ترانزیستور
ترانزیستور
سه نفر از دانشمندان لابراتوارهای بل در صدد کشف
چیزی بودند که به جای لامپ رادیو به کار برند ولی کوچکتر و محکمتر باشد برق
کمتری مصرف کند و دوام بیشتری داشته باشد و برر اثر کار زیاد
نسوزد که ناگهان ترانزیستور را کشف کردند که تمام این خصوصیات را به علاوه
مزایای بیشتری دارا است.
در 30 ژوئن 1948 دکتر جان باردین و والد براتاین دانشمندان آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت بل، واقع در نیویورک خبر اختراع خود را به عموم جهان رساندند. این اختراع ترانزیستور نام گرفت.
یک ترانزیستور که بزرگتر از یک عدس نیست
تقریباْ قادر است هر کاری را که لامپهای خلاء انجام می‌دادند، انجام دهد.
به علاوه کارهایی را هم که این لامپها قادر به انجام آن نبودند انجام
می‌دهد. به مرور زمان ترانزیستور جای لامپهای خلاء را گرفت.
درست مثل اتومبیل که جای گاریهای قدیمی و اسبی را گرفت.
اگر چه ترانزیستور می تواند کارهای لامپ خلاء را انجام دهد،
اما اصلاْ شباهتی به آن ندارد. نه کاتدی دارد و نه شبکه و صفحه ای حتی
شکل ظاهری آن هم با لامپ خلاء کاملاْ متفاوت است. ترانزیستور یک وسیله یک سو کننده و نوسان
ساز بسیار عالی است و رل مهمی در تمامی صنایع جدید به عهده دارد.
ترانزیستور بدون آنکه نیازی به گرم شدن داشته باشد به محض برقراری اتصال و
ولتاژ شروع به کار می کند. جریان مصرفی آن، یک هزارم جریان مصرفی
لامپ معمولی است. به همین دلیل بسیار ارزانتر و استفاده از آْن ساده‌تر
است.
ترانزیستور و مدار کوچک یکپارچه این امکان را به وجود آورد
که رادیوهای کوچک جیبی و تلویزیونهای کوچکتر با تصویر بزرگتر ساخته
شود. یک صنعت کاملا جدید پا به عرصه وجود گاشت. امروز از برکت دستگاه
تنظیم قلب که با ترانزیستور کار می کند قلب بسیاری از بیماران به حال
عادی می طپد. نابینایان با کمک دستگاههای ترانزیستوری می توانند
موانع را ببینند نوار قلبی بیمار بستری را به وسیله تلفن به کارشناس قبل در
هر نقطه دنیا که باشد می فرستند. هواپیماهای جت با سیستم هدایت سبک
وزنی مجهز هستند و بالاخره همین مدار بسته یکپارچه است که امکانات
سفر بشر به ماه را فراهم نمود.
مصرف ترانزیستور به طور روزافزونی رو به ازدیاد است. در رادیو، تلویزیون، مدارات الکترونیکی، هواپیما، رایانه، پزشکی و
موشک ترانزیستور استفاده میشود. در ابتدا وجود ترانزیستور باعث شد که ارتباطات تلفنی راه دور، به طور مستقیم و بدون استفاه از اپراتور
امکان
پذیر شود. برای اولین بار در تاریخ، ارتباط بین دو شهر انگل
وود و
نیوجرسی با استفاده از ترانزیستور برقرار شد.
امروزه بعد از گذشت حدود نیم قرن ازاختراع ترانزیستور و
مشتقات آن کار به جایی رسیده است که هر کس می تواند در منزل رایانه
شخصی داشته باشد. ترانزیستور معمولی چیزی بیشتر از دو تکه سیم بسیار
کوچک که در یک پولک ساخته شده از ژرمانیم یا سیلیکن قرار داده شده نیست.
تئوری کار ترانزیستور کمی پیچیده و تکنیکی
است اما هر چه هست در ساخت آن از خواص نیمه رسانا استفاده شده است که از
زمان کشف آن مدت زیادی نمی گذرد.
در نیمه رساناها مثل ژرمانیم و سیلیکن تعداد کمی
الکترون حامل جریان وجود دارد شاید یک الکترون در هر یک میلیون اتم. اگر
چه این رقم خیلی کوچک است، اما می توان با تغییر ساختمان داخلی مواد،
با استفاده از میدانها الکتریکی این رقم را هزار برابر نمود.برای روشن تر شدن مفهوم بالا باید ساختمان اتم
را کمی بیشتر مطالعه کرد. الکترونهای موجود در مواد نارسانا در
مدارهای مختلف به صورت حلقه ای در اطراف هسته اتم در چرخش هستند و سرعت
زیاد و تولید انرژی فراوان سبب می شود که الکترونها نتوانند از مسیر خود
منحرف و یا جابجا شوند.
