داشتن تسلط به انواع مدار الکتریکی می تواند به افراد در مشاغلی چون تعمیرات لوازم خانگی و برقی کمک زیادی کند.در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی در کرج به صورت مفصل به این موضوع پرداخته شده است. پس از این دوره قادر خواهید بود انواع مدار الکترویکی را تشخیص داده و بردها را تعمیر کنید.
مادامی که یک مصرف کننده به شبکه برق متصل است مدار ساده ای با چهار عنصر زیر وجود دارد. مصرف کننده – منبع تغذیه – سیم های رابط و کلید کنترل مدار الکتریکی که عموما بر روی مصرف کننده تعبیه شده است. اما باید توجه داشته باشید که همیشه مدار تا به این حد ساده نیست. مدار می تواند بیش از یک مصرف کننده، کلید و یا منبع تغذیه داشته باشد. آن چه که اینجا مورد بحث قرار خواهد گرفت حالات مختلفی است که در مداری با بیش از یک مصرف کننده می تواند به وجود آید.
معرفی پنج مدل کلی از انواع مدار الکتریکی
مدار الکتریکی مسیر رسانای جریان یا الکتریسیته است که به آن مدار الکترونیکی نیز می گویند. یک سیم رسانا، یک کلید ON/OFF و یک فیوز برای ایجاد ارتباط بین منبع ولتاژ و بار، استفاده می شود. 5 نوع اصلی از انواع مدار الکتریکی وجود دارد – مدار بسته، مدار باز، مدار کوتاه، مدار سری و مدار موازی. بیایید با تعریف، مثال ها و نمادها به تفصیل این مدارها را بیاموزیم و درک کنیم.
مدار بسته
هنگامی که بار به خودی خود در مدار کار می کند، به آن مدار بسته یا مدار بسته می گویند. در این شرایط، مقدار جریان به بار بستگی دارد.
مدار باز
هنگامی که یک سیم برق یا قطعه الکترونیکی معیوب در مدار وجود دارد یا کلید خاموش است، به آن مدار باز می گویند. در نمودار زیر می بینید که لامپ نمی درخشد زیرا یا کلید خاموش است یا سیم برق مشکل دارد.
مطالعه بیشتر : بازار کار و درآمد شغل تعمیرات موبایل
مدار اتصال کوتاه
هنگامی که هر دو نقطه (+ و –) منبع ولتاژ در مدار به دلایلی با یکدیگر اتصال پیدا می کنند، به آن اتصال کوتاه می گویند. حداکثر جریان در این شرایط شروع به جریان می کند. اتصال کوتاه معمولاً زمانی اتفاق میافتد که سیمهای الکتریکی رسانا حتی به دلیل کوتاه شدن بار به یکدیگر متصل میشوند.
مدار الکتریکی سری
هر گاه مصرف کننده ها به گونه ای به یکدیگر متصل شوند که یک مسیر بیشتر برای عبور جریان الکتریکی ایجاد نشود، مدار الکتریکی سری تشکیل شده است.
از آن جا که بارهای الکتریکی در مدار سری ، اجباراً در یک مسیر جاری می شوند، در تمامی نقاط همواره مقدار آن ها ثابت است و اگر توسط آمپرمتر جریان را در نقاط مختلف مدار سری اندازه گیری کنید، با یک عدد واحد مواجه خواهید شد. اما ولتاژ در مدار سری وضعیتی کاملا متفاوت را دارا است. در مدار سری که یکی از انواع مدارهای الکتریکی است، ولتاژ بین مصرف کننده ها تقسیم می شود که این تقسیم می تواند کاملاً یکسان و یا به شکل نامساوی انجام شود. عامل تعیین کننده ولتاژ مصرف کننده ها در مدار سری، مقدار اهم آنهاست.
هر مصرف کننده که دارای اهم بیشتری باشد، ولتاژ بیشتری از منبع تغذیه را به خود تخصیص می دهد و بالعکس. یعنی کمترین ولتاژ به مصرف کننده ای می رسد که کمترین اهم را دارد. مجموع ولتاژ مصرف کننده ها همان ولتاژ کل منبع تغذیه است .
