دارند(مشهور ترین نوع خازن سرامیکی خازن عدسی است که شبیه به عدس است).

خازنهای لایه فلزی، تانتالیوم(این نوع خازن قیمت بالایی دارد و بسیار سمّی است و به هیچ وجه نباید شکسته شود)،میکا، پلی استیرن، پلی کربنات، پلی پیروپیلن و پلی استر از انواع دیگر خازن هستند (شکل های 10 تا 1۳ را ببینید).

خازن را در نقشه های شماتیک با حرف C نشان می دهند و خازن غیر قطبی را با نماد و خازن متغیر را با نماد و خازن قطبی (مانند خازن الکترولیتی) را با نماد یا نمایش می دهند.

در بعضی از کتاب های قدیمی نام خازن را ظرفیت نامیده اند.

معرفی چهار واحد بسیار مشهور: 1)میلی(m): میلی یعنی هزارم(3-10).

مثلاً وقتی می گوییم یک میلی متر یعنی یک هزارم متر و وقتی می گوییم ده میلی فاراد یعنی 010/0 (۲-10) فاراد.

2)میکرو(): میکرو یعنی میلیونیوم(6-10).

مثلاً ۶/۳F یعنی 0000063/0 فاراد.

3)نانو(n): نانو یعنی میلیاردیوم(9-10).

مثلاً 3nF یعنی 000000003/0 فاراد.

4)پیکو(p): پیکو یعنی تریلیونیم(12-10).

مثلاً 63pF یعنی 000000000063/0 فاراد.

تشخیص مقدار خازن ها: در خازنهای الکترولیتی که ظرفیت بسیار بالایی دارند که ظرفیت همه ی آنها بر روی بدنه شان نوشته شده است(بر حسب F).

این نوع خازنها قطبی هستند یعنی دارای سر مثبت و سر منفی هستند که معمولاً سر منفی بر روی بدنه خازن مشخص شده است و باید دقت کرد که سر منفی و مثبت اشتباه وصل نشوند چون در این صورت مایع الکترولیت داخل آن به گاز تبدیل می شود و احتمالاً باعث منفجر شدن خازن می شود و یا از خازن خارج می شود در این صورت ظرفیت خازن تا حد زیادی کم خواهد شد و دیگر خازن به درد نمی خورد.

در خازن های عدسی و پلی استر معمولاً عدد 1، 2 یا 3 رقمی بر روی بدنه آنها درج شده است که مقدار ظرفیت این نوع خازن را مشخص می کنند و نحوه تشخیص ظرفیت بدین صورت است: اگر عدد 1 یا 2 رقمی بر روی بدنه این خازنها درج شده بود همان عدد مقدار ظرفیت خازن بر حسب pF (پیکو فاراد) ، و اگر عدد 3 رقمی بر روی بدنه آنها نوشته شده بود، (مثلاً 223) دو رقم سمت چپ را می نویسیم (یعنی 22) و به جای شماره رقم سمت راست صفر می گذاریم (یعنی 22000) و این عدد بیانگر مقدار خازن بر حسب pF است.

نکته: بر روی بعضی از مقاومت ها نیز مانند خازن ها ارقامی مانند بالا دج می شود که در مورد آن بعداْ صحبت می کنیم.

نکته مهم: همه ی خازن ها و مقاومت ها مقدار استانداردی دارند.

مثلاً مقاومت 35Ω هرگز ساخته نشده است و فقط مقدار استاندارد 33Ω، 36Ωو 39Ω وجود دارد و یا خازن 11F وجود ندارد و فقط خازن 10F وجود دارد.

نکته: بر روی بدنه بعضی از خازنها(ترجیحاً قدیمی) اعداد رنگی مانند مقاومت ها چاپ می شود که مقدار ظرفیت خازن را مشخص می کنند که از پرداختن به آنها خودداری می کنیم.

نیمه هادی ها (Semiconductors): قطعاتی هستند که از وسایل نیمه رسانا (مثل سیلیکون[Si]، ژرمانیوم[Ge] و...) ساخته شده اند.نیمه هادیها اصل انقلاب الکترونیک دیجیتال (رقمی) هستند و انواع بسیار مختلفی دارند مانند: دیود، ترانزیستور، تریستور، ترایاک، دیاک و آی سی.

1)دیود(Diode): همان طور که در سطح 1 گفته شد، این قطعه جریان را یکسو می کند.

دیود ها انواع گوناگونی دارند.

دیود زنر، دیود سیلیکونی، دیود ژرمانیوم و فتو دیود، از انواع دیود هستند.

فتودیودها (Photo Diode) که به آنها دیود نوری گفته می شود، وقتی نور به آنها بتابد، جریان را از خود عبور می دهند.

LED ها نیز نوعی دیود هستند که به آنها دیود نوری می گویند و از از خود نور تولید می کنند (نورهای مادون قرمز، قرمز، نارنجی، زرد، سبز، آبی، بنفش، سفید و ماورای بنفش از جمله نور های تولید شده LED هستند).

لازم به ذکر است که حداکثر جریان قابل تحمل LED ،۵۰mA است(ولی اگر جریان LED از 20mA بیشتر شود، تغییر محسوسی در نور آن مشاهده نمی شود) و اگر جریان بیشتری از ۵۰mA از LED بگذرد، LED می سوزد و برای جلوگیری از این اتفاق، باید LED را با یک مقاومت سری کنیم.

مثلاً ولتاژ لازم برای روشن شدن LED قرمز حدود 1/2 ولت می باشد و اگر ما بخواهیم این LED را با ولتاژ 4 ولت روشن کنیم و مصرف جریان LED ،۲۰mA باشد، به مقاومتی به میزان زیر نیاز داریم: (4-2/1)÷0/002=950Ω که این مقاومت باید با LED سری شود و در حالت کلّی مقدار این مقامت به صورت: مقدار مقاومت لازم بر حسب اهم(جریان مورد نظر برای LED)÷[(ولتاژ لازم برای روشن شدن LED)-(ولتاژ اعمال شده به LED)] است.

هر چقدر رنگ LED به سمت ماورای بنفش میل می کند، ولتاژ لازم برای روشن شدن LED بیشتر می شود (مثلاً LED های ماورای بنفش برای روشن شدن، به حدود 7/3 ولت نیاز دارند).

در شکل زیر چند نوع LED مشاهده می کنید.

دیود سیلیکونی و دیود ژرماتیوم چیست؟

دیود سیلیکونی از سیلیسیوم (Si) ساخته می شود و دیود ژرمانیوم نیز از ژرمانیوم ساخته می شود.

این نوع دیودها انواع گوناگونی دارند مانند دیود شاتکی، دیود زنر و...

.

حدود 25 درصد مواد سازنده ی زمین را سیلیکون تشکیل می دهد؛ امّا استخراج آن به صورت خالص بسیار دشوار است.

سیلیکون در دمای بالا حدود 1400 درجه سانتی گراد و هنگام ذوب شدن در کوره، نسبت به