در نتیجه الکترونها امکان برقراری هیچ نوع جریان الکتریکی را
نمی یابند. در اجسام نارسانا، پوسته الکترونی و یا باند ظرفیتی آن(آخرین
حلقه الکترون دار به دور هسته اتم) از باند هدایت جدا بوده و انرژی
بسیار زیادی لازم است تا یک الکترون را از پوسته الکترونی جدا کند و
به باند هدایت کننده بفرستد. اما در اجسام رسانا مانند فلزات این پوسته
الکترونی یا باند هدایت کننده تداخل پیدا کرده و الکترونهای به
راحتی جابجا می شوند.
در یک عنصر نیمه رسانا مانند ژرمانیم و یا
سیلیکن الکترونهای موجود در باند ظرفیت نزدیک به باند هدایت کننده
قرار ندارند اما می توان با تحریک خارجی آنها را در هم داخل کرد. به
طور مثال گرمای محیط و اتاق می تواند تعداد زیادی الکترونهای اتم ژرمانیم
را به باند هدایت بفرستد و در اثر این جابجایی حفره هایی در محل های
قبلی الکترونها به وجود می آید.
این حفره ها حامل بار مثبت بوده و حاضر به پذیرش الکترونهای عناصر قبلی و مواد دیگر هستند. حفره ها نه تنها
الکترونها
را می پذیرند بلکه خود به طرف باند هادی حرکت می کنند و در
اثر این
حرکت جریانی را به وجود می آورند و در عین حال الکترونها را
هم در مسیر همین جریان با خود حمل می کنند.
کمترین تحریک خارجی حفره ها را در جهت حفره هایی که
از فرار لکترونها به سمت باند هادی به وجود آمده است به حرکت درآورده و
این حفره های متحرک علاوه بر اینکه خود تولید جریان می نمایند،
الکترونهایی را که از مواد خارجی دیگر به داخل اتم ژرمانیم وارد شده اند
حمل کرده و در نتیجه باعث افزایش جریان می شوند.
تشریحات آزمایشگاه تحقیقاتی بل در اول جولای سال 1948 چنین می گوید: کار ترانزیستور بر پایه این حقیقت که الکترونهای
موجود
در نیمه رساناها می توانند به دو صورت متفاوت جریان را
برقرار کنند، قرار دارد. بیشتر الکترونهای موجود در
نیمه رسانا اصولاٌ کمکی به برقراری جریان نمی کنند. بلکه آنها در
وضعیت ثابتی به هم چسبیده اند.
درست مثل اینکه آنها را با چسب به هم چسبانده باشند. تنها وقتی که یکی از این الکترونها از جای خود خارج شود و یا به طریقی
یک الکترون خارجی به مجموعه آنها وارد شود، جریان برقرار می شود. به
زبان دیگر اگر یکی از الکترونهای موجود در مجموعه به هم چسبیده از محل
خود جدا شود حفره ای که در اثر این جابجایی بوجود می آید مانند حباب
هوای موجود در مایع می تواند حرکت کند و جریانی را برقرار سازد.
در ترانزیستوری که از واد نیمه رسانا ساخته
شده است به طور معمول فقط در اثر ورود الکترون اضافی شروع به برقراری
جریان می کند. جریان از نقطه ورود الکترون که ولتاژ مثبت کمی دارد شروع
به حرکت کرده و از محل خروج الکترون خارج می شود ولتاژ نقطه خروجی
ولتاژ منفی بیشتری دارد.
بعد از اختراع ترانزیستور و به وجود آمدن انواع گوناگون آن مدارهای مجتمع اختراع شد. به این قطعات آی سی می گویند. آی سی
ممکن است گاهی صدها ترانزیستور ساخته شده باشد که داخل یک قطعه 3*1 سانتیمتری قرار گرفته اند. اختراع آی سی تحول عظیم دیگری را در
صنعت الکترونیک به وجود آورد. در ادامه تحقیقات و پیشرفتهایی که در
زمینه
ساخت آی سی به دست آمد، آی سی های برنامه ریزی شده اختراع
شدند در یک آی سی برنامه ریزی شده که ابعادی معادل
8*2 سانتیمتر دارد میلیونها حافظه وجود دارد.