مقاومت معادل در مدار سری، مقدار قابل توجهی است که به سبب آن جریان مدار بسیار محدود می شود. مقاومت معادل از رابطه زیر محاسبه می شود:با افزایش مصرف کننده های مدار سری مقاومت معادل مرتبا افزایش یافته و جریان مدار کاهش می یابد.از آن جا که در مدار سری، هیچ کدام از مصرف کننده های ۲۲۰ ولتی، به ولتاژ مورد نظر خود دسترسی ندارند (قبلا اشاره شد که ولتاژ منبع بین مصرف کننده ها تقسیم می شود) و همچنین جریان مدار سری نیز به سبب بالا بودن مقاومت معادل، ناچیز است، توان مدار سری مقدار قابل توجهی نخواهد بود.
یعنی نمی توان با سری بستن مصرف کننده ها، به توان بالایی دست یافت بلکه توان حاصله از اتصال سری مصرف کننده ها، از توان هر یک از آنها به صورت جداگانه نیز کمتر خواهد بود که علت آن ذکر شد، توان کل یک مدار سری از رابطه زیر به دست می آید.
مدار الکتریکی موازی
هرگاه مطابق شکل دو و یا چند مصرف کننده به شکلی قرار گیرند که ابتدا و انتهای آنها به یکدیگر متصل گردد، مصرف کننده ها در اتصال موازی قرار گرفته اند. اختلاف سطح الکتریکی (ولتاژ) در مدار موازی ، توسط سیم های رابط به شاخه های مدار موازی منتقل می شود.
در مبحث بالا اشاره شد که هادی ها به واسطه داشتن سطح مقطع، طول و ضریب مقاومت مخصوص دارای اهم بوده و به نوعی مصرف کننده محسوب می شوند. اما در انواع مدار الکتریکی مانند مدار الکتریکی کوچک مانند لوازم خانگی به موجب کوتاه بودن طول هادی ها، از تلفات انرژی الکتریکی توسط آنها صرف نظر می شود. به این ترتیب می توان فرض نمود که اختلاف سطح منبع تغذیه بدون تلفات به دو سر تمامی شاخه ها می رسد. بنابراین ولتاز تمامی شاخه ها در مدار موازی، همان ولتاژ منبع تغذیه است. به عبارت دیگر اگر ۱۰ مصرف کننده به صورت موازی به یک منبع ۲۲۰ ولتی متصل شوند به همگی آن ها ولتاژ ۲۲۰ ولت خواهد رسید.
اما جریان در مدار الکتریکی موازی وضعیتی کاملا متفاوت دارد زیرا جریان کل () که از منبع جاری می شود به تعداد شاخه ها تقسیم شده و در نهایت، جریان های جاری در شاخه ها به یکدیگر پیوسته و جریان کل به منبع باز می گردد.
مطالعه آزاد : درآمد و بازار کار تعمیرات لوازم خانگی
مقاومت معادل در مدار موازی از کوچکترین مقاومت مدار نیز کوچک تر است و از رابطه زیر به دست می آید: توان در مدار موازی، مجموع توان هر یک از شاخه هاست. از آن جا که شاخه ها ولتاژ منبع را دریافت نموده و مانعی برای رسیدن جریان مورد نیاز به شاخه ها وجود ندارد، توان مصرف کننده نیز قابل توجه است.
از این رو برای دستیابی به توانی بالا، اجباراً می بایست مصرف کننده ها را به شکل موازی بست.می توان این موضوع را به شکلی دیگر نیز بررسی نمود.مصرف کننده های الکتریکی درکشور ما به ولتاژ نامی ۲۲۰ ولت نیاز دارند و از آن جا که در مدار سری ولتاژ منبع (۲۲۰ ولت) بین مصرف کننده ها تقسیم می شود، هیچ یک از مصرف کننده ها به ولتاژ نامی خود دسترسی نخواهند داشت.
این امر به وسایل حرارتی مانند سماور و بخاری برقی آسیب جدی نمی رساند بلکه عملکردشان رضایت بخش نخواهد بود اما اگر وسایل موتوری مانند چرخ گوشت و جاروبرقی اشتباه سری بسته شوند شدید آسیب می بینند. نتیجه آنکه تمامی مصرف کننده های ۲۲۰ ولتی، اجباراً می بایست به صورت موازی بسته شوند.
مدار الکتریکی چگونه کار می کند؟
مدار الکتریکی یا مدار قدرت، ترتیب مسیر رسانای الکتریکی برای جریان و حرکت بار الکتریکی یا الکتریسیته است. برای ایجاد یک مدار الکتریکی، ما به یک مسیر برای جریان الکترون ها، و یک منبع نیرو نیاز داریم تا آنها را در امتداد حرکت دهند. الکترون ها به خوبی از میان فلزات عبور می کنند. بنابراین در مدار الکتریکی مسیری از فلز نازک به شکل سیم ساخته می شود.
