مدار تشخیص روز و شب

برای تهیه این مدار می توان از نقشه های زیر استفاده کرد مدار آزمایش ترانزیستور را در نظر بگیرید کافی است به جای مقاومت متغیر از یک LDR استفاده کنید. مقاومت LDR  در تاریکی زیاد است بنابراین دیود و ترانزیستور خاموش می شوند. اگر دستتان را آرام آرام روی LDR  بگذارید دیود کم نور می شود تا زمانی که در تاریکی کامل خاموش شود. 

از روش دیگری نیز برای بستن مدار می توانید استفاده کنید که  هر دو نقشه را می توانید مشاهده کنید.

وسایل لازم:
1. ترانزیستور BC107
2. دیود نورانی
3. مقاومت LDR
4. باتری قلمی 1.5 ولتی با جای مخصوص
برای تشخیص پایه ی امیتر از زایده ای که کنار این پایه قرار دارد استفاده میکنیم در اکثر موارد پایه ی کلکتور در چپ ترین سمت امیتر قرار دارد. امیتر به عنوان گیرنده جریان به باتری وصل می شود و کلکتور به دیود که همان مصرف کننده می باشد. چون ترانزیستور فقط مقدار معینی از حداقل جریان را از خود عبور می دهد اگر این مقدار کمتر شود ترانزیستور خاموش می شود و دیود را نیز خاموش می کند. با تغییر مقدار مقاومت در این مورد با کاهش نور مقدار مقاومت زیاد می شود و می بینیم وقتی که جریان از حداقل کمتر می شود ترانزیستور و به دنبال آن دیود خاموش می شود.

ساخت چراغ مطالعه با دیود

برای دیدن فیلم دکمه Play  را بزنید.

 

مدت زمان: 2 دقیقه 51 ثانیه 

ساخت لامپ تزیینی با دیود

این لامپ تزیینی فقط با نی، فیبر نوری و LED ساخته شده است. شاید ظاهر لامپ وقتی که خاموش است را زیاد برایتان جالب نباشد اما وقتی که هوا تاریک میشود، این لامپ تزیینی ظاهر منحصر به فردش را نشان میدهد. ساخت این لامپ تزیینی خیلی ساده است و برایتان ارزان تمام میشود.

آزمایش های الکترونیک

آزمایش مقاومت

آزمایش خازن

آزمایش ترانزیستور

مقاومت

جریان و ولتاژ دو عامل اساسی در یک مدار هستند. عامل سوم مقاومت است. مقاومت برخی مواد باعث می شود که جریان الکترونها محدود شود و در نتیجه شدت جریان کم شود. بنابراین استفاده از مقاومت، یکی از راه های اصلی کنترل جریان در مدار است. 

فرض کنید شخصی روی یک شلنگ وقتی که شیر آن باز است، محکم ایستاده است. فشار آب زیاد است، اما مقدار کمی از آب به طرف دیگر شلنگ می رود زیرا در برابر جریان آب مقاومت بسیار زیادی وجود دارد. مقاومت الکتریکی اثر مشابهی روی جریان الکتریکی دارد.

همه قطعات تا اندازه ای در برابر جریان مقاومت می کنند، اما قطعاتی به نام مقاومت فقط برای تنظیم جریان در مدارها به کار می روند. برای کنترل جریان و ولتاژ قطعه دیگر، و یا برای این که جریان زیاد به یک قطعه ظریف و حساس آسیب نرساند از مقاومت استفاده می کنند.

برای فهم بهتر کار مقاومت می توان آزمایش های کتاب پایه ی دوم را  انجام داد. برای توجیه بهتر آزمایشها مدارهای زیر می توانند کمک زیادی به فهم مطلب کنند. برای اینکار علاوه بر لامپ 3/5 ، سرپیچ و باتری 4/5 ولتی به دو عدد مقاومت 100 اهمی نیز نیاز داریم. در این آزمایشها دانش آموزان می آموزند که بستن مقاومت در مدار به طریقه ی موازی و سری(متوالی) چه تاثیری در میزان مقاومت خواهد داشت. در تصویر اول مقاومت ها به شیوه ی موازی بسته شده نور لامپ بیشتر است. در تصویر دوم مقاومت به شیوه ی متوالی بسته شده و نور لامپ کمتر است.

