آموزش برق (جریان/ولتاژ/مقاومت وانواع آن/سوئئیچ/led)

جریان

جریان چیزیست که از طریق سیم جاری می شود.تصور کنید آن مانند جاری شدن آب در روخانه است.جریان از نقط ای به نقطه ی دیگر
می رود,مانند آب رودخانه.جریان از نقطه ای که ولتاژ بالاتری دارد به سمت نقطه ای که ولتاژ پایین تر دارد حرکت می کند.جریان در مدار می تواند توسط نماد پیکان نشان داده شود.جهت پیکان جهت حرکت جریان را نشان می دهد و از I برای مشخص کردن آن استفاده می شود.

واحد اندازه گیری جریان آمپر می باشد و آن را به طور اختصاری با A نمایش می دهند.جریان ها معمولا از 0.001Amps یا 0.001A تا 0.5Ampsمی باشند.از آنجاییکه جریان ها معمولا کوچک هستند,معمولا به شکل میلی آمپر بیان می شوند.(mA) میلی آمپر یعنی تقسیم بر 1000 بنابراین 0.001Amps برابر با 1 میلی آمپر است.همچنین 0.5Amps معادل 500 میلی آمپر می باشد

جریان

جریان چیزیست که از طریق سیم جاری می شود.تصور کنید آن مانند جاری شدن آب در روخانه است.جریان از نقط ای به نقطه ی دیگر
می رود,مانند آب رودخانه.جریان از نقطه ای که ولتاژ بالاتری دارد به سمت نقطه ای که ولتاژ پایین تر دارد حرکت می کند.جریان در مدار می تواند توسط نماد پیکان نشان داده شود.جهت پیکان جهت حرکت جریان را نشان می دهد و از I برای مشخص کردن آن استفاده می شود.

واحد اندازه گیری جریان آمپر می باشد و آن را به طور اختصاری با A نمایش می دهند.جریان ها معمولا از 0.001Amps یا 0.001A تا 0.5Ampsمی باشند.از آنجاییکه جریان ها معمولا کوچک هستند,معمولا به شکل میلی آمپر بیان می شوند.(mA) میلی آمپر یعنی تقسیم بر 1000 بنابراین 0.001Amps برابر با 1 میلی آمپر است.همچنین 0.5Amps معادل 500 میلی آمپر می باشد.

ولتاژ

ولتاژ سطح توان یک نقطه را نمایش می دهد.واحد اندازه گیری ولتاژ ولت می باشد.تشابه جریان و آب رودخانه را بخاطر دارید؟در اینجا نقطه ای که در بالای تپه است دارای سطح ولتاژ بالاتری نسبت به نقطه ای که پایین تپه است خواهد بود و همانند جریان آب که از دبالای تپه به پایین آن جریان دارد جریان الکتریکی نیز از نقطه ای که ولتاژ بالاتری دارد به سمت نقطه ای که ولتاژ پایین تری دارد در حرکت خواهد بود.اگر نقطه ای دارای ولتاژ 5 ولت و نقطه ی دیگر دارای ولتاژ 0 ولت باشد و این دو نقطه توسط سیمی به هم متصل شده باشند,جریان از نقطه ای که دارای ولتاژ 5 ولت می باشد به سمت ولتاژ 0 ولت جاری خواهد شد.

اندازه گیری ولتاژ مشابه اندازه گیری ارتفاع می باشد و تفاوت ولتاژ بین دو نقطه را نشان می دهد.اگر نقطه ی A دارای ولتاژ 10 ولت و نقطه ی B دارای ولتاژ 2 ولت باشد,ولتاژ اندازه گیری شده بین دو نقطه ی A و B برابر با 8 و لت خواهد بود (8=2-10).این بسیار شبیه اندازه گیری ارتفاع است.ما ارتفاع تپه را نیز به همین روش اندازه گیری می کنیم.ما سطح دریا را صفر در نظر گرفته و سپس سایر نقطه ها را با آن مقایسه می کنیم.برای مثال روی قله ی C شما 4000 متر ارتفاع دارید (در مقایسه با سطح دریا).به همین روش ما در مدار الکتریکی ولتاژ پایین تر را صفر می نامیم و آن را زمین فرض می کنیم.سپس سایر نقاط مدار را با زمین مقایسه می کنیم.رودخانه ها به ست سطح دریا جریان دارند و جریان الکتریکی به سمت زمین جاری می شود.