منبع تغذیه مدار می تواند سوئیچ سیم کشی خانه یا باتری باشد. اجازه دهید مثالی از یک لامپ متصل به باتری بیاوریم. برای اینکه لامپ روشن شود، الکترون ها باید از باتری بیرون رانده شوند. این کار از طریق میدان الکتریکی انجام می شود. سپس الکترون ها از لامپ عبور کرده و به انتهای دیگر باتری بازمی گردند. در طی این فرآیند، سیم (معمولا تنگستن) در لامپ آنقدر داغ می شود که می درخشد و نور روشنی از خود ساطع می کند.
به طور مشابه، الکتریسیته از طریق سیم کشی خانه به لوازم خانگی می رسد و به آنها کمک می کند تا کار کنند. مدار الکتریکی اینگونه کار می کند.
راهنمای انواع مدار الکتریکی و الکترونیکی
هر وسیلهای که روشنش میکنید، از رادیوی قدیمی خانه مادربزرگ گرفته تا گوشی توی جیبتان، یک مدار الکتریکی یا الکترونیکی درونش کار میکند. اما همه این مدارها یکجور نیستند. بعضیشان سیگنال را پیوسته پردازش میکنند، بعضی فقط با صفر و یک سروکار دارند و بعضی هم ترکیبی از این دو هستند. برای کسی که میخواهد وارد دنیای تعمیرات یا طراحی برد شود، شناخت این تفاوتها نقطه شروع کار است. در ادامه سراغ مدار آنالوگ و دیجیتال، مدار مجتمع یا IC، کاربرد هر نوع مدار در زندگی روزمره و روش تشخیص آنها با مولتیمتر میرویم.
مدار آنالوگ و مدار دیجیتال
اگر بخواهیم مدارها را بر اساس نوع سیگنال شان دستهبندی کنیم، اولین و مهمترین تقسیمبندی، آنالوگ در برابر دیجیتال است. مدار آنالوگ با سیگنالهایی مثل صدا یا دما سروکار دارد، همان چیزهایی که بهصورت پیوسته و بدون پرش تغییر میکنند. رادیوهای قدیمی یا میکروفونهایی که موج صوتی را به سیگنال الکتریکی متغیر تبدیل میکنند، مثالهای خوبی از این دنیا هستند. قلب این مدارها را مقاومت، خازن، دیود و ترانزیستور تشکیل میدهند و تقویتکننده عملیاتی هم یکی از پرکاربردترین قطعاتش بهحساب میآید.
مدار دیجیتال داستان متفاوتی دارد. اینجا سیگنالها گسستهاند، یعنی فقط دو حالت روشن و خاموش دارند، همان صفر و یک معروف. گیتها، میکروکنترلرها و پردازندهها همگی روی همین منطق ساخته شدهاند و در چیزهایی مثل لپتاپ، کنسول بازی و تجهیزات شبکه میبینیمشان. نکته جالب این است که امروز خیلی از مدارهای الکترونیکی دیگر خالص آنالوگ یا خالص دیجیتال نیستند، بلکه ترکیبیاند و به آنها مدار میکس سیگنال میگویند. گوشی هوشمند و دوربین دیجیتال دقیقا همین کار را میکنند؛ سیگنال آنالوگ دنیای واقعی را میگیرند و برای پردازش، به زبان دیجیتال ترجمهاش میکنند.
مدار مجتمع یا IC
حالا برسیم به یکی از شگفتانگیزترین دستاوردهای الکترونیک، مدار مجتمع یا همان IC. تصور کنید صدها یا هزاران ترانزیستور، مقاومت و دیود را روی یک تراشه نیمههادی بهاندازه ناخن جا بدهید؛ دقیقا همین کاری است که IC انجام میدهد. همین فناوری باعث شده مدارهایی که قبلا فضای زیادی اشغال میکردند، حالا در ابعاد کوچک و با مصرف انرژی بهمراتب پایینتر ساخته شوند.
