میدان الکترونیکی
میدان الکترونیکی چیست؟
آموزش تعمیر انواع برد های الکترونیکی :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی و… ارائه مدرک فنی و حرفه ای آموزش تعمیر برد توسط دکتر میلاد طاهریان.
برای آموزش تعمیرات تخصصی برد الکترونیک وارد سایت آموزشگاه فنی حرفه ای پاور بشوید و مدرک بین المللی و مدرک فنی و حرفه ای دریافت کنید.
میدان الکترونیکی در واقع یک نوع میدان الکترومغناطیسی است که به وجود میآید در اطراف اشیاء الکترونیکی و از تأثیر نیروی الکتریکی و نیروی مغناطیسی الکترونها و جریانهای الکتریکی تشکیل میشود. این میدانها از طریق اثرات الکترومغناطیسی که بر روی الکترونها و جریانهای الکتریکی در محیط ایجاد میکنند، تأثیر گذارند.
میدانهای الکترونیکی در طی فرآیندهای الکترونیکی مانند انتقال اطلاعات، تقویت سیگنال، تغذیه و کنترل الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرند. آنها در اجزای الکترونیکی مانند مقاومت، خازن، سلف و ترانزیستورها ایجاد میشوند و تأثیر گذاری بر روی جریان الکتریکی و ولتاژ در این اجزا را ممکن میسازند.
میدان الکترونیکی به طور گستردهای در زمینههایی مانند الکترونیک صنعتی، کامپیوتر، ارتباطات، رادیو، مخابرات، الکترونیک خودرو و سایر حوزههای مرتبط با استفاده از الکترونیک و مدارهای الکترونیکی استفاده میشود.
میدان الکترونیکی چگونه در انتقال اطلاعات استفاده میشود؟
میدان الکترونیکی در انتقال اطلاعات در سیستمهای الکترونیکی نقش بسیار مهمی دارد. در فرآیند انتقال اطلاعات الکترونیکی، از میدان الکترونیکی برای تغییر و مدیریت جریان الکتریکی و ولتاژ استفاده میشود. این فرآیند به وسیلهٔ اجزای الکترونیکی مانند ترانزیستورها، مقاومتها، خازنها و سلفها انجام میشود.
میدان الکترونیکی در انتقال اطلاعات دو نقش اصلی دارد:
- تقویت سیگنال: در فرآیند انتقال اطلاعات، سیگنالها به صورت الکتریکی تولید میشوند و از طریق مدارها و کابلها به مقصد انتقال مییابند. میدان الکترونیکی با تغییر ولتاژ و جریان سیگنال، سیگنال را تقویت و افزایش قدرت میدهد تا بتواند به درستی در طول مسافتهای طولانی انتقال یابد.
- مدیریت جریان الکتریکی: میدان الکترونیکی برای کنترل و مدیریت جریان الکتریکی در مدارها استفاده میشود. با تنظیم و کنترل میدان الکترونیکی، جریان الکتریکی میتواند به صورت دلخواه تغییر کند و اطلاعات را براساس الگوها و سیگنالهای مورد نظر انتقال دهد.
به طور کلی، میدان الکترونیکی با استفاده از تأثیرات الکترومغناطیسی بر روی الکترونها و جریانهای الکتریکی، در انتقال اطلاعات الکترونیکی نقش مهمی بازی میکند و امکان تولید، تقویت و مدیریت سیگنالها را فراهم میسازد.
میدان الکترونیکی چگونه در کنترل جریان الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد؟
میدان الکترونیکی در کنترل جریان الکتریکی از طریق اجزای الکترونیکی مانند ترانزیستورها و مقاومتها استفاده میشود. در اینجا چند مثال از کاربردهای میدان الکترونیکی در کنترل جریان الکتریکی آورده شده است:
- ترانزیستورها: ترانزیستورها به عنوان اجزای کلیدی در مدارات الکترونیکی استفاده میشوند. آنها قابلیت کنترل جریان الکتریکی را دارند. با استفاده از میدان الکترونیکی، ترانزیستورها میتوانند جریان الکتریکی را به صورت مداوم تغییر دهند و براساس این تغییرات، سیگنالها را تقویت یا ضعیف کنند.
