آشنایی با انواع قطعات الکترونیکی و روش تست آن ها

آشنایی با قطعات الکترونیکی و نحوه تست آنها یک مهارت اساسی در دنیای پیچیده الکترونیک می‌باشد. قطعات الکترونیکی از مقاومت و خازن گرفته تا ترانزیستور و مدارهای مجتمع، هسته اصلی یک مدار الکترونیکی هستند. از این روی زمانی که یک دستگاه خراب می‌شود، نیاز است با بررسی قطعات به دنبال عیب یابی آن باشیم. گفتنی است گاهی شناخت قطعات الکترونیکی روی برد امری دشوار بوده و نیاز است ابتدا دیتاشیت قطعه مطالعه شود. در این مقاله ابتدا به معرفی قطعات الکترونیکی پرداخته و سپس نحوه تست قطعات الکترونیکی شرح داده می‌شود.

مدار الکتریکی چیست؟

به جریات پیدا کردن  غالبا هدفمند نیروی الکتریسیته از یک منبع به یک مصرف کننده را مدار میگویند.( حرکت الکترون ها از قطب منفی به مثبت)

مانند: جریان برق از نیروگاه به شهر یا جریان یک پریز برق به یک یخچال ، حتی جریان نیروی کوچک یک باتری در مدار کنترل تلوزیون ویا ساده تر از آن اتصال دو قطب + و - باتری بایک تکه سیم هادی و ...

برد الکترونیکی چیست؟

در صنعت و حتی خود محصولات الکتریکی وجود برد حیاتی و بخشی جدا ناشدنی محسوب میشود و مانند زمینی میماند که در آن ساختمان هایی از جنس قطعات الکترونیکی گذاشته و خطوطی رسانا و مسی برای انتقال جریان بین آنهارا دارا میباشد. و مدار های گاه ساده و گاه بسیار پیچیده روی انواع مختلفی از آن ساخته میشوند  و انواع مختلفی نیز دارد.

مانند: برد بورد ، استریپ بورد ، بورد وایر رپ و در نهایت برد مدار چاپی (PCB) که عمده ترین و متداول ترین برد برای استفاده در این صنعت می باشد که به دلیل اهمیت آن تعداد زیادی نرم افزار برای طراحی این نوع از برد وجود دارد.

قطعات الکترونیکی چیست؟

معمولابه قطعاتی که در بردها برای تنظیم و کنترل جریان یا ولتاژ یا تبدیل کردن جریان به اشکال متفاوت انرژی برای استفاده در ماشین آلات یا ابزار و وسایل برقی و... استفاده میشود. قطعات الکترونیکی میگویند.این قطعات به دونوع پسیو و اکتیو تقسیم میشوند.و این قطعات نیز دو نوع   dip و  smd  دارند که در قطعات دیپ   پایه ها بلند و داخل بورد قرار میگیرند و از زیر لحیم میشوند اما در اس ام دی پایه ها کوتاه و روی برد لحیم میشوند .

قطعات الکترونیکی پسیو:

این قطعات غیر فعال و به منبع تغذیه متکی نیستند و توانایی تقویت انرژی مدار الکتریکی را ندارند و معمولا برای کاهش آن یا تغییر ولتاژ و جریان استفاده میشوند.

مانند: مقاومت، سلف و...

قطعات الکترونیکی اکتیو:

این قطعات انرژی خود را از مدار گرفته و میتوانند آن را تقویت کنند مانند ترانزیستور ها.

قطعات الکترو مکانیکی

این قطعات از جریان الکتریکی برای تشکیل یک میدان مغناطیسی استفاده می‌کنند و انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند.

مانند: موتور های الکتریکی یا بازر هاو...

انواع قطعات الکترونیکی پسیو

• ۱.مقاومت

مقاومت چیست ؟ مقاومت همانند دیواره محدود کننده ای در برابر جریان الکتریکی عمل می‌کند و با توجه به قانون اهم کار می‌کند که می‌گوید ولتاژ اعمال شده به دو سر یک مقاومت با جریان عبوری آن ارتباط مستقیم دارد معمولاً روی مقاومت‌های الکتریکی علاوه بر میزان مقاومت مقادیر تلرانس و جریان مجاز نیز نوشته می‌شود تلرانس چیست معمولاً مقدار مقاومت که به صورت اهم نوشته می‌شود.