آزمایش ترانزیستور

وسایل لازم:
1. ترانزیستور BC107
2. دیود نورانی
3. مقاومت متغیر 10 کیلو اهمی
4. باتری قلمی 1.5 ولتی با جای مخصوص
برای تشخیص پایه ی امیتر از زایده ای که کنار این پایه قرار دارد استفاده میکنیم در اکثر موارد پایه ی کلکتور در چپ ترین سمت امیتر قرار دارد. امیتر به عنوان گیرنده جریان به باتری وصل می شود و کلکتور به دیود که همان مصرف کننده می باشد. چون ترانزیستور فقط مقدار معینی از حداقل جریان را از خود عبور می دهد اگر این مقدار کمتر شود ترانزیستور خاموش می شود و دیود را نیز خاموش می کند. با تغییر مقدار مقاومت (پتانسومتر) می بینیم وقتی که جریان از حداقل کمتر می شود ترانزیستور و به دنبال آن دیود خاموش می شود.

آزمایش خازن

آزمایش خازن برای توجیه کار خازن و در واقع تصور چگونه شارژ و دشارژ شدن این قطعه می باشد. برای اینکه طریقه ی درست بستن مدار را بتوان آموزش داد دانش آموزان از ماکت هم استفاده می کنند.

ساخت مدار چشم الکترونیکی

چشم الکترونیکی دستگاهی است دقیق،ظریف و حساس برای کنترل حرکت و جابجایی اشیایا افرادتوسط نور. کافیست دستگاه را در محل مورد نظر نصب کنید و ترتیبی دهید که نور بهمقدار لازم به سلول حساس دستگاه بتابد. به محض آنکه فرد یا شیئی از مقابل دستگاه عبور کند یا جابجا شود، بطوری که تابش نور به سلول حساس کاهش یابد و یا متوقف شود ، دستگاه فورا واکنش نشان میدهد و صدای بوق قوی از بلندگو پخش میشود.این دستگاه با ولتاژ 6 ولت کار میکند و مصرف آن در حالت بی کاری نزدیک به صفر است. بنابراین حتی اگر باتری خشک به آن وصل کنید ، مدتها دوام می آورد. ضمنا یک پتانسیومتر تنظیم حساسیتروی فیبر تعبیه شده است که به کمک آن میتوانید دستگاه را برای استفاده در شرایط نوریمختلف به دقت تنظیم نمایید. دستگاه چشم الکترونیک کاربردهای گوناگونی دارد که ازجمله میتوان به کاربرد آن به عنوان دزدگیر در موسسات و منازل و اتومبیل ها اشاره کرد. ضمنا برای کنترلمسیر ها جهت آگاهی از ورود و خروج افراد نیز به کار می رود.


شماتیک مدار:



توضیحات مدار:

نخستین بخش مدار را یک مولتی ویبراتور مرکب از ترانزیستورهای Tr2 و Tr3 تشکیل میدهد. مقدار خازنهای C1 و C2 طوری انتخاب شده است که سیگنالهای صوتی ثابتی با فرکانسحدود یک کلیو سیکل ایجاد میکند. این سیگنالها در پایه کلکتور ترانزیستور Tr3 قابل دریافتاست و اگر یک گوشی کریستالی به پایه مذبور وصل کنید، سیگنالها را به صورت صدایسوت میشنوید. دومین بخش مدار، یک آمپلیفایر صوتی دو ترانزیستوری مرکب از ترانزیستورهای Tr4 و Tr5 است که به صورت مستقیم به یکدیگر وصل شده اند. ترانزیستور Tr4که یک ترانزیستور تیپ مثبت PNP است، سیگنالهای صوتی را از طریق خازن C3 دریافتمیکند و پس از تقویت سیگنالها، آنها را برای تقویت نهایی (تقویت قدرت) به ترانزیستور Tr5 میدهد. پایه B ترانزیستور Tr1 از طریق سلول فوتورزیستانس Cds به ولتاژ مثبت وصل شده است و در حالتی که نور به صفحه Cds بتابد، مقاومت آن کاهش یافته ولتاژ مثبت قابلتوجهی به پایه B میرسد و ترانزیستور را در حالت خاموشی نگهمیدارد که در این حالت ولتاژتغذیه مولتی ویبراتور قطع است و کار نمیکند و لذا هیچ صدایی از بلندگو پخش نمیشود.اما همینکه مانعی بر سر راه تابش نور به Cds ایجاد شود، مقاومت آن افزایش می یابد و ولتاژ مثبت پایه B کاسته شده و در عوض پایه B از طریق پتانسیومتر Pot و مقاومت R1 ولتاژ منفی

دریافت میکند که در نتیجه مدار مولتی ویبراتور به کار می افتد و صدای بوق از بلندگو پخشمیشود. با تنظیم پتانسیومتر (مقاومت متغیر) می‌توان ولتاژ پایه B ترانزیستور Tr1 را برای شرایط نوری مختلف به دقت تنظیم نمود.


