مقاومت فیلم نازک (فیلم کربنی) @electroscience

✅مقاومت فیلم نازک (Thin Film Resistors)
در واقع، تمام مقاومت فیلم نازک از از میله سرامیکی شبکه ای (هسته سرامیکی عایق) و مواد مقاومتی ساخته شده است. یک لایه مواد رسانا بسیار نازک بر روی هسته عایقی قرار دارد که این هسته عایقی از مواد سرامیکی با کیفیت بالا و یا مواد شیشه ای ساخته شده است. دو مدل مقاومت فیلم نازک وجود دارد:
1)مقاومت های فیلم کربنی
2)مقاومت های فیلم فلزی
✅ مقاومت های فیلم کربنی:
مقاومت های فیلم کربن شامل یک میله ( هسته ) عایق ساخته شده از مواد سرامیکی درجه بالا است که substrate (بستر) نامیده می شود. یک لایه بسیار نازک کربن مقاومتی و یا فیلم سراسر سطح هسته را میپوشاند. این نوع از مقاومت ها به طور گسترده ای در مدارهای الکترونیکی به دلیل نویز ناچیز و کاربرد گسترده و پایداری در مقایسه با مقاومت کربن جامد استفاده میشود.
@electroscience

مقاومت فیلم نازک (فیلم فلزی) @electroscience

✅مقاومت های فیلم فلزی:
مقاومت فیلم فلزی از لحاظ ساختار شبیه مقاومت فیلم کربنی است و تفاوت اصلی آن در جنس فیلم آن به جای کربن از فلز است(و یا مخلوطی از اکسیدهای فلزی، نیکل کروم و یا مخلوطی از فلزات و شیشه است که به نام لعاب فلز است و به عنوان فیلم مقاومت استفاده می شود). مقاومت فیلم فلزی بسیار کوچک، ارزان و قابل اعتماد در کار هستند. ضریب دمای آنها بسیار کم است و در جاهایی که پایداری و سطح نویز حایز اهمیت است , استفاده میشوند.
@electroscience

نحوه خواندن اطلاعات روی خازن الکترولیتی @electroscience

مقادیر مقاومت سری خازنهای الکترولیتی @electroscience

✅یک خازن در حقیقت فقط یک خازن نیست!!!
چون ایده آل نیست .
و مدل دقیق یه خازن به صورت یک RLC سری هست .
.یعنی خازن، یه مقاومت داخلی و یه سلف داخلی هم داره!
. که به سلف سریESI (equivalent series inductance) و به مقاومت سری آن ESR (equivalent series resistance) میگویند
ولی معمولا در مدلسازی، ما از سلف سری صرفنظر میکنیم و تنها این مقاومت سری را در نظر میگیریم چون مقدار این مقاومت یه مقدار قابل توجهی هست!! این مقاومت سری در بحث تلفات و همچنین ریپل ولتاژ خازن نقش مهمی داره و نکته مهم این است که در خازنهای الکترولیتی این مقدار بزرگتر از مقدار خازنهای سرامیکی و پلی استر است .
یعنی خازن های سرامیکی و پلی استر مقاومت درونی یا همون ESR کمتری دارن... در جدولی که مشاهده میکنید مقدار تقریبی ESR برخی از خازن‏های الکترولیت آورده شده البته کار دقیق تر اینه که از ESR meter برای اندازه گیری مقاومت سری خازنمون استفاده کنیم.

@electroscience

تفریحات سالم @electroscience

راهی ساده برای بخاطر سپردن جهت ترانزیستورهای PNP و NPN که در ترانزیستورهای PNP جهت فلش بیس-امیتر به سمت داخل و در NPN به خارج است @electroscience

