سلسلة الالكترونيات - المصطلحات - 1

[hsn93]

السلام عليكم.

نبدا بدرسنا الاول في السلسلة سيكون درس فيزيائي مختصر ساحاول وضع المصطلحات المهمة هنا مع شرح مختصر جدا لها. لكل مصطلح ساضع رابط ويكيبيديا لان شرحي مختصر ليكون مرتب وقصير.

هذه المصطلحات ستساعدنا في فهم الدروس القادمة.
وقد اضيف عليها مستقبلا


الهدف:
- تعزيز وفهم المفاهيم الفيزيائية \ الكهربائية
- مقدمة في الالكترونيات والكهرباء



الشحنة:
electrical charge

هناك شحنتان موجبة (+) و سالبة (-). تتنافر الشحنات المتشابهة بينما تتجاذب اذا كانت مختلفة (شحنة موجبة تجذب شحنة سالبة) و (الشحنة السالبة تتنافر مع الشحنة السالبة).
تقاس الشحنة بوحدة كولومب ويرمز لها بالرمز C



- الموصلات:
conductors and insulators

الخلاصة: هناك مواد توصل الكهرباء ومواد تعزل الكهرباء.

اكثر الموصلات المستخدمة هي النحاس copper . طبعا الاسلاك التي نراها تكون مغطاة بالعازل.




- التيار الكهربائي:
electrical current

يرمز للتيار الكهربائي current بالرمز I. يقاس بوحدة الامبير وهي كمية الشحنة المتحركة في وحدة الزمن.

ملاحظة مهمة: من المفهوم لدينا ان الالكترونات هي التتي تترك لذلك فان تيار الالكترونات يكون من اتجاه الشحنة السالبة الى الموجبة. ولكن في الكثير من الدوائر الكهربائية سترى العكس وذلك لان في البداية كان الفيزيائيين يعتقدون ان الشحنة الموجبة تتحرك لذلك والى يومنا هذا نستخدم التيار الاصطلاحي (تحرك الشحنة من الاتجاه الموجب الى السالب) الا ان الواقع هو وجود تيار الكترونات (تحرك الشحنة السالبة باتجاه الموجبة).



فرق الجهد:
voltage - electrical potential difference

فرق الجهد يكون عبارة عن فرق بين نقطتين في الشحنة الكهربائية. تقاس بوحدة الفولت ويرمز لها ب V
1 فولت عبارة عن طاقة 1 جول لازمة لتحريك شحنة 1 كولومب من نقطة الى نقطة اخرى.


من المهم ان نفهم ان فرق الجهد يكون فرق بين نقطتين وليس نقطة واحدة.

مثال الusb




لو شاهدنا الرسمة اعلاه سنرى في الجدول بان الموصل رقم 1 الاحمر هو 5v+ وهي خمسة فولت. الى انها 5 بالنسبة الى النقطة 0 وهي الموصل الاسود.

ممكن ايضا ان نقول ان فرق الجهد للموصل 4 الاسود هي سالب 5 فولت بالنسبة للموصل رقم 1 الاحمر.
ملاحظة دائمة ما نجد في الدوائر الكهربائية نقطة رئيسية نلجأ لها نسميها الGND. وهي النقطة المرجعية.



في هذه البطارية حيث انها ستعطينا 1.5 فولت من الموجب الى السالب. الا انها لن تعطيك 1.5 بالنسبة لبطارية اخرى غير موصلة بها على سبيل المثال لان البطاريتان غير موصلتان فان ليس



ملاحظة: البطارية هي مصدر طاقة كيميائية حين نصلها بدائرة كهربائية تتحول الطاقة لكهربائية.


المقاومة:
resistance

المقاومة هي قابلية الحمل في مقاومة التيار الكهربائي. يرمز لها بالرمز R وتقاس بوحدة بالأوم (Ω)
تذكر ان الاسلاك الكهربائية (الموصلات) لديها مقاومة قليلة قريبة من الصفر.




الدائرة الكهربائية:

تكون الدائرة الكهربائية مكتملة نصل مصدر كهربائي مع حمل كهربائي.



نرى في الصورة اعلاه مصدر كهربائي وفيه الاقطاب (+) و (-).
وحمل كهربائي على اليمين
وفي الاسفل مفتاح كهربائي مفتوح.