 مقدار نامی آن است که نسبت به مقدار حقیقی آن کمی بیشتر یا کمتر است تمام تفاوت را که با درصد نوشته می‌شود تلرانس می‌گویند هر مقاومت یک جریان ماکسیمم دارد و اگر جریانی که از آن بگذرد بیشتر از جریان ماکسیموم آن باشد احتمال سوختن مقاومت وجود دارد.

انواع مقاومت‌های الکتریکی

1.  مقاومت ترکیبی
2. مقاومت سیم پیچی
3.  مقاومت لایه‌ای
4. مقاومت ترکیبی در اغلب مواقع کیفیت یک مقاومت نسبت به ارزش اقتصادی آن در درجه دوم اهمیت قرار می‌گیرد.

در مدل قدرتی آن که جریان زیادی از مدار عبور می‌کند حرارت زیادی نیز تولید می‌شود در نتیجه لازم است این حرارت به هوای اطراف منتقل شود پس بزرگتر ساخته می‌شوند مدل قدرتی معمولاً از چند او تا چند کیلو اه با تقریب ۱۰ یا ۲۰ درصد تولید می‌شوند .

مدل مقاومت سیم پیچی دقیق در حدود یک دهم اهم ساخته می‌شوند و تلورانس آنها کمتر از یک دهم درصد است مقاومت‌های دقیق به دلیل استفاده از مواد گران قیمت و روپوش‌های ساخت خاص آن به خاطر تلورانس بسیار پایین و دقت بیشتر بسیار بسیار گران قیمت هستند.

مقاومت‌های لایه‌ای ترکیبی از مقاومت‌های ترکیبی و مقاومت‌های سیم پیچی هستند بدین ترتیب که استحکام و دقت مقاومت‌های سیم پیچی را دارند ولی کوچکتر به مراتب زمخت‌تر ارزان‌تر هستند و ضخامت آنها گاه به دو دهم میلیمتر نیز می‌رسد و به همین دلیل معمولاً به آنها مقاومت‌های لایه‌ای نازک می‌گویند.

مقاومت‌ها معمولاً از نظر نوع کار به دو دسته تقسیم می‌شوند مقاومت‌های ثابت مقاومت‌های قابل تنظیم که مقاومت‌های ثابت به دو دسته تقسیم می‌شود ۱ مقاومت‌های زبانه‌دار ۲  مقاومت‌های قابل تنظیم و مقاومت‌های متغیر بر ۲ شکل رئوستا و پتانسیومتر شناسایی مقاومت‌ها از روینوار رنگی اولین و دومین رقم صحیح نشان دهنده مقدار مقاومت است.

برای مثال اگر رنگ اولی این عدد زرد باشد رقم صحیح اول مقاومت ۴ است و اگر رنگ دوم سیاه باشد رقم صحیح دوم مقاومت صفر است و در رنگ سوم یا خط سوم نشان دهنده ضریب می‌باشد برای مثال اگر این رنگ سبز باشد دو رقم اولیه باید در ۱۰۰ هزار ضرب شوند.

در واقع این رنگ میزان صفرهایی که باید جلوی این دو رقم گذاشته شوند نشان می‌دهد برای مثال اگر این رنگ سیاه باشد هیچ صفری در جلوی آن قرار نمی‌گیرد و در آخر رنگ چهارم میزان خطا یا تلرانس را نشان می‌دهد برای مثال اگر این نوار به رنگ طلایی باشد حدود خطای مقاومت مثبت منفی ۵ درصداست

چنان چه هیچ رنگی  نباشد  پس حدود تلرانس ۲۰ درصد است. واخد اندازه گیری مقاومت اهم است.

در مقاومت های SMD نیز مقدار نوشته شده  روی قطعه مقدار مقاومت را نشان می‌دهد به این ترتیب که دو رقم اول کنارهم قرار گرفته و رقم سوم توان ده ضرب شونده را نشان می‌دهد. برای مثال مقدار 272 برابر است با : 27 * 10² یا بعبارتی مقدار ۲.۷ کیلو اهم.

۲.خازن

خازن چیست؟ به وسیله‌ای که اثر خازنی ایجاد می‌کند خازن می‌گویند.

اثر خازنی

اثر خازنی خاصیتی است که سبب می‌شود که مقداری انرژی الکتریکی در یک میدان الکترواستاتیکی ذخیره شود و بعد از مدتی آزاد شود. پس خازن‌ها المان‌هایی هستند که می‌توانند مقداری الکتریسیته را به صورت میدانی الکترواستاتیکی در خود ذخیره کنند.

