سواء كنا أطفالاً أو بالغين، فنحن جميعًا نعيش في عالم من المكونات الكهربائية. ومع ذلك، نحتاج إلى فرز المجموعة المناسبة من المكونات الكهربائية. إن عملية اختيار المكونات المناسبة ليست معقدة بل إنها استراتيجية.
هذا السوق ضخم، وستجد العديد من المكونات. كل منها له مواصفات فريدة وجودة وتطبيقات مقصودة. ولهذا السبب من الضروري فهم المبادئ الأساسية وراء اختيار المكونات. مرحبًا بك في عالم الإلكترونيات.
جوهر المكونات الكهربائية
الأجزاء الكهربائية هي مكونات تشكل جميع الدوائر والإلكترونيات وأنظمة الطاقة. يرتبط الأداء والسلامة عمومًا بتصنيفات وخصائص محددة. لذا، عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة أو الدوائر الكهربائية، يجب أن يكون لديك معرفة أساسية. في هذه الحالة، يجب الانتباه إلى المواصفات والمكونات الأساسية.
الخصائص الكهربائية
تحتوي جميع المكونات الكهربائية تقريبًا على بعض المواصفات القياسية. وفيما يلي بعض المواصفات التي يجب مراعاتها عند تصميم المكونات الكهربائية:
القوة الكهربائية
كل مكون له حد أقصى لتصنيف الجهد، وهو علامة الأمان. قد يؤدي تجاوز هذه العلامة إلى فشل المكون أو حتى مخاطر نشوب حريق. يتم قياس ذلك بالفولت (V). يجب أن يكون تصنيف جميع المكونات على الأقل أعلى جهد تشغيلي لنظامك.
التصويت الحالي
يمكن لكل مكون أن يحمل كمية معينة من التيار. وبعد تجاوز هذه العلامة، يسخن أو يتلف. ويتم قياس ذلك بالأمبير (A). تحتوي المقاومات وقواطع الدوائر والصمامات على مؤشرات تيار ثابتة. لذلك، فإن اختيار المكونات التي يمكنها دعم أعلى مستويات التيار في الدوائر المحددة بشكل فعال أمر إلزامي.
تقييم القوة
يشير هذا إلى مقدار الطاقة التي يمكن للمكون استخدامها دون تلف. يتم قياسها بالواط (W). تعد تصنيفات الطاقة ضرورية للمقاومات والمكثفات والمحثات.
تردد الاستجابة
ينطبق هذا على دوائر التيار المتردد. قد تختلف بعض المكونات حسب تردد الإشارة. تختلف المكثفات أو المحاثات حسب التردد بسبب معاوقتها.
أساسيات المكونات الكهربائية ووظائفها
يتكون أي تصميم كهربائي من بعض المكونات الكهربائية القياسية، ولكل منها ميزاتها ووظائفها الفريدة.
| اسم مكون | كيف يعمل؟ |
| PCB | تخلق لوحة الدوائر المطبوعة قنوات ومسارات للكهرباء والإشارات لتتبعها. وبدون لوحة الدوائر المطبوعة، لا يصبح الجهاز سوى جسم. |
| الترانزستور | وظيفة الترانزستور هي تضخيم أو تبديل الإشارات الكهربائية والطاقة. وهو جهاز ذو ثلاثة أطراف: القاعدة والمجمع والباعث. وقد أحدث ثورة في التصميمات الكهربائية. |
| الصمام الثنائي | تجعل الثنائيات الإشارات الكهربائية أحادية الاتجاه، وتحول التيار المتردد إلى تيار مستمر، وتحمي المكونات من الجهد العكسي. ويمكن أن تكون ثنائيات زينر أو قياسية أو باعثة للضوء (LED). |
| الباقات | تحمي العبوات شريحة أشباه الموصلات من العوامل البيئية مثل الرطوبة والغبار وتغيرات درجات الحرارة. |
| المقاوم | تسمح المقاومات بتدفق التيار المتحكم فيه داخل الدائرة وتحميها في حالة التدفق الزائد. هناك ثلاثة أنواع من المقاومات: ثابتة ومتغيرة وخاصة. بعض المقاومات الخاصة تشمل الثرمستورات والمقاومات المعتمدة على الضوء. |
| مكثف | يحمي المقاوم المتغير أو المقاوم المعتمد على الجهد الدائرة من ارتفاع الجهد الكهربي. فهو يحافظ على الجهد الكهربي عند مستوى آمن ويمنع تلف الدائرة الكهربية. |
| المكثف (مكثف التشغيل) | يمنحنا المكثف الطاقة الكهربائية كحقل كهربائي. ويساعدنا في تصفية الوظائف وتنعيمها وتوقيتها في الدوائر. كما يعمل على تثبيت الجهد وتصفية الضوضاء في الإشارة. ومن أنواعه السيراميك والكهرباء والتنتالوم. |
| مفاتيح | تعمل المفاتيح على فتح أو إغلاق الدائرة والتحكم في تدفق التيار وتشغيل الجهاز وإيقاف تشغيله. |
| بطاريات السيارات | البطارية هي مصدر للطاقة الكهربائية من الطاقة الكيميائية. وهي تزود جهازًا كهربائيًا محمولًا بالطاقة وتوفر احتياطيًا في حالات الطوارئ. |
| أخرى | وتشمل المكونات الأخرى أجهزة الاستشعار والدوائر المتكاملة (ICs) والثايرستور وما إلى ذلك. |
التعرف على المكونات الكهربائية
تُشكِّل المكونات الكهربائية أي دائرة كهربائية أو إلكترونية. إذا كان بإمكانك تحديد وظيفة المكونات، فيمكن أن يساعدك ذلك في تصميم الأجهزة الكهربائية وبنائها واستكشاف أخطائها وإصلاحها. تأتي المكونات الكهربائية عادةً بأشكال وأحجام وأنواع مختلفة. كما أنها ليست متشابهة. لها غرض فريد في الدائرة. يمكنك التعرف عليها بسرعة من خلال ملاحظة الخصائص والعلامات والرموز.