اختراع رایانه های خانگی مدیون وجود آی سی هاست که همه آنها به
وجود ترانزیستور و اختراع آن مربوط می شود.
خازن المان الکتریکی است که می‌تواند انرژی الکتریکی را توسط
میدان الکترواستاتیکی (بار الکتریکی) در خود ذخیره کند. انواع خازن در
مدارهای الکتریکی بکار می روند . خازن را با حرف C که ابتدای کلمه capacitor است نمایش می‌دهند. ساختمان
داخلی خازن از دوقسمت اصلی تشکیل میشود:
الف – صفحات هادی ب – عایق بین هادی ها(دی
الکتریک)
بنا بر این هرگاه دو هادی در مقابل هم قرار گرفته و در بین
آنها عایقی قرار داده شود ، تشکیل خازن می دهند . 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 می شود.
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 می باشد.
بنابر این خاصیت عایقی اکسید آلومینیوم 7 برابر
خاصیت عایقی هوا است
.
انواع خازن
الف- خازن های ثابت:
سرامیکی
ورقه ای«کاغذی وپلاستیکی»
میکا
الکترولیتی:
1- آلومینیومی
2- تانتالیوم
ب- خازنهای متغیر
واریابل
تریمر
2-تشخیص مقدار ظرفیت خازن
الف- نوشتن مقدار ظرفیت
ب- رمزهای عددی
ج- نوارهای رنگی
روش های اتصال خازن به مدار:
1- اتصال موازی خازن ها
2-اتصال سری خازن ها
3- اتصال خازن ها و مقاومت ها در مدار
شاید شما نیز از دیدن این اشیاء ریز و رنگی ، داخل رادیو و وسایل دیگر شگفت‌زده شده باشید و بخواهید بدانید از چه
جنسی هستند و به چه دردی می‌خورند؟
مقاومت ، یکی از المان‌های الکتریکی است که برای
این طراحی شده است که در مدار یک مقاومت الکتریکی ( electrical resistance ) بوجود
آورد . مقاومتها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که بتوانند جریان عبوری از مدار
را در حد مورد نیاز محدود کنند. دو نوع مقاومت وجود دارد:مقاومت های
ثابت و متغیر
مقاومت
1- مقاومت های ثابت :
الف- کربنی
ب- لایه ای
لایه ی کربنی
لایه
ی فلزی
لایه
ی اکسید فلز
ج- سیمی
2- مقاومت های متغیر:
الف- قابل تنظیم
پتانسیومت
رئوستا
ب- وابسته «تابع»
تابع حرارت
1. PTC
2. NTC
تابع نور LDR
تابع ولتاژVDR
تابع میدان مغناطیسی MDR
سیم پیچ
سیم پیچ به طور ساده یک سیم هادی معمولی است که پیچانده
شده است . مقاومت اهمی سیم پیچ را در اغلب موارد می توان صفر فرض نمود
و بنابر این با عبور جریان dc سیم پیچ مانند یک هادی عمل کرده و عکس
العملی ندارد . (ولتاژ دو سر آن صفر است) اما چنانچه جریان عبوری
بخواهد تغییر نماید . سیم پیچ با تغییر جریان مخالفت نموده و این
مخالفت به صورت ایجاد ولتاژی به نام ولتاژ القائی بروز نماید. و اصولاَ
این خاصیت خودالقائی سیم پیچ می نامیم.
هرگاه از سیمی جریان عبور کند اطراف سیم میدان
مغناطیسی ایجاد می شود . در سال 1824 دانشمندی به نام اورستد دریافت
که هرگاه قطب نمائی به سیم حامل جریان نزدیک شود عقربه منحرف می شود
. و اثبات این موضوع است که اطراف سیم حامل جریان میدان مغناطیسی وجود
دارد . تجمع براده ها در نزدیکی سیم بیشتر بوده به این معنی که شدت
میدان مغناطیسی ایجاد شده در نزدیکی سیم بیشتر است . و هر چه از سیم
دورتر شویم میدان مغناطیسی ضعیف تر می شود.