همانند سدی که آب را ذخیره میکند و ساختار آنها معمولا به صورت مسطح که متد اول‌ترین نوع خازن است از دو صفحه هادی که بین آنها یک عایق یا دی الکتریک قرار دارد تشکیل می‌شوند این صفحات هادی معمولاً نسبتاً بزرگ هستند و در فاصله‌ای بسیار نزدیک به هم قرار می‌گیرند..

ضریب دی الکتریک را با حرف اپسیلون نمایش می‌دهند از انواع دیگر خازن میتوان به خازن‌های الکترولیتی خازن‌های میکایی خازن‌های سرامیکی خازن کاغذی نوع میلار و غیره نام برد. خازن‌ها معمولاً نال‌های دی‌سی را مسدود کرده و سیگنال‌های ای سی را عبور می‌دهند. واحد اندازه گیری خازن فاراد است.

۳.سلف ( بوبین) یا القاگر

سلف را میتوان به عنوان مقاومت ac یاد کرد اگر مقداری سیم را به دور محور یا هسته‌ای بپیچانیم بوبین یا سیم پیچ به وجود می‌آید و اگر این سیم ضخیم باشد دیگر به عنوان تکیه‌گاه یا هسته نیازی نداریم البته برای سیم‌های نازک می‌توان از استوانه‌های کاغذی یا مقوایی یا هر عایق دیگری میتوان استفاده کرد

واحد اندازه گیری سلف هانری است.

چوک

بوبین‌هایی که دارای هسته فلزی دو سر یا چند سر هستند و اغلب تعداد دور استانداردی دارند در اصطلاح چوک می‌گویند.

مانند: چوک مهتابی یاچوک بلندگو.

سلف در برابر تغییرات جریان مقاومت می‌کند و واحد استاندارد آن هانری است که با حرف H نشان میدهند.

سلف ها توانایی خود القایی  یا ایجاد خطوط  مغناطیسی دارند و از آن به عنوان اندوکتانس یاد میشود.

ترانسفورماتور یا ترانسفورمرها

در سال ۱۸۸۰ ساخته شدند و دارای اجزای اصلی که شامل هسته دو عدد سیم پیچ می باشند

هسته در واقع مسیر جریان را ایجاد می‌کند و سیم پیچ اولیه جریان الکتریک را دریافت و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند و هنگامی که ولتاژ اولیه به سیم پیچ اول وارد می‌شود یک ولتاژ و جریان الکتریکی در سیم پیچ دوم به وسیله  القا الکتریکی ایجاد می‌شود که البته این القا با کمک جریان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ اولیه شکل می‌گیرد

ترانسفورماتورها می‌توانند ولتاژ را افزایش یا کاهش دهند و انواع مختلفی دارند مانند تک فاز سه فاز افزایش دهنده یا کاهش دهنده ترانسفورماتور قدرت توزیع و غیره

قطعات الکترونیکی اکتیو

دیود

دیودها قطعه‌هایی هستند که از دو تا نیمه هادی ساخته می‌شوند مانند سیلیکن و ژرمانیوم

این نیمه حاجی‌ها را به دو دسته نوع ان و نوع پی تقسیم می‌کنیم دسته نوع ان یا کاتد الکترون را به خودش جذب می‌کند و دسته نوع پی آند یا  پروتون وقتی ما قطب مثبت باتری را به ناحیه پی و قطب منفی باتری را به ناحیه ان متصل کنیم بایاس مستقیم شکل می‌گیرد و اگر به صورت برعکس وصل کنیم.

بایاس معکوس شکل می‌گیرد در بایاس مستقیم جریان شکل می‌گیرد به عبارتی الکترون از قطب منفی به قطب مثبت باتری می‌رود اما در بایاس معکوس مدار باز است دیودها معمولا اجازه برگشت جریان را نمی‌دهند و معمولاً در مدارهایی مانند ای سیب دی سی استفاده می‌شود

دیودها انواع مختلفی مانند ال ای دی_  زنر که بر خلاف دیود عادی جریان را از دوطرف خود عبور میدهد_ خازنی و غیر ه دارند بخش منفی یا کاتد دیود معمولا با یک خط تیره مشخص می‌شود. در led ها بخش پهن داخلی پایه مثبت است.

