08/01/2020
دورة أسس الالكترونيات في مسلسل
(((((******وحوش الالكترون****))))
تأليف و إخراج : المهندس منذر سالم.
الحلقة الخامسة :
(((*** حديقة المقاومات ***)))
جاء الصباح و صاحت المنبهات لإيقاظ البشر، و زقزقت محركات السيارات في الشوارع إيذاناً ببدء نهار جديد.
و انطلق الناس بوجوههم العابسة إلى أعمالهم، فهم يتمنون لو أكملوا نومهم و لم يوقظهم أحد.
و مثلهم أنا… .ذهبت إلى المدرسة و أنا أجر قدمي كي لا أتأخر، و لا أصدق متى ينتهي الدوام حتى أعود لكهربان و مغامراته الشيقة.
و عندما عدت..صرخت بأعلى صوتي : كهرباااان… .هيا لننطلق إلى مدينة الالكترونياااااات .
و انطلقنا… ..
أنا : إلى أين يا كهربان ؟
كهربان: إلى حديقة المقاومات المتغيرة Variable Resistors.
و هكذا دخلنا إلى أرض كبيرة مليئة بالأقفاص ، و في كل قفص وحش أومي غريب .
أنا : ما هذا يا كهربان ؟
كهربان: المقاومات المتغيرة أنواع حسب شكلها ووظيفتها في الدارة ، تعال لنبدأ بقسم مقسمات الجهد (بوتينشميتر Potentiometer).
و دخلنا هذا القسم لنشاهد أشكال متنوعة من المقاومات المتغيرة و المسماة (مقسمات جهد) و التي في الشكل(٥-١).
أنا: هل تضحك علي يا كهربان ؟ هذه مفاتيح صوت الراديو .
كهربان: فعلاً ..هذا الاستخدام الأكثر لها ، فمهمتها الأساسية هي التحكم بمستوى الجهد في الدارة .
أنا: و لكن هي تتحكم بالصوت و ليس بالجهد.
كهربان متذمراً: الصوت في الدارات الالكترونية يكون جهد ثم يتحول إلى صوت عندما يدخل إلى السماعة (السبيكر Speaker).
أنا: و لماذا لها ثلاثة أرجل؟
كهربان: تكون قيمة المقاومة بين الرجلين الطرفيين ثابتة ، و هي القيمة التي نسمي بها مقسم الجهد أي 50K مثلاً.، بينما تكون الرجل المتوسطة موصولة بذراع متحركة بحيث تعطي مقاومة متغيرة مع أحد الأطراف، و تتغير القيمة بفتل الذراع المتحركة.
يظهر الشكل(٥-٢) تركيب مقسم الجهد مع رمزه في الدارات الالكترونية.
أنا: و لماذا مقسم الجهد ؟ ألا ينفع استخدام مقاومة متغيرة فقط؟
كهربان: في بعض الدارات التي نريد أن نتحكم فيها بالجهد بشكل خطي (متزايد بانتظام ) فإن استخدام مقاومة متغيرة لا ينفع لأن المقاومة المتغيرة ستقوم بتغيير الجهد و التيار معاً بطريقة غير خطية، أي متزايدة بطريقة غير منتظمة ، و هذا ما يحدث مع دارات التضخيم بالذات، لذلك فإننا نقوم بالتحكم بجهد الدخل باستخدام مقسم الجهد.
و لفعل ذلك فإننا نستخدم الطريقة الموضحة في الشكل(٥-٣) حيث نصل جهد الدخل إلى أحد أطراف مقسم الجهد ، و الطرف الثاني نصله بالأرضي( 0 فولت أو سالب البطارية) ، و بذلك نحصل على تدريج منتظم للجهد من أعلى قيمة إلى الصفر، ثم نأخذ القيمة التي نريدها من نقطة الوسط القابلة للانزلاق على مسار مقاومة مقسم الجهد.
و يظهر الشكل(٥-٤) كيفية استخدام مقسم الجهد للتحكم بإشارة الصوت لمضخم صوتي audio amplifier، حيث يتم التحكم بجهد إشارة الدخل Vin و تظهر هذه القيمة مضخمة على خرج المضخم.
أنا: هل يجب استخدام المقاومة المتغيرة دائماً كمقسم جهد؟
كهربان: كلا .. يمكن استخدامها كمقاومة متغيرة عادية لضبط بعض القيم و ذلك بأخذ أحد الطرفين مع المنتصف ، و لكن للتخلص من الضجيج يتم وصل الطرف الآخر مع المنتصف كي لا يبقى معلقاً في الهواء كما في الشكل(٥-٥).
أنا: أتمنى أن أعرف يا كهربان في أي جامعة درست .
كهربان: درست في جامعة فنكولياش منعكول في جزيرة علوم الجان.
أنا: نيالك ..
كهربان : تعال ندخل إلى قسم التريمر Trimmer .