الترانزستورات
يمكن أن تكون الترانزستورات صغيرة وأسطوانية أو كبيرة ولها ثلاثة أسلاك. تحدد تسمياتها نوع الترانزستور، مثل NPN أو PNP. تحتوي ترانزستورات NPN على سهم يشير إلى خارج الباعث، بينما تحتوي ترانزستورات PNP على سهم يشير إلى الباعث.
الثنائيات
غالبًا ما تكون الثنائيات عبارة عن مكونات أسطوانية صغيرة. لها جسم أسود وخط في أحد طرفيها لتمييز الكاثود (الجانب السالب). الثنائيات، مثل مصابيح LED، شفافة ويمكنها إصدار الضوء. لها مثلث يشير إلى خط. ويمثل الاتجاه الذي يتدفق فيه التيار أو ينبعث منه الضوء.
المقاومات
المقاومات عبارة عن مكونات صغيرة أسطوانية أو مستطيلة. يستخدم المقاوم القياسي 4 أو 5 نطاقات ألوان. وهي تشير إلى قيمة مقاومته وتسامحه وأحيانًا معامل درجة الحرارة. رمز المقاوم هو خط متعرج أو مستطيل مع قيمة عددية بجانبه.
المكثفات
المكثفات لها أشكال وأحجام مختلفة. المكثفات الكهروليتية أسطوانية الشكل. يشير أحد طرفيها بعلامة سالبة (-) إلى القطبية. المكثفات الخزفية هي مكونات صغيرة على شكل قرص. لها رمز مكون من ثلاثة أرقام، مما يعني سعتها. رمز المكثف هو خطان متوازيان. يحتوي المكثف المستقطب على خط منحني فيه. الخطوط مستقيمة للمكثفات غير المستقطبة.
سويتشات
تأتي المفاتيح بأشكال مختلفة، مثل المفاتيح ذات الزر القابل للضغط والمفاتيح الدوارة والمفاتيح المنزلقة. تحتوي المفاتيح ذات الزر القابل للضغط على زر صغير يسمح للمستخدم بفتح الدائرة أو إغلاقها بالضغط عليه. تحتوي المفاتيح ذات الزر القابل للضغط على رافعة صغيرة للتبديل بين وضعي التشغيل والإيقاف.
البطاريات
تتعدد أشكال البطاريات، بما في ذلك الأسطوانية والقطع المعدنية. ويوضح نوع البطارية (مثل Li-ion وNiMH) والجهد الكهربي (على سبيل المثال، 1.5 فولت، 3.7 فولت)، وأحيانًا سعتها (بالمللي أمبير في الساعة أو أمبير في الساعة) عليها. وتحتوي البطاريات القابلة لإعادة الشحن على رموز تشير إلى قابلية إعادة الشحن، مثل رمز إعادة التدوير. والرموز الشائعة للبطارية عبارة عن خطين متوازيين. أحدهما علامة زائد (+) والآخر علامة ناقص (-) تشير إلى القطبية.
أساسيات اختيار المكونات الكهربائية لتصميمك الكهربائي
من الحكمة عدم اختيار مكون فاخر على الفور. مع وجود الكثير من الوسائط المتاحة للإعلانات، فمن الصعب كبح جماح نفسك. قبل اختيار أي عنصر لإعدادك، كن حذرًا بشأن الجوانب التالية-
تعرف على متطلباتك
يجب أن يخدم المكون الغرض المناسب لتصميمك الكهربائي. تحتاج دوائر الطاقة إلى مكونات عالية الطاقة، في حين تحتاج معالجة الإشارات التناظرية إلى مكونات منخفضة الضوضاء. سيكون لجهاز الكمبيوتر المفضل لديك للألعاب مواصفات مختلفة عن جهاز الكمبيوتر المكتبي الخاص بك.