مدارهای مجتمع هم خودشان چند دستهاند. بعضیشان آنالوگ هستند و سیگنالهای پیوسته را پردازش میکنند، بعضی دیجیتالاند و کارهای محاسباتی و منطقی انجام میدهند، و بعضی هم میکس سیگنالاند و ترکیبی از هر دو کار را انجام میدهند. ICهای حافظه وظیفهشان ذخیره اطلاعات است، میکروکنترلرها و پردازندهها دستورات را پردازش میکنند و ICهای مدیریت توان هم برق دستگاه را تنظیم و توزیع میکنند. اگر روزی سراغ تعمیرات برد الکترونیکی بروید، شناخت همین تفاوتها اولین مهارتی است که باید یاد بگیرید، چون تا نفهمید یک تراشه چه کاری میکند، نمیتوانید بفهمید کجایش خراب شده است.
کاربرد هر نوع مدار در زندگی روزمره
تئوری وقتی جذاب میشود که ببینیم واقعا کجا به کار میآید. مدار سری را حتما دیدهاید، همان چراغهای تزیینی قدیمی که اگر یک لامپش میسوخت، کل زنجیره خاموش میشد و باید یکییکی لامپها را چک میکردید. خوشبختانه سیمکشی ساختمانهای امروزی اینطور نیست؛ آنها از مدار موازی استفاده میکنند، جایی که قطع شدن یک وسیله هیچ تاثیری روی بقیه نمیگذارد. در کنار اینها، مدار AC پایه شبکه برق شهری و لوازم خانگی است، در حالی که مدار DC را بیشتر در باتریها، پنلهای خورشیدی و اغلب مدارهای الکترونیکی میبینیم.
دو نوع دیگر هم هستند که کمتر دربارهشان میشنویم اما در صنعت خیلی کاربردیاند. مدار RLC، ترکیبی از مقاومت، سلف و خازن، توی فیلترهای رادیویی و مدارهای تنظیم فرکانس کار میکند. مدار ستاره-دلتا هم بیشتر توی راهاندازی موتورهای صنعتی پرتوان به کار میرود، برای اینکه جریان لحظه اول روشن شدن موتور کمتر شود.
نکات کاربردی برای تشخیص نوع مدار با مولتیمتر
خواندن تئوری خوب است، اما در تعمیرات الکترونیک همینجا کار تمام نمیشود؛ باید بتوانید یک مدار واقعی روبهرویتان را بررسی کنید و مشکلش را پیدا کنید. اینجاست که مولتیمتر تبدیل به بهترین دوست تعمیرکار میشود، چون کمک میکند خیلی سریعتر بفهمید هر قطعه و هر مسیر روی برد چه وضعیتی دارد.
اولین کاری که معمولا با مولتیمتر انجام میدهید، بررسی باز یا بسته بودن یک مسیر است. برای این کار میتوانید از حالت تست بوق یا اندازهگیری مقاومت استفاده کنید. اگر هنگام تست صدای بوق شنیدید یا عدد مقاومت نزدیک صفر بود، یعنی مسیر جریان برقرار است. اما اگر عدد بینهایت یا عبارت OL روی صفحه ظاهر شد، بدانید مسیر قطع است و جریانی از آن رد نمیشود.
بعد از این، باید نحوه چیدمان قطعات را هم بشناسید. در مدارهای سری، قطعات پشت سر هم قرار گرفتهاند و اگر یکیشان خراب یا قطع شود، کل مسیر از کار میافتد. اما مدارهای موازی اینطور نیستند؛ هر قطعه مسیر جداگانه خودش را دارد، پس خرابی یک بخش لزوما بقیه را از کار نمیاندازد.
آخرین قدم، تشخیص نوع تغذیه مدار است که با اندازهگیری ولتاژ ورودی مشخص میشود. اگر مولتیمتر روی حالت DC عددی ثابت مثل پنج یا دوازده ولت نشان داد، یعنی مدار با منبعی مثل باتری یا آداپتور کار میکند. اما اگر ولتاژ فقط در حالت AC قابل خواندن بود، احتمالا مدار به برق شهر یا یک منبع متناوب دیگر وصل است. همین یک تست ساده کمک میکند بقیه مراحل عیبیابی را سریعتر و دقیقتر جلو ببرید.
در پایان گفتنی ست آموزشگاه فنی البرز انواع دوره های آموزشی برای تربیت نیروی کار فنی برگزار می کند. برخی از این دوره ها عبارتند از: آموزش تعمیرات لوازم خانگی در کرج ، آموزش تعمیرات موبایل در کرج ، آموزش تعمیرات پکیج در کرج ، آموزش نصب کولر گازی در کرج و … . برای دریافت اطلاعات کامل لطفا با شماره های آموزشگاه تماس بگیرید.