قطعات مورد نیاز:
R1, R6, R7 = 2.2 k
R2 = 12 k,R3 = 10 k
R4 = 150,R5,R8 = 47 k
R9 = 1 k, R10 = 330
R11 = 1.8 k ,C3 = 2.2 uF
C1 = 0.04 uF, C2 = 0.022 uF
Tr4 , Tr1 = A933, Tr2 , Tr3 = C945
Tr5 = BC140, سلول فتورزیستانس Cds

 

منبع:نخبگان جوان

ترانزیستور چگونه کار می کند

 
اعمال ولتاژ با پلاریته موافق باعث عبور جریان از یک
پیوند PN می شود و چنانچه پلاریته ولتاژتغییر کند
جریانی از مدار عبور نخواهد کرد.

اگر ساده بخواهیم به موضوع نگاه کنیم عملکرد یک ترانزیستور را می توان تقویت جریان دانست. مدار منطقی کوچکی را در نظر بگیرید که تحت شرایط خاص در خروجی خود جریان بسیار کمی را ایجاد می کند. شما بوسیله یک ترانزیستور می توانید این جریان را تقویت کنید و سپس از این جریان قوی برای قطع و وصل کردن یک رله برقی استفاده کنید.

موارد بسیاری هم وجود دارد که شما از یک ترانزیستور برای تقویت ولتاژ استفاده می کنید. بدیهی است که این خصیصه مستقیما" از خصیصه تقویت جریان این وسیله به ارث می رسد کافی است که جریان وردی و خروجی تقویت شده را روی یک مقاومت بیندازیم تا ولتاژ کم ورودی به ولتاژ تقویت شده خروجی تبدیل شود.

جریان ورودی ای که که یک ترانزیستور می تواند آنرا تقویت کند باید حداقل داشته باشد. چنانچه این جریان کمتر از حداقل نامبرده باشد ترانزیستور در خروجی خود هیچ جریانی را نشان نمی دهد. اما به محض آنکه شما جریان ورودی یک ترانزیستور را به بیش از حداقل مذکور ببرید در خروجی جریان تقویت شده خواهید دید. از این خاصیت ترانزیستور معمولا" برای ساخت سوییچ های الکترونیکی استفاده می شود.

 
از لحاظ ساختاری می توان یک ترانزیستور را با دو دیود مدل کرد.

ترانزستورهای اولیه از دو پیوند نیمه هادی تشکیل شده اند و بر حسب آنکه چگونه این پیوند ها به یکدیگر متصل شده باشند می توان آنها را به دو نوع اصلی PNP یا NPN تقسیم کرد. برای درک نحوه عملکرد یک ترانزیستور ابتدا باید بدانیم که یک پیوند (Junction) نیمه هادی چگونه کار می کند.

در شکل اول شما یک پیوند نیمه هادی از نوع PN را مشاهده می کنید. که از اتصال دادن دو قطعه نیمه هادی P و N به یکدیگر درست شده است. نیمه هادی های نوع N دارای الکترونهای آزاد و نیمه هادی نوع P دارای تعداد زیادی حفره (Hole) آزاد می باشند. بطور ساده می توان منظور از حفره آزاد را فضایی دانست که در آن کمبود الکترون وجود دارد.

اگر به این تکه نیمه هادی از خارج ولتاژی بصورت آنچه در شکل نمایش داده می شود اعمال کنیم در مدار جریانی برقرار می شود و چنانچه جهت ولتاژ اعمال شده را تغییر دهیم جریانی از مدار عبور نخواهد کرد 

این پیوند نیمه هادی عملکرد ساده یک دیود را مدل می کند. همانطور که می دانید یکی از کاربردهای دیود یکسوسازی جریان های متناوب می باشد. از آنجایی که در محل اتصال نیمه هادی نوع N به P معمولآ یک خازن تشکیل می شود پاسخ فرکانسی یک پیوند PN کاملآ به کیفیت ساخت و اندازه خازن پیوند بستگی دارد. به همین دلیل اولین دیودهای ساخته شده توانایی کار در فرکانسهای رادیویی - مثلآ برای آشکار سازی - را نداشتند.

معمولآ برای کاهش این خازن ناخاسته، سطح پیوند را کاهش داده و آنرا به حد یک نقطه می رسانند