وریستور" این متغیر دوست داشتنی

وریستور چیه!؟؟؟
وریستور یه مقاومت وابسته به ولتاژ است یعنی چی!؟ یعنی در حالت عادی وریستور یه مقاومت بی نهایت است، ولی اگه ولتاژ دو سرش زیاد بشه مقدار مقاومتش هم کم میشه!
حالا چه کاربردی داره!؟
فرض کنید یه مدار دارید که به هیچ وجه نباید ولتاژ دو سرش از یه مقداری بیشتر بشه، شما یه وریستور به صورت موازی بعد از فیوز می ذارید
اگه خدایی نکرده ولتاژ تغذیه یهو به هر دلیلی زیاد بشه مقاومت وریستور صفر میشه (اتصال کوتاه میشه) و ولتاژ دو سر مدارتون هم صفر میشه و مدار نجات پیدا می کنه
فقط چون وریستور اتصال کوتاه شده یه جریان خیلی زیادی از فیوز می گذره که باعث میشه فیوز بسوزه و باز کل مدار نجات پیدا کنه
وریستور رو توی ولتاژ های متناوب (ای سی) بعد از فیوز می ذارن و توی ولتاژ های دی سی بعد از پل دیود
کار وریستور توی الکترنیک یه جورایی شبیه کار برق گیر توی قدرت است
توی سیستم های قدرت هم برق گیر نصب میشه که اگه صاعقه ای اومد یا در اثر کلید زنی اضافه ولتاژ های موجی رو خط افتاد مقاومت برق گیر به شدت پایین میاد و جریان زیادی از خودش عبور میده به سمت زمین، و در اثر جریان زیاد هم اضافه ولتاژ ها کم می شن

@electroscience

رنگ کلاه بر اساس استاندارد 83 - 501 @electroscience

تفاوت میکروکنترلر با میکروپروسسور @electroscience

✅ تفاوت میکروکنترلر با میکروپروسسور چیه؟
.
شاید اگه ازمون بپرسن بین میکروکنترلر و میکروپروسسور چه تفاوتی هست، هر دو را به چشم برادری ببینیم؛ درحالیکه بینشون از زمین تا زیرزمین تفاوته. میکروپروسسور، ریزپردازنده ای هست که فقط قادر به پردازش اطلاعات و انجام محاسباته و برای استفاده از توانایی هاش باید در کنارش از یه سری ادوات مثل حافظه،‏ کلاک، ورودی و خروجی و... استفاده کرد. ریزپردازنده در کنار دیگر قطعات الکترونیکی معنا پیدا می‏کنه مثلا اگه مغز انسان رو پردازنده فرض کنیم، مغز به تنهایی قادر به انجام کاری نیس و باید در کنارش حواس پنجگانه انسان هم باشه که مغز بتونه از اونا ورودی بگیره و باید دست‏ و پایی هم باشه که بتونه به اونها دستورات اجراییو بده. پس مغز (یا پردازنده) به تنهایی قابل استفاده نیست.
.
ولی میکروکنترلر از قسمتای مختلفی تشکیل شده که میکروپروسسور یکی از اجزای اونه. در حقیقت میکروکنترلر قطعه‏ ای هست که به تنهایی قابل استفاده است چرا که علاوه بر پردازنده‏ ی مرکزی دارای حافظه ورودی/خروجی و ... است
.

✅ حالا سوال بعدی تفاوت پروسسور با میکروپروسسور چیه؟ .

تفاوت پروسسور (یا پردازنده) و میکروپروسسور (یا ریزپردازنده) در ابعادشه که ابعاد میکروپروسسور بسیار کوچک‏تر از پروسسوره.
حالا سوالی که به ذهن آدم میاد اینه که آیا تنها دلیل استفاده از میکروپروسسور به جای پروسسور بخاطر کوچیک بودن اوناس؟ یعنی تنها دلیل کوچیک کردن ابعاد پردازنده به خاطر اینه که جای کمتری رو اشغال کنن؟
متاسفانه پاسخ منفیه. یکی از دلایلی که ابعاد یک پردازنده را کوچیک می‏کنن اینه که پردازنده به یک قطعه ‏ی فشرده یا به قول خارجکیا به یه عنصر LUMP تبدیل شه.
حالا عنصر فشرده (LUMP) دیگه چی چیه؟؟؟ عنصری که ابعادش در مقایسه با طول موج سیگنال که اون عنصر را تحریک می‏کنه(سیگنال کاری اون قطعه) بسیار کوچیک باشه، یعنی ابعادش قابل صرف‏نظر باشه. یک مدار که از عناصر فشرده تشکیل شده‏ رو مدار فشرده میگن. قوانین KVL و KCL فقط و فقط برای مدار‏ات فشرده برقراره و اگر مداری فشرده نباشه باید برای حل اون از معادلات ماکسول مرحوم استفاده کرد که این کار رو بسیار سخت میکنه، هرچی فرکانس کاری مدار بالاتر باشه طول موجش کوچک‏تره(طول موج: سرعت انتشار امواج تقسیم بر فرکانس) و اگه در این شرایط ابعاد قطعات رو کوچیک نکنیم مدار از فشردگی در میاد و درگیر قوانین پیچیده ی ماکسول میشیم، پس برای استفاده از فرکانس‏های بالا یا به عبارتی برای بالاتر بردن سرعت محاسبات باید ابعاد قطعات را کوچیک کنیم.