- مقاومتها: میدان الکترونیکی میتواند بر روی مقاومتها تأثیر بگذارد و جریان الکتریکی را کنترل کند. با تغییر میدان الکترونیکی در اطراف مقاومت، مقدار مقاومت و جریان عبوری از آن تغییر میکند.
- خازنها: خازنها نیز در کنترل جریان الکتریکی نقش دارند. با تغییر میدان الکترونیکی در اطراف خازن، میزان ذخیره و تخلیه بار الکتریکی در خازن تغییر میکند و در نتیجه جریان الکتریکی کنترل میشود.
از طریق تنظیم و کنترل میدان الکترونیکی در اطراف این اجزا، جریان الکتریکی در مدارها به صورت دقیق تنظیم میشود و امکان کنترل دقیق و فعالیتهای پیشرفته در سیستمهای الکترونیکی فراهم میشود.
چگونه میدان الکترونیکی بر روی خازن ها تأثیر میگذارد و جریان الکتریکی را کنترل میکند؟
میدان الکترونیکی بر روی خازنها تأثیر میگذارد و جریان الکتریکی را کنترل میکند به وسیلهٔ تغییر مقدار و ولتاژ بر روی خازن. خازن یک اجزای الکترونیکی است که قابلیت ذخیره و تخلیه بار الکتریکی را دارد.
وقتی یک خازن به یک منبع ولتاژ متصل میشود، میدان الکترونیکی در اطراف خازن شکل میگیرد. این میدان الکترونیکی باعث انتقال بارهای الکتریکی مثبت و منفی در دو صفحه خازن میشود. این بارهای الکتریکی به دلیل نیروی جذب و جدایش الکترونها و یونها در صفحات خازن، جابجا میشوند.
هنگامی که میدان الکترونیکی تغییر میکند، بارهای الکتریکی در خازن جابجا میشوند و جریان الکتریکی به وجود میآید. این جریان الکتریکی به عنوان جریان بار تخلیه خازن (Displacement Current) شناخته میشود.
با تغییر میدان الکترونیکی در اطراف خازن، میزان بار الکتریکی که در خازن ذخیره شده است، تغییر میکند. این تغییر در بار الکتریکی باعث تغییر جریان الکتریکی در مدار میشود. به عبارت دیگر، میدان الکترونیکی تغییراتی در مقدار جریان الکتریکی در مدار ایجاد میکند.
با تنظیم مقدار ولتاژ در خازن و تغییر میدان الکترونیکی در اطراف آن، میتوان جریان الکتریکی را کنترل کرد. به عنوان مثال، با افزایش ولتاژ در خازن، میدان الکترونیکی بیشتری ایجاد میشود و بار الکتریکی در خازن افزایش مییابد که منجر به افزایش جریان الکتریکی میشود. در عوض، با کاهش ولتاژ در خازن، میدان الکترونیکی کاهش مییابد و بار الکتریکی در خازن کاهش مییابد که منجر به کاهش جریان الکتریکی میشود.
به این ترتیب، با استفاده از میدان الکترونیکی و تغییر مقدار ولتاژ در خازن، میتوان جریان الکتریکی را کنترل کرد و به عنوان یک اجزای کنترلی در مدارات الکترونیکی استفاده کردمیدان الکترونیکی بر روی خازنها تأثیر میگذارد و جریان الکتریکی را کنترل میکند به وسیلهٔ تغییر میزان بار الکتریکی در خازن. یک خازن شامل دو صفحه موازی است که بازوی برقی آن به یک منبع ولتاژ متصل میشود.
وقتی یک خازن به یک منبع ولتاژ متصل میشود، تغییرات در میدان الکترونیکی در اطراف خازن به وجود میآید. این میدان الکترونیکی باعث جابجایی بارهای الکتریکی در صفحات خازن میشود. در واقع، میدان الکترونیکی باعث ایجاد یک نیروی الکترواستاتیکی در صفحات خازن میشود که بارهای الکتریکی را در آن جا جابجا میکند.
میدان الکترونیکی تغییراتی در مقدار بار الکتریکی در خازن ایجاد میکند. این تغییرات بار الکتریکی باعث تغییر جریان الکتریکی در مدار میشود. به عبارت سادهتر، با تغییر میدان الکترونیکی در اطراف خازن، میزان بار الکتریکی که در خازن ذخیره شده است، تغییر میکند و در نتیجه جریان الکتریکی نیز تغییر میکند.