أخرجت من جيبي قاموس المورد القريب و قرأت ترجمة Trimmer : المُهذِّب ، المُشذِّب، ماكينة حلاقة رجالية، مقص كبير لتشذيب النباتات في الحدائق…
قلت لكهربان: ماذا يهمنا بالمقصات ؟ هل تريد تمثيل فلم رعب مثل فلم التلة الصامتة Silent Hill ؟
المخرج : كات cut… (أي قطع).
يا أستاذ منذر فلم التلة الصامتة أنتج عام ٢٠٠٦ و المفروض أنك تتحدث عن أيام التسعينيات… هناك خطأ تاريخي.
أنا: آسف يا سيد مخرج ..و لكني لا أعرف فلم رعب فيه مقص و قديم.
المخرج: بلا أفلام الرعب… تابع بدون الحديث عن الأفلام.
أنا: حاضر يا سيد مخرج.
كهربان: لقد أخذت كلمة مقص و تركت التهذيب و التشذيب… حسناً.. التريمر هو مقاومة متغيرة مثل مقسم الجهد تماماً، و لكن يتم فتل ذراع الدوران لها بواسطة مفك و ليس باليد، و يوجد منها ما يدور دورة واحدة ، و منها ما يدور عدة دورات من أجل الضبط الدقيق للجهد.
أنا : و لماذا أسموها تريمر ؟
تم إطلاق هذه التسمية على هذه المقاومة لأنها تستخدم في العيار الدقيق لقيمة جهد ما، أو في توليف إشارة ما أو ضبط تردد ما ..أي مهمتها (تهذيب الجهد) فهي تغيره بقيم قليلة.
و يتم ضبطها بالمفك لا باليد كي تحافظ على القيمة المضبوعة عليها و لا يلعب بها غير المختصين.
أنا: تقصد بعملها مثل مقسم الجهد أنها تستخدم كمقسم جهد أو مقاومة متغيرة و بنفس الطريقة.
كهربان: و بنفس الرموز أيضاً ، و لكن يتم كتابة اسم العنصر المستخدم بجانب الرمز سواء أكان Potentiometer أو Trimmer.
و هكذا تابعنا المسير إلى قسم التريمر Trimmer، و شاهدنا الأشكال المتنوعة له و التي في الشكل(٥-٦).
أنا: جميلة هذه التريمرات… عندما أكبر سأشتري منها جميعاً و أضعها في بيتي.
كهربان: بمجرد أن تفتح ورشة الكترونيات ستمل من كثرة هذه الأشياء في ورشتك.
أنا: حسناً يا كهربان… تعال ننتقل إلى قسم آخر.
و أثناء التنقل كان هناك بائع جوال ينادي : كهرباء ساكنة تازة و ساخنة… كهرباء ساكنة تازة و ساخنة.
و هنا شط لعاب كهربان و قال: امممم تعال لنشتري كوباً.
و ذهب كهربان و اشترى قطعة تشبه الكوب اسمها مكثف ، فوضع منها سلكاً في قطبه الموجب و سلك آخر في قطبه السالب فأومض ومضة قوية و عاد لحالته.
كهربان: يا سلااااام ..لذيذة جداً.
نظرت إليه باستغراب فقال لي: تستغرب؟ .. و أنا استغرب كيف تتناولون شيبس الفلفل الحار و الليمون.
كلامه مقنع حقيقة.
أنا: ماذا هناك بعد يا كهربان… .هل انتهينا من المقاومات ؟
كهربان: كلا ..ما يزال لديك المقاومات المخصصة لفنيي التحكم الصناعي، هيا بنا إلى القسم الصناعي..
وصلنا إلى قسم مكتوب عليه (مقاومات السلك الملفوف Wirewound Resistors).
أنا: هل هذه المقاومات ملفوفة بالأسلاك كي لا تهرب ؟
كهربان: كلا… هذه الأسلاك هي المقاومة الحقيقية ..إنها أسلاك من معادن ذات مقاومة معتبرة ، و يتم لف الأسلاك على قضبان السيراميك لصنع مقاومات اسمها (مقاومة السلك الملفوف Wirewound Resistor) ، تعال لنرى الأنواع المختلفة منها و الموجودة في الشكل(٥-٧).
أول ما شاهدنا منها مقاومات عملاقة خضراء اللون و التي رقمها (١).
أنا: واااو..إنها مقاومات عملاقة ..لماذا تستخدم يا كهربان؟
كهربان: هذه مقاومات صناعية، تستخدم في بدء تشغيل المحركات (إقلاع و بالمصري تقويم)، و في كبح المحركات (الفرملة السريعة) مثل محركات المصاعد، و تستخدم كأحمال لاختبار المولدات، و كمحدد تيار ماكينات اللحام، و لقياس تيار شواحن البطاريات الضخمة و في الأعمال الصناعية التي تحتاج مقاومات كبيرة الاستطاعة.
أنا: كم هي استطاعتها ؟
كهربان: يوجد منها استطاعات من 15W حتى 20KW .. أي حتى 20,000 واط.