@electroscience

رنج مقاومت و خازنها @electroscience

✅ بعضی وقتا یه مدار طراحی می کنید با یه سری مقاومت و خازن
ولی وقتی میرید مقاومت ها و خازن ها رو بخرید می بینید اون مقادیر رو نداره!
چرا!؟
چون سازنده ها نمیان تمام مقادیر رو درست کنن، یه سری مقاومت و خازن توی رنج استاندارد درست می کنن و شما باید با اون رنج استاندارد مدارتون رو طراحی کنید
معمولا مقاومت های استاندارد که تو بازار خیلی راحت پیدا میشه E12 هست که رنگش رو آبی کردیم!
مقاومت های E12 این عدد ها هستن و مضارب 10 اونها !
مثلا مقاومت 1.5 اهم، 15 اهم، 150 اهم، 15کیلو اهم و .... موجوده
و مقدار بالا تر از اون میشه 1.8 اهم، 18 اهم، 180 اهم و ... پ ن : مقاومت های با دقت بیشتر هم داریم مثل E96 و E192 که استاندارد E192 مقاومت های 1.00 ، 1.01 ، 1.02 ، 1.04 ،1.05، 1.06 و ... رو داره
پ ن2 : مقاومت هایی که آبی رنگ هستن مقاومت های نظامی هستن که خطاشون خیلی کمتر از معمولی ها هست
پ ن 3: مقاومت های معمولی با کد رنگی که معمولا تو مدارهای مختلف می بینیم تحمل 0.25 وات تلفات رو دارن! یعنی یه مقاومت مثلا 100 اهم، ولتاژ دو سرش نباید بیشتر از 5 ولت بشه!!! پس حواستون به توان مقاومت ها باشه
مقاومت های 5 وات و 10 وات هم تو بازار هست، اگه تلفاتتون بیشتره از اونها استفاده کنید!
راستی به این نکته توجه کنید که تلفات مقاومت ها به صورت گرما است! و اگه مقاومت 10 وات استفاده کنید و مثلا 8 وات توی مقاومت تلف داشته باشید این 8 وات خودش رو به صورت گرما نشون میده و باید یه جوری مدار رو خنک کنید
@electroscience