با تنظیم و تغییر مقدار ولتاژ در خازن، میتوان میدان الکترونیکی را کنترل کرد و در نتیجه جریان الکتریکی را نیز کنترل نمود. با افزایش ولتاژ در خازن، میدان الکترونیکی افزایش مییابد و بار الکتریکی در خازن نیز افزایش مییابد که موجب افزایش جریان الکتریکی میشود. در مقابل، با کاهش ولتاژ در خازن، میدان الکترونیکی کاهش مییابد و بار الکتریکی در خازن کاهش مییابد که به تبع آن جریان الکتریکی نیز کاهش مییابد.
به این ترتیب، با استفاده از تنظیم میدان الکترونیکی و ولتاژ در خازن، میتوان جریان الکتریکی را کنترل کرد و از خازن در مدارهای الکترونیکی به عنوان یک اجزای کنترلی استفاده کرد.
انواع میدان های الکترونیکی چیست؟
میدانهای الکترونیکی به طور عمده به دو دسته تقسیم میشوند: میدانهای الکترواستاتیکی و میدانهای الکترومغناطیسی. بیایید به هر کدام از این دستهها نگاهی بیندازیم:
- میدان الکترواستاتیکی: این نوع میدان الکترونیکی مربوط به بارهای الکتریکی است که در حالت استاتیک (بدون حرکت) قرار دارند. بارهای الکتریکی مثبت و منفی، باعث ایجاد میدان الکترواستاتیکی میشوند. این میدانها در نتیجهٔ تفاوت ولتاژ بین دو نقطه ایجاد میشوند. مثالهایی از میدانهای الکترواستاتیکی شامل میدان الکترواستاتیکی ایجاد شده توسط یک خازن یا میدان الکترواستاتیکی ایجاد شده توسط یک شارژ الکتریکی است.
- میدان الکترومغناطیسی: این نوع میدان الکترونیکی مربوط به جریانهای الکتریکی و مغناطیسی است. وقتی جریان الکتریکی از طریق یک رسانه عبور میکند، میدان الکترومغناطیسی ایجاد میشود. این میدانها شامل میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک سیم جریاندار، میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط یک آنتن، و میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط یک تراشه الکترونیکی است.
علاوه بر این دو نوع اصلی، میدانهای الکترونیکی میتوانند از دیدگاههای دیگری نیز دستهبندی شوند. به عنوان مثال:
– میدان مستقل از زمان و مکان: در برخی موارد، میدانهای الکترونیکی مستقل از زمان و مکان هستند، به این معنی که در هر لحظه و در هر مکان به صورت یکنواخت تغییر نمیکنند. مثالی از این نوع میدان الکترونیکی میتواند میدان الکترواستاتیکی بین دو صفحه موازی یک خازن باشد.
– میدان وابسته به زمان و مکان: در موارد دیگر، میدانهای الکترونیکی وابسته به زمان و مکان هستند، به این معنی که با گذشت زمان یا تغییر مکان، شدت و جهت آنها نیز تغییر میکند. مثالی از این نوع میدان الکتیکی میتواند میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط سیمی که جریان الکتریکی از آن عبور میکند باشد.
این تقسیمبندیها تنها چند مثال از نوعبندیهای مختلف میدانهای الکترونیکی هستند. میدانهای الکترونیکی در مخابرات، الکترونیک، فیزیک و سایر حوزههای مرتبط با الکترونیک و مغناطیس کاربردهای فراوانی دارند.
میدانهای الکترونیکی در حوزههای مختلفی مانند مخابرات و الکترونیک چه کاربردهایی دارند؟
میدانهای الکترونیکی در حوزههای مختلف، از جمله مخابرات و الکترونیک، کاربردهای گستردهای دارند. در زیر به برخی از کاربردهای این میدانها در این حوزهها اشاره میکنم:
- مخابرات:
– انتشار و انتقال امواج الکترومغناطیسی: میدانهای الکترومغناطیسی، به خصوص در محدوده فرکانسهای رادیویی، برای انتقال امواج در سیستمهای مخابراتی استفاده میشوند. این امواج برای ارتباطات بیسیم، تلفن همراه، رادیو، تلویزیون و دیگر سیستمهای مخابراتی به کار میروند.