حينما نغلق المفتاح الكهربائي



فان التيار الكهربائي يتحرك من القطب الموجب الى السالب. (تيار اصطلاحي وليس الالكترونات).
كما ترى رمزت للتيار ب I

القدرة الكهربائية:
electrical power

يرمز لها بالرمز P و تقاس بوحدة الwatts الوات.
وهي الطاقة بالجول في الزمن الثانية.

تحسب القدرة بال

1 وات = 1 فولت (فرق الجهد) * 1 امبير (التيار)
1 وات = 1 جول / ثانية

قانون اوم:
ohm's law

قانون يضع علاقة بين التيار وفرق الجهد والمقاومة في دائرة كهربائية

V = I * R

مثال:
كما ترى بالصورة اعلاه. حسب القانون:
كلما زدنا المقاومة R فان التيار يقل.
كلما زدنا الجهد V فان التيار يزداد.

ملاحظة حينما نجعل R صفر النتيجة لا تحمد عقباها كما لو قسمنا على صفر   (دائرة قصر)

قانون جول:
Joule's law

P = I * V

قد يكون الدرس ممل لكني اراه مهم في شرح الدروس القادمة.

ملاحظة الصور رفعتها على سيرفر خارجي لوجود مشكلة؟

[pharaon]

استفسار صغير
اذا اردت ان احسب قيمة مقاومة لمبة ليد صغيرة حوالى 5 وات اذن تحسب بخذا القانون
R = P/I*I
او
R = v *v /P

[hsn93]

استفسار صغير
اذا اردت ان احسب قيمة مقاومة لمبة ليد صغيرة حوالى 5 وات اذن تحسب بخذا القانون
R = P/I*I
او
R = v *v /P

السلام عليكم.

نعم. القوانين صحيحة بشكل عام. لكن تذكر ان هذه اللمبة تشتعل على فرق جهد معين لا اكثر ولا اقل.

 الLED يحدد المصنع له Forward voltage معين (فرق جهد معين ليشتعل)
المقصود ان عند وجود فرق جهد معين على الليد فسيبدا بالتوصيل والاشتعال..
ولو اردنا الدخول في تفاصيل الdiodes وكيفية عملهم هناك فيزياء كيميائية كبيرة في الموضوع ..


طبعا الموضوع اعقد من نراه كمقاومة بسيطة .. لانه تتغير مقاومته بعد الاشتعال بسبب الحرارة .. وتتغير كذلك بوجود فرق الجهد عليه.. احببت ان اضع هذه المصطلحات ولو انها لا تمت بالهندسة العكسية مباشرة ساحاول ربط المفاهيم في الدروس القادمة.

[pharaon]

لانه تتغير مقاومته بعد الاشتعال بسبب الحرارة

اعرف انه بعيد عن الهندسة العكسية لكن اردت المعلومة لسبب هو انى اذا قمت بتوصيل اكثر من لمبة فاحتاج لمعرفة المقاومة حتى اعرف فرق الجهد المطلوب لتشغيلهم جميعا

[hsn93]

اعرف انه بعيد عن الهندسة العكسية لكن اردت المعلومة لسبب هو انى اذا قمت بتوصيل اكثر من لمبة فاحتاج لمعرفة المقاومة حتى اعرف فرق الجهد المطلوب لتشغيلهم جميعا

اذا كان لديك ليد مثلا على سبيل المثال:
https://www.amazon.com/6000K-6500K-600mA...B01DBZJBIW
 5 وات

input(DC): 600mA-700mA / 6V-7V

كما ترى في المواصفات مكتوب ان (فرق جهد) 7 فولت و 0.7 امبير (التيار)
لو ضربناهم لحصل الناتج 4.9 وات ..
المقاومة تقدر بـ 10 اوم.

لو وضعنا اثنان على التوالي = 10 اوم + 10 اوم = 20 اوم.
حينها سنضع فرق جهد (14) عليهما = 14 فولت
وستكون القدرة الكهربائية = 14*14 / 20 = 9.8 وات ...

لو ترى اننا احتجنا ل V forward فرق الجهد اللازم لتشغيل واحدة حتى لو عرفنا انها 5 وات (في المثال اعلاه 7 فولت) .. حتى لو حاولت ذلك بالتعويض والجبر ستجد انه ينقصك متغير.