عمل موتوری
در جلوی سیم حامل جریان میدان مغناطیسی جریان مزبور
با میدان مغناطیسی دائم در خلاف جهت بوده و در پشت سیم میدان های
مزبور هم جهت هستند بنابر این در پشت سیم یک میدان قوی و در جلوی سیم یک
میدان ضعیف بوجود می آید . اختلاف شدت میدان در دو طرف سیم باعث می
گردد تا بر سیم حامل جریان نیروئی به سمت بالا وارد شود . امتداد نیروی
مزبور عمود بر صفحه ای است که امتداد جریان و میدان مغناطیسی دائم بوجود
می آورند و جهت آن در جهتی است که سیم را از میدان قوی تر به سمت میدان
ضعیف تر حرکت دهد ، تا تعادل در دو طرف سیم برقرار گردد.پدیده مزبور اساس
کار همه موتورهای الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی
مکانیکی تبدیل می نماید.
عمل ژنراتوری
عکس پدیده مزبور یعنی موتوری عمل ژنراتوری است . به همان ترتیبی که بر سیم حامل جریان در یک میدان مغناطیسی نیرو وارد
می شود . چنانچه یک سیم هادی را در یک میدان مغناطیسی به نحوی حرکت
دهیم که خطوط قوای مغناطیسی را قطع نماید تولید جریان می شود که به آن
جریان
القائی گویند.
شارژ و دشارژ
همانند خازن سیم پیچ هم قابلیت شارژ و دشارژ
دارد. با این فرق که انرژی در سیم پیچ به صورت الکترو مغناطیسی ذخیره
می شود. در صورتی که انرژی ذخیره شده در خازن از نوع الکترواستاتیکی
است.
ترانسفورماتور
قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در
تمام کشورهای جهان، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری، آبی
و هسته ای تولید می شود. این مراکز دارای توربین ها و آلترناتیوهای سه
فاز هستند و ولتاژی که به وسیله ژنراتورها تولید می شود باید تا میزانی
که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود.
گاهی چندین مرکز تولید به وسیله شبکه ای به هم مرتبط می شوند تا انرژی الکتریکی موردنیاز را به طور مداوم و به مقدار کافی
در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.
در محل های توزیع برای این اینکه ولتاژ قابل
استفاده برای مصارف عمومی و کارخانجات باشد، باید ولتاژ پایین آورده
شود. این افزایش و کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام می شود بدیهی
است توزیع انرژی بیت تمام مصرف کننده های یک شهر از مرکز توزیع اصلی امکان
پذیر نیست و مستلزم هزینه و افت ولتاژ زیادی خواهد بود.
لذا هر مرکز اصلی به چندین مرکز یا پست کوچکتر(پست های داخل شهری) و هر پست نیز به چندین محل توزیع کوچکتر(پست منطقه
ای) تقسیم میشود. هر کدام
از این مراکز به نوبه خود از ترانس های توزیع و تبدیل ولتاژ استفاده
می کنند.
به طور کلی در خانواده و توزیع انرژی الکتریکی ،
ترانسفورماتورها از ارکان و اعضای اصلی هستند و اهمیت آنها کمتر از خطوط
انتقال و یا مولدهای نیرو نیست. خوشبختانه به دلیل وجود حداقل وسایل
دینامیکی در آنها کمتر با مشکل و آسیب پذیری رو به رو هستند. مسلماٌ این به
آن معنی نیست که می توان از توجه به حفاظت ها و سرویس و نگهداری آنها غفلت کرد.
خلاصه و نتيجه گيري
در این مقاله نخست مختصری از تئوری و تعاریفی از
انواع ترانسفورماتورها بیان می شود سپس نقش ترانسفورماتورها در
شبکه تولید و توزیع نیرو و در نهایت شرحی در مورد سرویس و تعمیر ترانسها
ارائه می شود.
تئوری و تعاریفی از ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورها به زبان ساده و شکل اولیه وسیله ای است که تشکیل
شده از دو مجموعه سیم پیچ اولیه و ثانویه که در میدان مغناطیسی و
اطراف ورقه هایی از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار می
گیرند. مقره ها یا بوشینگ ها یا ایزولاتورها و بالاخره ظرف یا محفظه
ترانسفورماتور.
کار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژی الکتریکی از سیستمی
با یک ولتاژ و جریان معین به سیستم دیگری با ولتاژ جریان دیگر است. به
عبارت دیگر ترانسفورماتور دستگاهی است استاتیکی که در یک میدان
مغناطیسی جریان و فشار الکتریکی را بین دو سیم پیچ یا بیشتر با همان
فرکانس و تغییر اندازه یکسان منتقل می کند.