و بقيم من 0.01 أوم حتى 100K أوم.
و بدقة 0.1%,0.5%,1%,5%,10%… طبعاً كلما زادت الدقة زاد السعر.
أنا: ياإلهي ..شيء رهيب.
كهربان: في الشكل(٥-٨) يظهر تركيبها.
أنا: جميل ..و ماذا عن تلك المقاومة الذهبية ذات الرقم(٢)..هل هي ذهب؟
كهربان: كلا هي مغلفة بالألمنيوم المطلي بالأصفر ..إنها أيضاً مقاومات صناعية و لكنها أصغر حجماً و تحتاج للتثبيت على مشع حراري مناسب كي تعمل جيداً.
أنا: و ما فائدتها؟
كهربان: تستخدم في الالكترونيات الصناعية لقياس تيار محركات التيار المستمر DC motors أو لقياس التيار بشكل عام في وحدات التغذية و أجهزة القياس المخبرية، كما تستخدم في الانفرترات و أجهزة اليو بي اس UPS الصناعية،
، كما تستخدم في الأجهزة الالكترونية الضخمة مثل مضخمات الصوت ذات الاستطاعة الكبيرة، و في أي جهاز يحتاج لمقاومة ذات استطاعة كبيرة تصل حتى 300 واط.
يوجد منها استطاعات من 5W حتى 300W و بدقة 1% ,2%,5%,10%.
و لكن لا تتوفر منها كل القيم إنما قيم محدودة و لا تتجاوز 10K أوم.
أنا: و طبعاً سعرها معتبر… تعال لنرى غيرها… .حدثني عن الرقم(٣).
كهربان: الرقم (٣) هي مقاومة سلك ملفوف سيراميكية مشهورة جداً لأنها تستخدم في الدارات الالكترونية لاستطاعات 5W , 10W, 15W.
و قيمها هي نفس القيم المعيارية للمقاومات الصغيرة و دقتها الشائعة هي 5%.
أما المقاومة رقم (٤) فهي مقاومة غير مشهورة و هي ذات استطاعة جيدة نسبة لحجمها، فهي ذات استطاعة 2Wأو 4W و تستخدم عادة في دارات التغذية لقياس تيار الترانزستور لحمايته.
و تعب كهربان من الكلام و خرج من فمه الدخان فتوقف قليلاً ليستريح .
و كي أوفر عليه التعب… تابعت المشاهدة لوحدي ، و ذهبت إلى المقاومة رقم(٥) ووقفت بجانبها .
هنا قال لي رجل يقف هناك: هل هذه أول مرة ترى فيها هذه المقاومة؟
أنا: نعم أول مرة...في المسلسل و أثناء كتابة المسلسل.
الرجل: هذه مقاومة سلكية دقيقة القيمة، حيث تتميز المقاومات السلكية بالاستقرار الحراري الكبير، أي تتغير قيمتها مع تغير الحرارة بدرجة بسيطة مقارنة مع مقاومات الكربون، كما تتميز بقلة الضجيج و القدرة على صناعة قيم صغيرة و دقة عالية تصل إلى 0.01%.
انظر إلى دقتها هنا ..هي 0.05%.
أنا: و لماذا تستخدم هذه المقاومات؟
الرجل: تستخدم في الأجهزة الدقيقة جداً مثل الموازين الالكترونية و الأجهزة الطبية و الأجهزة المخبرية و العسكرية .
أنا: إذاً لها استخدامات لأجهزة غير معروفة عادة.
الرجل : تماماً.
أنا: و ماذا تعرف عن المقاومات في الرقم (٦)؟
الرجل : إنها مقاومات فيوزية… مقاومات تستخدم كفيوزات حماية حيث تحتوي سلك ملفوف و في آخره نابض صغير ملحوم بمادة سهلة الانصهار ، فإذا ما مر تيار كبير في الدارة انصهر لحام النابض و انكمش قاطعاً الدارة.
أنا: و لكن شكلها مثل شكل المقاومات العادية الكربونية.
الرجل: نعم و لكنها تتميز بوجود شريط لوني أسود في آخرها بعد شريط الدقة(التفاوت) ، و هذا يدل أنها مقاومة فيوزية.
أنا: و هل ينفع استبدالها بمقاومة عادية بنفس القيمة عندما تنعطب؟
الرجل: كلا… فالمقاومات الكربونية تسخن أكثر من هذه المقاومة، لذلك إذا أردت استبدالها بمقاومة كربونية فعليك وضع مقاومة قيمتها أقل.
أنا: شكراً لك ياعم… شكراً جزيلاً.
و عدت إلى كهربان و قد انطفأ منه الدخان. فقلت له: ماذا يا كهربان… هل ستتابع أم نتوقف؟
كهربان: لقد سخنت داراتي و تحتاج للراحة… فلنتوقف اليوم.
و هكذا انتهت حلقة اليوم و ما يزال لدينا مقاومات أخرى لم نتعرف عليها.