– آنتنها: آنتنها، که مبتنی بر میدانهای الکترومغناطیسی هستند، برای انتقال و دریافت امواج الکترومغناطیسی استفاده میشوند. آنتنها در رادیو، تلویزیون، ارتباطات بیسیم و سایر سیستمهای مخابراتی استفاده میشوند.
- الکترونیک:
– مدارهای الکترونیکی: میدانهای الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی برای عملکرد مدارهای الکترونیکی استفاده میشوند. این میدانها برای کنترل جریان الکتریکی، توزیع و جمعآوری بارها، انتقال اطلاعات و سایر عملیات الکترونیکی ضروری هستند.
– صفحات مدارچاپی: میدانهای الکترواستاتیکی در فرآیند ساخت صفحات مدارچاپی ( PCB ) استفاده میشوند. این میدانها برای رساندن پتانسیل الکتریکی به اجزای مختلف مدار و ایجاد اتصالات الکتریکی بین اجزا استفاده میشوند.
– حسگرها و تشدیدکنندهها: میدانهای الکترونیکی در حسگرها و تشدیدکنندهها (آمپلیفایرها) استفاده میشوند. این حسگرها و تشدیدکنندهها برای تشخیص و تقویت سیگنالهای الکتریکی در سنسورها، دستگاههای پزشکی، دستگاههای اندازهگیری و سیستمهای الکترونیکی دیگر بکار میروند.
این فقط چند نمونه از کاربردهای میدانهای الکترونیکی در حووزههای مختلف است. در واقع، این میدانها در تقریباً تمامی جنبههای مخابرات و الکترونیک، از طراحی مدارهای الکترونیکی تا انتقال امواج و کنترل سیگنالها، تأثیرگذار هستند.
میدانهای الکترونیکی چه نقشی در طراحی و ساخت تلویزیون و رادیو دیجیتال دارند؟
میدانهای الکترونیکی در طراحی و ساخت تلویزیون و رادیو دیجیتال نقش بسیار مهمی ایفا میکنند. در ادامه به برخی از نقشهای این میدانها در این دستگاهها اشاره میکنم:
- مدارهای الکترونیکی: میدانهای الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی در طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی تلویزیون و رادیو دیجیتال اساسی هستند. این میدانها برای کنترل جریان الکتریکی، توزیع و جمعآوری بارها، تقویت سیگنالها، تنظیم فرکانس و سایر عملیات الکترونیکی در دستگاهها استفاده میشوند.
- آنتنها: آنتنها برای دریافت و انتقال امواج الکترومغناطیسی در تلویزیون و رادیو دیجیتال استفاده میشوند. آنتن دریافت کننده سیگنالهای تلویزیون و رادیو است و سیگنالها را به سیستم الکترونیکی داخلی منتقل میکند. همچنین، آنتنها برای انتشار سیگنالهای تلویزیون و رادیو نیز استفاده میشوند.
- مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC): مبدلهای آنالوگ به دیجیتال در تلویزیون و رادیو دیجیتال برای تبدیل سیگنالهای آنالوگ (مانند سیگنالهای صدا و تصویر) به فرمت دیجیتال استفاده میشوند. این مبدلها با استفاده از میدانهای الکترونیکی، سیگنالهای آنالوگ را به کدهای دیجیتال تبدیل میکنند که بعداً میتوانند توسط سیستمهای الکترونیکی دیجیتالی پردازش شوند.
- مدولاسیون و دموداسیون: در تلویزیون و رادیو دیجیتال، میدانهای الکترونیکی برای مدولاسیون (ترکیب) سیگنالهای صوتی و تصویری در سیگنالهای رادیویی استفاده میشوند. این میدانها با استفاده از تکنیکهای مختلف مانند فرکانس مدولاسیون (FM) و مدولاسیون کدشده (PCM)، سیگنالهای آنالوگ را در سیگنالهای دیجیتال رادیویی ترکیب میکنند. هممیدانهای الکترونیکی در طراحی و ساخت تلویزیون و رادیو دیجیتال نقش بسیار مهمی ایفا میکنند. در ادامه به برخی از نقشهای این میدانها در این دستگاهها اشاره میکنم:
- مدارهای الکترونیکی: میدانهای الکترواستاتیکی و الکترومغناطیسی در طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی تلویزیون و رادیو دیجیتال اساسی هستند. این میدانها برای کنترل جریان الکتریکی، توزیع و جمعآوری بارها، تقویت سیگنالها، تنظیم فرکانس و سایر عملیات الکترونیکی در دستگاهها استفاده میشوند.