حساسية درجة الحرارة
تعتبر درجة الحرارة من الأمور الأساسية في التصميم الكهربائي. تتسبب المكونات الساخنة في حدوث خلل في بيئة العمل. يمكنك استخدام مقاومات أو مكثفات تتحمل درجات حرارة عالية في مكوناتك. يمكن للوحات الدوائر المطبوعة المصنوعة من FR-4 تحمل درجات حرارة تصل إلى 130-140 درجة مئوية. يمكن للوحات الدوائر المطبوعة الخزفية تحمل درجات حرارة تزيد عن 350 درجة. لذا، اختر المكونات التي يمكنها تحمل درجات الحرارة الكافية لتصميمك الكهربائي.
الموثوقية وطول العمر
تأكد دائمًا من أن المكونات الكهربائية التي اخترتها يمكنها أن تخدمك لفترة طويلة. في هذه الحالة، غالبًا ما تقدم العلامات التجارية الموثوقة فترة خدمة لأي عنصر. يمكنك الرهان عليها. يمكن للمكونات الأصلية ذات التصميم السلس أن تتحمل التقلبات الفنية. فهي لا تتدهور بسرعة. وبالتالي، يمكنك الحصول على خدمة ذكية من المكونات الأصلية.
التكلفة مقابل الأداء
قم بقص معطفك بما يتناسب مع ملابسك. لا تقدم المكونات باهظة الثمن أداءً أفضل دائمًا. هل المكون متوفر بسهولة في مكان قريب؟ من الصعب العثور على الأجزاء النادرة أو المخصصة، لذا عندما تحتاج إلى استبدالها، يكون من الصعب العثور على قطع الغيار.
الكفاءة وفقدان الطاقة
الكفاءة هي أحد الأمور المهمة التي يجب مراعاتها. بناءً على معدل الكفاءة، يمكنك عمومًا التفاوض بشأن استهلاك الطاقة. يمكن للمكونات الفعّالة أن توفر لك الكثير من المال. يمكنك أيضًا اتباع حيل ونصائح أخرى لتحسين الطاقة لإطالة عمر البطارية. ابحث دائمًا عن طرق لتقليل استهلاك الطاقة غير المرغوب فيه للمكونات.
مجموعات بيانات المكونات الكهربائية
اتبع دائمًا المواصفات المعتادة عند اختيار الأجزاء. انظر إلى رقم الدقة والجهد والتيار. مثل المواد الأخرى الموجودة في السوق، تتبع المكونات الإلكترونية أيضًا المعايير الدولية. IEC وECSS وISO هي المعايير الثلاثة الأكثر استخدامًا في جميع أنحاء العالم.
اختر مصنعًا موثوقًا به
قد تعمل على مشاريع DIY أو ترغب في إنتاج كميات كبيرة. وفي كلتا الحالتين، يجب عليك القيام بذلك في منشأة مناسبة. يمكنك العثور على الأجزاء اللازمة عبر الإنترنت وفي المتاجر المحلية إذا قمت بذلك بنفسك. فهي متوفرة في كل مكان.
عندما تختار شركة مصنعة موثوقة، UETPCB يمكن أن تكون شريكك الموثوق. هذه الشركة هي الشركة الرائدة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة والأجهزة الإلكترونية. هنا، يمكنك الحصول على حلول شاملة، من خدمات الإنتاج والتجميع.
الأجهزة الكهربائية مقابل الأجهزة الإلكترونية: ما هو الفرق؟
هل تساءلت يومًا ما إذا كانت الأجهزة الكهربائية والإلكترونية متماثلة؟ حسنًا، ليس الأمر كذلك، على الأقل ليس بالنسبة للخبراء. نحصل على أشكال أخرى من الطاقة الكهربائية من الأجهزة الكهربائية. مثل الحرارة والضوء وطاقة الصوت. على سبيل المثال، الأجهزة الكبيرة والثقيلة مثل المحولات والمحركات والمولدات.
ومع ذلك، تتحكم الأجهزة الإلكترونية في تدفق الإلكترونات وتؤدي مهام معينة. ومن الأمثلة على ذلك الأجهزة الصغيرة والخفيفة مثل الترانزستورات والدوائر المتكاملة. في هذه المقالة، يتم وصف المكونات الكهربائية كمكونات للأجهزة الإلكترونية.
ملخص
لا يوجد شيء أكثر راحة من وجود مكونات كهربائية تعمل بسلاسة. يجب أن يعمل تصميمك الكهربائي بشكل جيد لفترة طويلة، لذا لا ينبغي لك التنازل عن الجودة. يجب أن تكون على دراية أيضًا بتفاصيل المكونات الكهربائية. لقد حاولنا إلقاء بعض الضوء عليها لمساعدتك في الاختيار بشكل أفضل.
إذا كان لديك المزيد من الأسئلة، يمكنك الاتصال بنا في أي وقت. نأمل أن تتمكن من إنشاء تصميم كهربائي مثالي.