بسم الله الرحمن الرحيم
دروس في الإليكترونيات
الدرس العاشر
- دوائر وحدات التـغـذية
- التقويم
- قنطرة التقويم
إعادة ملخصة : المقاومة تحد من قوة التيار ، الجهد المتردد له موجات ، الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ، ، المكثف يخزن الجهد(الطاقة) ، الملف يولد مغنطة طاقية ، والمحول يحول الجهد إلى الأعلى وأسفل .
دوائر وحدات التـغـذية
وحدات التـغـذية هي من أكثر الدوائر استعمالا ، وهي حلقت الوصل بين معظم الأجهزة التي نستعملها ، وبين شبكة الكهرباء العامة . أجهزة اللهو ، الأجهزة المعلوماتية كثيرا من الأجهزة الخدمة جميعها يعمل بالإليكترونيات ، أي المكونات الصغرى والأصغر وهي تعمل بالجهد المنخفض ، والمستمر ، بنما تزود شبكة الكهرباء العامة جهدا مترددا (50 إلى 60 هرتز) وعالي بعض الشيء(220 إلى 230 و110 فولت) ، فلتحويل الجهد المتردد إلى مستمر (تـقـويـم) ولتخفيض قيمته (تجزيئه) فنحتاج إلى وحدة التـغـذية . و"تغذية" لأنها تغذي الدوائر المتعددة في الجهاز. وهناك أجهزة لا تحتاج إلى وحدة تغذية لأنها تكتفي بجهد من بطارية .
والجهد المتردد لشبكة الكهرباء العامة (أنظر الشكل) أي الجهد الموجي يجب أن يسهمد (أن يقوّم) وهو بشكل جيب الزاوية (السينوس - من اكتشافات الرياضيات للعلماء العرب) ، فلو قطعنا الجزء الأعلى من الموجات(أي الموجب منها) فسنحصل على قيمة لا بأس بها من الجهد المستمر(أنظر القطع في الشكل). وبما أن الصمام الثنائي ، يسري به التيار باتجاه واحد فقط ، فنوصل الثنائي بوضع يدخل به الجزء الموجب فقط للجهد ، فيتحول شكل الجهد بعده إلى جبال وأودية (أنظر الشكل).
ولو وصلنا ثنائيان بدلا من واحد بوضع يدخل بهما الجزء الموجب فقط للجهد ، فسنحصل على جبال دون أودية وبذلك ضعف قيمة الجهد بثنائي واحد .
ولو نظرنا للدائرة وقتيا ، أي في نفس اللحظة لوجدنا أنه يتم تبادلا أو بالأصح تناوبا في التقاط الموجة بين الثنائي الأول والثاني ، بعبارة أخرى يوصل الثنائي الأول في نفس الوقت الذي يحجز به الثنائي الثاني .
أما الشكل الجبلي للجهد فيمكن سهمدتهه أكثر بل يمكن تنعيمه أكثر بالمكثف حيث أنه المكون الذي يخزن الجهد ، وهنا يستعمل مكثف التشحين ، أي الكوبي (أو الغرواني) ، أي القطبي ، وهو غالبا يشكل أكبر حجما بين مكثفات وحدة التغذية ، وكلما قلت كثافته ، كلما توسعت الموجات به ، وكلما زاد ما يسمى "بالوسط حسابي للجهد"، ويسمى أيضا القيمة الفعالة مثلً : 70% تقريباً من جهد جيب الزاوية المتردد ، وهو الجهد الذي نستطيع قياسه بمقياس الجهد العادي (الفولت متر) .
والمكثف هنا يعمل كمخزن للجهد فيتم تشحينه عند دخول نصف الموجة الإيجابية خلال كون الثنائي في حالة توصيل ، فيسري به تيار التشحين وفي نفس الوقت الذي يسري التيار ومقاومة الحمل ، وخلال نصف الموجة السلبية ، وعندما يكون الثنائي في حالة حجز فيفرغ المكثف شحنته لمقاومة الحمل . وبذلك نحصل في المخرج على قيمة فعالة أكثر للجهد المستمر.
ولكن الجهد لم يزل متعرج أو كما يسمى بعد مكثف التشحين يوجد بالجهد "الطنين"(1) وبمكثفات أخرى وبالمرشحات (دارات مقومة ومكثف أو ملف) يتم تـنعيمه .
وسوف نتطرق أكثر تفصيلا خلال الدوائر الخاصة في مواضيع : تحويل الجهد من متردد إلى مستمر/ وبالعكس ، تحويل الجهد من قيم عالية إلى قيم منخفضة أو العكس تقسيم أو تجزئة ، سهمدة و تنعيم الجهد، وتثبيته ، كما سنتطرق تفصيليا للأنواع المختلفة لوحدات التغذية وبتحليلها وظائفيا وقدرة "ودرجة كفاءتها" (2).
ولكن معظم مراحل التغذية أو وحدات التغذية تعمل بما يسمى "بالقنطرة" أي جسر أو بريدج بالإنكليزية أو "قنطرة تقويم" كما تظهر في بعض المصادر العربية. وقد جاءت القنطرة مكان ما يسمى "بنقطة التوصيل الوسطية" حيث أن القنطرة اقتصادية أكثر لأن "نقطة التوصيل الوسطية" تعمل بنقطة وسط في المحول والقنطرة لا تحتاج لذلك ، وهي ليست إلا أربعة ثنائيات يقوموا بعملية التقويم بدلا من ثنائيان تم علاجهما خلال هذا الدرس .
و"قنطرة التقويم" تعمل بالضبط مثل دوائر التقويم التي عالجنها في هذا الصفحة :
النظرة اللحظية لما يدور في القنطرة هي كالتالي : أن للمحول نقطتان واحدة مهن تكون إيجابية في نفس اللحظة ، كما أن الأربع ثنائيات أثنان منهما تكونا في هذه اللحظة في حالة توصيل والأثنان الأخران تكون في حالة حـجز . ويسري التيار (الأحمر) في هذه اللحظة خلال الثنائي الأول والرابع ويمر كذلك خلال مقاومة الحمل ، بينما يكونا الثنائيان أثنين وثلاثة خلال هذه النصف موجة في حالة حجز . وخلال نصف الموجة السلبية الثنائي يكونا الثنائي الأول والرابع في حالة حجز، بينما يكونا الثنائيان أثنين وثلاثة في حالة توصيل فيمر التيار (الأزرق) خلال مقاومة الحمل وفي نفس الأتجاه .
1 - جهد الطنين أو تعرجات . جهد متردد فائض من مخرج التقويم مباشرةً يتبقى على للجهد المستمر، وهو جهد متردد يتعلق عدد تردداته بجهد المدخل ، أي قبل عملية التقويم وبعدد الصمامات الثنائية
2 - درجة الكفاءة . شدة التفاعل . (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل) درجة المقدرة ، في جميع عمليات تحويل الطاقة ينتج ضياع أو خسارة ، أي يكون هناك فدرة ضائعة وقدرة مستغلة ففي المحركات مثلا تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية أي ميكانيكية ولأسباب مختلفة ينتح عن عملية التحويل حرارة سائبة . بذلك يكون هناك ضياع أي القدرة الخارجة لا تساوي القدرة الداخلة وهذا يكون مقياس درجة الكفاءة درجة الكفاءة = h = ق خ\ ق د (قوة الخرج تقسيم قوة الدخل).
محمد زكي (عنتر)