باتری شبیه به یک سد می باشد.در یک سمت آن انرژی زیادی ذحیره شده است.هنگامی که راه از یک سمت آن به سمت دیگر وجود داشته باشد جریان جاری خواهد شد.اگر راهی نباشد,جریان جاری نشده و انرژی در انتظار راهی برای به سمت دیگر خواهد بود.راه می تواند پهن بزرگ یا کوچک باشد,در صورتیکه بزرگ باشد مقدار زیادی جریان جاری خواهد شد و در صورت کوچک بودن مقدار کمی جریان جاری خواهد شد.مانند آب پشت سد اگر جریان کم جاری شود,زمان زیادی برای تخلیه ی آن
لازم خواهد بود و اگر زیاد جاری شود در مدت زمان کمتری تخلیه خواهد شد.

در اینجا برای مدار الکتریکی دو حالت خاص وجود دارد,اولی زمانی که جریان صفر است (مدار باز) و دومی زمانی است که ولتاژ صفر است (اتصال کوتاه).

مدار باز:

حالت مدار باز زمانی است که دو نقطه از مدار را هیچ چیزی به هم متصل نکرده باشد.جریان جاری نشده و هیچ اتفاقی نمی افتد.اگر سیم جارو برقی شما پاره شده باشد,می تواند یک سبب مدار باز شده و و جریان نتواند در آن جاری شود و آن کار نخواهد کرد.در اینجا ممکن است ولتاژی بین دو نقطه وجود داشته باشد اما جریان نمی تواند جاری شود.

اتصال کوتاه:

اتصال کوتاه,زمانی است که دو نقطه از مدار با سطح واتاژ متفاوت توسط یک سیم بدون مقاوت به هم وصل شوند.این حالت می تواند سبب جاری شدن مقدار زیادی جریان شود.اگر اتصال کوتاه در منزل شما اتفاق بیافتد,سبب عملکرد قطع کننده ی مدار و یا فیوز می شود.اگر دستگاهی برای محدود کردن جریان وجود نداشته باشد,ممکن است سیم ذوب شود و موجب آتش شود.این وضعیت تا اندازه ای شبیه به شکسته شدن سد است.ناگهان مقدار زیادی انرژی برای جاری شدن از بالا به پایین بدون هیچ محدود کننده ای آزاد می شود.

اتصال سری:

اتصال سری به حالتی گویند که اجزای مدار به یکدیگر با پایه ی مشترک متصل شده باشند و اتصال دیگری وجود نداشته باشد.

اتصال موازی:

اتصال موازی زمانی است که دو جزء مدار با دو پایه به یکدیگر متصل شده باشند.

مقاومت ها:

مقاومت های اجزایی هستند که دارای مقاومت از قبل تعیین شده می باشند.مقاومت معین می کند که چه مقدار جریان در مدار جاری خواهد شد.مقاومت ها برای کنترل ولتاژ و جریان استفاده می شوند.یک مقاومت بسیار زیاد اجازه ی عبور جریان بسیار کم را می دهد.هوا دارای مقاومت بسیار بالایی است.جریان تقریبا هرگز در تمام هوا جاری نمی شود.مقاومت کم اجازه ی عبور جریان زیادرا می دهد.فلزات دارای مقاومت بسیار کم می باشند و این علت ساخته شدن سیم ها از
جنس فلز است.آن ها اجازه می دهند جریان از نقطه ای به نقطه ی دیگر بدون مقاومت جاری شود.سیم ها معمولا توسط پلاستیک یا لاستیک پوشانده می شوند.این کار سیم ها را از برخورد با یکدیگر و ایجاد اتصال کوتاه حفظ می کند.خطوط قدرت با ولتاژ بالا برای ایمنی توسط لایه هایی ضخیم از پلاستیک پوشانده می شوند.اما هنگامی خط قطع می شود و سیم بی حفاظ است بسیار خطرناک هستند و آن ها بیشتر از این از چیز های دیگر جداسازی و عایق نشده اند.

مقاومت با واحد اندازه گیری اهم بیان می شود.مقدار مقاومت های رایج از 100 اهم تا 100000 اهم می باشد.اندازه ی هر مقاومت توسط رنگ های راه راه نمایش داده می شود.

مقاومت های متغیر:

مقاومت های متغیر نیز از اجزای رایج هستند.آن ها دارای صفحه ی مدرج و یا دسته برای تغییر مقاومت هستند.آن ها برای بسیاری  وضعیت ها خیلی مفید هستند.تنظیم کننده های صدا,مقاومت متغیرهستند.هنگامی که شما صدا را تغییر می دهید در واقع مقاومت متغیر را تغییر می دهید که آن هم جریان را تغییر می دهد.افزایش مقاومت سبب کاهش جریان و در نتیجه کاهش صدا می شود.کاهش مقاومت سبب لفزایش جریان و در نتیجه افزایش صدا می شود.مقدار مقاومت
متغیر با بالاترین مقداری که مقاومت متغیر می تواند داشته باشد بیان می شود.برای مثال, یم مقاومت متغیر 500 اهم در هر کجا می تواند مقدار مقاومتی بین 0 تا 500 اهم داشته باشد.مقاومت متغیر پتانسیومتر نیز نامیده می شود.