انواع ترانسفورماتورها
سازندگان و استانداردها در کشورهای مختلف هر
یک بنحوی ترانسفورماتورها را تقسیم بندی کرده و تعاریفی برای درج بندی
آنها ارائه داده اند. برخی ترانسها را بنا بر موارد و ترتیب بهره
برداری آنها متفاوت شناخته اند، مانند ترانس های انتقال قدرت، اتوترانس
و یا ترانس های تقویتی و گروهی از ترانسها را به غیر از ترانسفورماتور
اینسترومنتی(ترانس جریان و ولتاژ)، ترانس قدرت می نامند و اصطلاحاٌ
ترانس قدرت را آنهایی می دانند که درسمت ثانویه آنها فشار الکتریکی تولید
می شود.
این نوع تقسیم بندی در عمل دامنه وسیعی را در بر می
گیرد که در یک طرف آن ترانسفورماتورهای کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعیف
برای لامپهای دستی و مشابه آن قرار می گیرند و طرف دیگر شامل ترانس های
خیلی بزرگ برای تبدیل ولتاژ خروجی ژنراتور به ولتاژ شبکه و خطوط
انتقال نیرو است. در بین این دو اندازه (حد متوسط) ترانسهای توزیع و یا انتقال در مؤسسات
الکتریکی و ترانسهای تبدیل به ولتاژهای استاندارد قرار دارند.
ترانسها اغلب به صورت هسته ای یا جداری طراحی می
شوند. در نوع هسته ای در هر یک از سیم پیچ ها شامل نیمی از سیم پیچ فشار
ضعیف و نیمی از سیم پیچ فشار قوی هتند و هر کدام روی یک باروی هسته ای
قرار دارند. در نوع جداری، سیم پیچ ها روی یک هسته پیچیده شده اند و
نصف مدار فلزی مغناطیسی از یک طرف و نصف دیگر از طرف هسته بسته می شود.
در اکثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعیف و خروجی بزرگ و نوع
هسته ای برای ولتاژ قوی و خروجی کوچک به کار میروند.(به صورت سه فاز یا یک فاز).
ترانسهای تغذیه و قدرت مانند ترانس اصلی نیروگاه ترانس توزیع و اتو
ترانسفورماتور، ترانسفورماتورهای قدرت معمولاٌ سه فاز هستند اما گاهی ممکن
است در قدرتهای بالا به دلیل حجم و وزن زیاد و مشکل حمل و نقل از سه
عدد ترانس تک فاز استفاده کنند.
ترانس های صنعتی مانند ترانس های جوشکاری، ترانس های راه اندازی و ترانس های مبدل ترانس برای سیستم های کشش و جذب که در راه
آهن و قطارهای الکتریکی به کار می رود.
ترانس های مخصوص آزمایش،اندازه
گیری، حفاظت مصارف الکتریکی و غیره
حروف اختصاری IC از دو کلمه انگلیسی integrated circuit به معنی مدار مجتمع
گرفته شده است. پیش از اخترا ع IC ،مدارهای الکترونیکی ازتعداد زیادی قطعه یا المان
الکتریکی تشکیل می‌شدند. این مدارات فضای زیادی را اشغال می‌کردند و
توان الکتریکی بالایی نیز مصرف می‌کردند. و این، امکان بوجود آمدن نقص و
عیب در مدار را افزایش می‌داد. همچنین سرعت پایینی هم داشتند. IC ، تعداد زیادی عناصر الکتریکی را که بیشتر آنها ترانزیستور هستند، در یک فضای کوچک درون
خود جای داده است و همین پدیده است که باعث شده امروزه دستگاههای الکترونیکی کاربرد چشمگیری در همه جا و در همه زمینه‌ها داشته باشند..
مطالب مشابه :
بلوز آستين خفاشي
فروش اينترنتي لباس زنانه و دخترانه . فروش اينترنتي لباس زنانه و دخترانه . مجله شب فارسي
درباره لباسها
مدل لباس شب ، لباس مجلسي ، فروش عمده لباس ترک مدل خريد اينترنتي لباس مجلسي
مدل لباس پاییز و زمستان دختران و زنان
مدل لباس پاییز و زمستان دختران و زنان شب ایران; وبلاگ فروش سریال و کارتونهای قدیمی با
ترانزیستور
مدل لباس هندی شب ایران; وبلاگ فروش سریال و کارتونهای قدیمی با کیفیت بالا .
عکس لباس عروس 2010شماره 6
ژورنال لباس مجلسي - لباس شب و فروشگاه اينترنتي بزرگترين سايت فروش ساعت در
برچسب :
فروش اينترنتي لباس شب