ترانزیستور

ترانزیستور چیست؟ این قطعه با سه پایه به نام‌های کلکتور بیس امیتر که گاهی اوقات به عنوان قطعه سوئیچینگ و همچنین برخی از آنها به عنوان تقویت کننده استفاده می‌شوند

معمولا دو نوع ترانزیستور کلی داریم ترانزیستور پیوندی دو قطبی(BJT) و اثر میدان(FET).

سه پایه پیوند دوقطبی را بایاس امیتر و بیس مینامیم. و سه سر اثر میدان را سورس گیت و درین مینامیم. ترانزیستور پیوند دو قطبی معمولاً  دو نوع npn و pnp دارند. در نوع pnp کلکتور قطب مثبت و امیتر و بایاس منفی است و در npn کلکتور منفی و امیتر و بایاس مثبت میباشد.

ماسفت‌ها

متد اول‌ترین FET هستند که یک قطب آن با نیمه رسانای اکسید فلز ساخته می‌شود اینو ماسفت بیشتر کنترل کننده ولتاژ است.

نحوه تست قطعات با مولتی

مولتی متر

مولتی‌ متر چیست ؟ مولتی متر دستگاهی برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان می‌باشد دستگاه یک پیچ سلکتور دارد که با استفاده از آن می‌توان واحدها حدود و رنج‌های مختلفی را انتخاب نمود.

باید به این نکته دقت نمود که برای تست هر قطعه رنج و واحد مناسب را انتخاب کنیم و این واحدها معمولاً برای تست مقاومت تست خازن دیود ترانزیستور قطع و وصل بودن مسیر اندازه‌گیری ولتاژ دی سی اندازه‌گیری ولتاژ متناوب جریان مستقیم و متناوب هست مولتی متر معمولاً ۲ درگاه مثبت و منفی دارد و با اتصال پایه سیم‌ها به آنها و ایجاد اتصال بین مولتی متر و قطعه آن را تست کنیم.

در مورد تست مقاومت واحد مولتی متر را بر روی حالت مقاومت میگذاریم در صورتی که عدد در رنج همان مقاومت نشان داده شد مقاومت سالم است

در خازن مولتی متر را روی حالت بازر قرار می‌دهیم و دو سر خازن را وصل می‌کنیم اگر بوقی در لحظه شنیده شد و با عوض کردن دو پایه خازن دوباره بوق در لحظه شنیده شد خازن سالم است اما در صورت شنیدن بوق یکسره یا نشنیدن بوق خازن خراب است.

ما برای تست سلف باز هم مولتی متر را روی حالت بازر یا همان دیود قرار می‌دهیم و به دو سر سلف و متصل می‌کنیم در صورت شنیدن بوق یکسره سلف سالم است در غیر این صورت قطع سوخته اما برای اندازه‌گیری ظرفیت سلف باید هانری متر داشته باشیم زیرا در بیشتر مولتی‌مترها هانری متر وجود ندارد

نحوه تست دیود ابتدا مولتی‌متر را روی بازار قرار می‌دهیم و سپس به دو سر دیود وصل می‌کنیم اگر دیود سالم باشد عددی که نشان دهنده امپدانس دو سر دیود است دیده می‌شود و در صورت شنیدن صدای بوق دیود خراب است. ذکر این نکته حائز اهمیت است که اغلب تست قطعات الکترونیکی روی برد با مولتی متر امکان پذیر نبوده و نیاز است قطعه از برد دمونتاژ شود.

نحوه تست ترانزیستور BJT

ابتدا مولتی متر را روی حالت بازر قرار می‌دهیم سپس یک پایه را روی بیس و یک پایه دیگر را روی کلکتور یا امیتر ترانزیستور میگذاریم اعدادی روی صفحه نمایش داده می‌شود که عدد بزرگتر پایه امیتر و عدد کوچکتر پایه کلکتور میباشد.

در این مقاله به مباحث مقدماتی پیرامون آشنایی با قطعات الکترونیکی و نحوه تست آنها پرداخته شد.در راستای معرفی قطعات الکترونیکی ، نگارش یک یا دو مقاله کافی نیست. پس اگر قصد ورود به دنیای الکترونیک را دارید پیشنهاد می‌شود زمان بیشتری در این زمینه صرف کنید. همچنین نحوه تست قطعات الکترونیکی یک مهارت اساسی است که پیرامون تعمیرات برد الکترونیکی به کار گرفته می‌شود