چه موقع از چه باتری استفاده کنیم @electroscience

چه موقع از چه باتری استفاده کنیم؟
✅ 1)باتری های قلیایی(alkaline) : یکی از محبوبترین باتری ها میباشد و همه جا میشه پیداش کرد . هر سلول باتری 1.5 ولتی هستش و هزینه اس خیلی پایینه و چگالی انرژی معقولی داره.
کجاها ازش استفاده کنیم؟
برای مصارف توان پایین مثل کنترل تلویزیون و بعلت اینکه همه جا میشه پیداش کرد این باتریو انتخاب خیلی خوبیه برا این سبک کاربردها (البته این باتری ها رو هم نباید دست کم گرفت چرا که ناسا داره یکی از پروژه هاش از این باتری در ipod شاتل فضاییش استفاده میکنه )
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
جاهایی که چگالی انرژی بالایی بخواهیم مثلا تو یک هواپیما کنترلی که انرژی زیادی به صورت ناگهانی میخواد و این باتری زود خالی میشود.
✅ 2)باتری های روی – کربن :این باتریا معمولا ارزانتر از باتری های قلیایی هستن .
کجاها ازش استفاده کنیم؟
زمانیکه هزینه یه پارامتر خیلی مهم باشه از این باتریا استفاده میکنیم که معمولا در اسباب باز ی بچه ها یا همون باتری کنترل تلویزیون ازش استفاده میکنیم.
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
جاهایی که جریان دشارژ زیادی مورد نیازه مانند چراغ قوه های توان بالا. معمولا این باتری ها انرژی کمتری نسبت به باتری های قلیایی تو خودشون میتونن ذخیره کنن و جاهایی هم که نیاز به زمان کار طولانی هست این انتخاب مناسبی نیست.
✅ 3)باتری های اولیه ی لیتیومی : که این باتری ها را در سلول های در ابعاد باتری ساعت مچی تا ابعاد بزرگتر میسازن. البته ابعاد کوچک در این بخش مدنظره .
کجاها ازش استفاده کنیم؟
کاربردهایی که جریان کشیده شده از باتری خیلی پایین باشه مثل ساعت مچی یا جایی که جریان دشارژ پایینی بخوایم . جایی که سلول باتری برامون مهم باشه مثل همون ساعت مچی
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
جاهاییکه هزینه مهم باشه چون این باتریا ارزون ترین باتری شیمیایی نیستن !!!

✅ 4)باتری های نیکل – کادمیم (NiCd) : این باتریا اغلب ارزونتر از باتریای NiMh و حتی باتریای قلیایی هستش (منظور در یک ولت – آمپر ساعت برابر است) و نکته مهمشون اینه که قابل شارژن .
کجاها ازش استفاده کنیم؟
جایی که یه باتری قابل شارژ نسبتا ارزون بخوایم . جاییکه طول عمر باتری میخوایم زیاد باشه و شارژ و دشارژ زیاد داریم چون این باتریای نیکل – کادمیم زیاد میتونن شارژ و دشارژ بشن.
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
جاییکه شرایط کاریمونو به صورت دقیق ندونیم چون برا اینکه طول عمرشون زیاد باشن به یه روش خاص برا شارژ کردنشون نیازه و تو اون شرایط کاریمون شاید به خوبی از طول عمر این باتری استفاده نشه و استفاده از سایر باتریا شاید بهتر باشه.
✅ 5)باتری های نیکل – متال هیدرید (NiMh) : این باتریا دارای انرژی بیشتر , انعطاف پذیری بیشتر نسبت به باتریای نیکل – کادمیم هستش.
کجاها ازش استفاده کنیم؟
جاییکه جریان دشارژ زیاد مورد نیازه مثل ادوات قدرت بی سیم. یا جاییکه نمیدونیم پروسه شارژ شدن چطوریه مثلا با نصف توانش قرار شارژ بشه که این باتریای نیکل – کادمیم خیلی مضره ولی برا این باتریا مشکلی نداره.
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
جاییکه طول عمر زیاد موردنیازه . طول این باتریا معمولا کمتر از 1000 پریوده شارژ و دشارژه.
✅ 6)باتری های اسیدی (SLA) : این باتریا برا جاهاییه که توان زیادی میخوایم و قیمت باتری هم نمیخوایم خیلی زیاد بشه.
کجاها ازش استفاده کنیم؟
جاییکه میخوایم مقدار زیادی انرژی ذخیره کنیم. جاییکه هزینه خیلی برا ما مهمه چون این باتریا معمولا خیلی ارزونتر از سایر باتریای شیمیایی در توان مشابه هستن.
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
اگر وزن باتری برامون یه نگرانی باشه . چون جز اصلی شیمیایی این باتری سرب هستش برا همین باتریای سنگینی هستن. جاییکه شارژ و دشارژ زیاد بخوایم چون این باتریا معمولا برای 100 پریود خوب هستن.
✅ 7)باتری های ثانویه ی لیتیومی: نوع اولیشو توضیح دادیم که معمولا در باتریای ساعت بکار میره نوع دیگرشون که بهش میگم نوع ثانویه برا جاییه که بالاترین چگالی انرژی مورد نیازه.
کجاها ازش استفاده کنیم؟
جاییکه چگالی انرژی بالا میخوایم چون سلولای این باتری دارای بالاترین چگالی انرژین. جاییکه جریان دشارژ بالا لحظه ای بخوایم . بعضی از این باتریا تا 90 برابر ظرفیتشون میتونن جریان لحظه ای بدن پس تو جاهایی مثل هواپیما کنترلی خیلی خوبن یا مثلا باتری لب تاب .
کجاها از این باتری استفاده نکنیم؟
این باتریا خیلی پر هزینن و جاییکه هزینه مهم باشه باید ببینیم به صرفه هست یا نه .
@electroscience