دیود ها:

دیود ها اجزایی هستند که اجاز ه ی عبور جریان را تنها در یک سمت می دهند.دیود ها دارای پایه ی مثبت و منفی می باشند.هنگامی ولتاژ پایه ی مثبت بیشتر از ولتاژ پایه ی منفی باشد,جریان در سراسر دیود جاری می شود (مقاومت بسیار نا چیز است).هنگامی ولتاژ پایه ی مثبت دیود کمتر از ولتاژ پایه ی منفی باشد,جریان جاری نخواهد شد (مقاومت بسیار بالاست).پایه ی منفی دیود کاتد نامیده می شود و پایه ی مثبت آن آند نامیده می شود.

معمولا هنگامی که جریان در سراسر دیود جاری می شود,ولتاژ پایه ی مثبت 0.65 ولت بیشتر از ولتاژ پایه ی منفی می باشد.

LED

دیود های انتشار نور (LED) یک گزینه ی مناسب برای پروژه ها می باشند,چرا که آن ها سرگرمی های بصری فراهم می آورند.دیود های انتشار نور از مواد مخصوصی استفاده می کنند که هنگامی که جریان از سراسر آن ها عبور می کند,نور منتشر می کنند.بر خلاف لامپ های حبابی,دیود های انتشار نور هرگز نمی سوزند مگر اینکه جریان آن ها از محدوده ی تعریف شده عبور کند.محدوده ی جریان مناسب برای دیود های انتشار نور (LED) از 0.02 آمپر (20میلی آمپر) تا 0.04 آمپر (40 میلی آمپر) می باشد.این دیود ها نیز همانند دیود های معمنولی دارای پایه ی مثبت و منفی می باشند.برای اینکه بفهمید کدام پایه مثبت است خط فلزی داخل دیود انتشار نور را پیدا کنید.ممکن است آن خط به سختی دیده شود.روش دیگر پیدا کردن نقطه ی مسطح در لبه ی دیود است که نشانگر پایه ی منفی می باشد.

هنگامی که جریان در سراسر دیود انتشار نور جاری شود,ولتاژ پایه ی مثبت آن 1.4 ولت از ولتاژ پایه ی منفی آن بیشتر خواهد بود.توجه داشته باشید که در اینجا مقاومتی برای محدود کردن جریان وجود ندارد بنابراین ممکن است یک مقاومت به صورت سری با دیود جهت جلوگیری از آسیب استفاده شود.

سوئیچ ها:

سوئیچ ها دستگاه هایی هستند که حالت های اتصال کوتاه و اتصال باز را با توجه به وضعیت سوئیچ فراهم می کنند,ON یعنی اتصال کوتاه و OFF یعنی اتصال باز.

هنگامی سوئیچ در وضعیت ON قرار دارد مانند یک سیم عمل می کند و هنگامی سوئیچ در وضعیت OFF قرار دارد اتصالی برقرار نخواهد شد.

محاسبه ی مقدار مقاومت با استفاده از رنگ ها:

برای محاسبه ی مقدار مقاومت از کد مربوط به رنگ های درج شده روی مقاومت استفاده می شود.

گام اول:

مقاومت را بچرخانید تا رنگ طلایی یا نقره ای رنگ آخر درج شده در سمت راست باشد.

گام دوم:

به دو ردیف اول رنگ از سمت چپ توجه کنید.آن دو رنگ متناظر با دو رقم مقدار مقاومت است.برای معین کردن دو رقم اول مقدار مقاومت از جدول رنگ ها استفاده کنید.

گام سوم:

به دریف سوم رنگ از سمت توجه کنید.مقدار رنگ متناظر با ردیف سوم متناظر با مقداری است که در دو رقم اول بدست آمده ضرب می شود.

گام چهارم:

مقدار بدست آمده از گام دوم را با مقدار بدست آمده از گام سوم ضرب کنید.مقدار بدست آمده مقدار مقاومت بر حسب اهم می باشد.ردیف چهارم صحت مقدار مقاومت را نشان می دهد.رنگ طلایی یعنی اینکه مقدار مقاومت ممکن است 5 درصد خطا داشته باشد.رنگ نقره ای یعنی اینکه مقدار مقاومت 10 درصد ممکن است خطا داشته باشد

.