- آنتنها: آنتنها برای دریافت و انتقال امواج الکترومغناطیسی در تلویزیون و رادیو دیجیتال استفاده میشوند. آنتن دریافت کننده سیگنالهای تلویزیون و رادیو است و سیگنالها را به سیستم الکترونیکی داخلی منتقل میکند. همچنین، آنتنها برای انتشار سیگنالهای تلویزیون و رادیو نیز استفاده میشوند.
- مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC): مبدلهای آنالوگ به دیجیتال در تلویزیون و رادیو دیجیتال برای تبدیل سیگنالهای آنالوگ (مانند سیگنالهای صدا و تصویر) به فرمت دیجیتال استفاده میشوند. این مبدلها با استفاده از میدانهای الکترونیکی، سیگنالهای آنالوگ را به کدهای دیجیتال تبدیل میکنند که بعداً میتوانند توسط سیستمهای الکترونیکی دیجیتالی پردازش شوند.
- مدولاسیون و دموداسیون: در تلویزیون و رادیو دیجیتال، میدانهای الکترونیکی برای مدولاسیون (ترکیب) سیگنالهای صوتی و تصویری در سیگنالهای رادیویی استفاده میشوند. این میدانها با استفاده از تکنیکهای مختلف مانند فرکانس مدولاسیون (FM) و مدولاسیون کدشده (PCM)، سیگنالهای آنالوگ را در سیگنالهای دیجیتال رادیویی ترکیب میکنند. هم
میدانهای الکترونیکی چگونه در تبدیل سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال در تلویزیون و رادیو دیجیتال استفاده میشوند؟
در تلویزیون و رادیو دیجیتال، میدانهای الکترونیکی برای تبدیل سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال استفاده میشوند. عملیات تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال، که به عنوان ADC (Analog-to-Digital Converter) شناخته میشود، با استفاده از میدانهای الکترونیکی انجام میشود.
مراحل اصلی تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال عبارتند از:
- نمونهبرداری (Sampling): در این مرحله، سیگنال آنالوگ ورودی به طور متناوب در بازه زمانی کوتاهی نمونهبرداری میشود. این نمونهها از سیگنال آنالوگ برداشت شده و به مرحله بعدی میروند. نمونهبرداری ممکن است با استفاده از مدولاسیون زمانی (time modulation) یا مدولاسیون فاز (phase modulation) صورت بگیرد.
- کوانتایز (Quantization): در این مرحله، مقادیر نمونههای برداشت شده از سیگنال آنالوگ، به نزدیکترین مقدار مجاز در یک مقیاس دیجیتال تبدیل میشوند. این مرحله باعث تقریب دادن سیگنال آنالوگ به مقادیر دیجیتالی مشخص میشود. تعداد بیتهایی که برای نمایش مقادیر دیجیتال استفاده میشود، دقت تبدیل را تعیین میکند. به عنوان مثال، یک ADC 8 بیتی میتواند مقادیر بین 0 تا 255 را نشان دهد.
- رمزنگاری (Encoding): در این مرحله، مقادیر دیجیتالی که در مرحله قبل به دست آمدهاند، به یک فرمت خاص رمزنگاری میشوند. این فرمت برای انتقال و ذخیرهسازی سیگنال دیجیتال استفاده میشود. رمزنگاری معمولاً با استفاده از استانداردهایی مانند MPEG (Moving Picture Experts Group) برای تصاویر و MP3 برای صدا انجام میشود.
با استفاده از میدانهای الکترونیکی و انجام این مراحل، سیگنالهای آنالوگ به صورت دیجیتال تبدیل شده و به عنوان بیتهای 0 و 1 قابل انتقال و پردازش میشوند. سپس دریافت کنندهها و تجهیزات دیگر میتوانند این سیگنالهای دیجیتال را بازسازی و به تصویر یا صدامتنهای آنالوگ تبدیل کنند.
دیدگاهتان را بنویسید