چرا برق آمریکا 60 هرتزه ؟ (تصویر نیکولا تسلا) @electroscience

✅ چرا فرکانس برق آمریکا 60 هرتز است؟
آمریکایی ها میگن که تاریخ ما استانداردهای ما را تعیین میکند.
یکی از چیزایی که شاید هیچ وقت بهش فکر نکنید نه تو دانشگاه و نه حتی تو بازار کار (برای مهندسای برق) اینه که چرا فرکانس برق آمریکا 60 هرتزه؟ اما وقتی من کتاب مرد فرای زمان (Man Out of Time) مارگارت چنی رو خوندم , تونستم با برداشتی که کردم یه جورایی بفهمم چرا 60 هرتزه (در ولتاژ AC 110 ولت) انتخاب شده. به نظر می رسه که علت اون ترکیبی از یک نبوغ بزرگ و سازشی وحشتناک به خاطر کسب و کاره.
منشا برق 60 هرتز AC، احتمالا بسیاری از شما میدونید که برمیگرده به نیکولا تسلا (مهندس مورد علاقه من). او برای اولین بار با توماس ادیسون کار می کرد، و بعدا همونطور که احتمالا بدونید مجبور به یه رقابت وحشیانه با ادیسون شد .که اون رقابت باعث شد که بسیار سرد از ادیسون جدا بشه.
این خنده داره که چگونه برگ تاریخ پر از چیزهای حقیر و مضحکه ، مثل اینکه چگونه ادیسون بچه ها را برای ربودن گربه و سگ همسایه ها و وصل کردن اونا به برق AC استخدام میکرد تا به مردم خطرات برق AC را در مقابل برق DC نشون بده و یا چگونه برق AC را به یه فیل وصل میکنه و یا اختراع صندلی اعدام با استفاده از برق AC اختراع و این اختراع خودشو تحت نام "Westinghoused" تجاری کرد به دلیل اینکه جرج وستینگهاوس از تسلا حمایت میکرد .
تمامی این ها حالا چه ربطی به 60 هرتز داره؟ خوب، در حدود سال 1888 هنگامی که وستینگهاوس می خواست برای ساخت یک شبکه تامین برق با استفاده از انرژی جنبشی آبشار نیاگارا اقدام کنه، اون به ایده تسلا رو کرد، چون تسلا زودتر مزایای AC را نشان داده بود و چیزهایی نیز در مورد موتورهای الکتریکی و توزیع قدرت می دانست. تسلا در اونموقع تجزیه و تحلیل و آزمایشاتی رو انجام داده بود که فهمید 60 هرتز در 220 ولت AC کارآمد ترین گزینه است.
با این حال، مهندسان وستینگهاوس به 133 هرتز اعتقاد داشتند. در کتاب مارگارت چنی آمده:
"هنگامی که او از نظر مهندسان اطلاع یافت ، پس از تلاشی فرسایشی موفق شد آنها را متقاعد کند که راه آنها اشتباه است و آنها تنها پس از ماه ها آزمایش های بیهوده و پرهزینه در اثبات راه خودشان در نهایت کلام او را پذیرفتند. بعد از آن موتورهای برای کار در فرکانس 60 هرتز طراحی شد. فرکانس 60 هرتز تا کنون استاندارد برای برق AC در آمریکا بوده است. " Some things never change
@electroscience