دوره تعمیرات PC (جلسه دوم)

جلسه دوم

خازن

قطعه ای است که برای ذخیره انرژی الکتریکی (ولتاژ) در مدار استفاده می شود و با توجه به اینکه بار الکتریکی در خازن ذخیره می شود می توان از آن ها برای ایجاد میدان الکتریکی یکنواخت استفاده کرد. از خازن ها برای صاف کردن سطح ولتاژ مستقیم نیز استفاده می شود. از خازن ها به عنوان فیلتر نیز استفاده می کنند چرا که سیگنال های متناوب را به راحتی عبور می دهند ولی مانع عبور سیگنال های مستقیم می شوند.

خازن را با حرف C که اول کلمه Capacitor می باشد نشان می دهند. ظرفیت خازن بر اساس واحد فاراد می باشد و معیاری برای اندازه گیری توانایی خازن در نگهداری انرژی الکتریکی می باشد.

ظرفیت خازن با توجه به فرمول زیر بدست می آید.

خازن از دو صفحه فلزی موازی (هادی از جنس روی، آلومنیوم، نقره) که در بین صفحات هوا یا عایق (دی الکتریک مانند کاغذ، میکا، پلاستیک، سرامیک، اکسید آلومنیوم، اکسید تانتالیوم) وجود دارد تشکیل شده است.

 

نکته

ظرفیت خازن بر اساس فاراد می باشد اما فاراد واحد بزرگی است و به این خاطر از واحد های کوچکتر زیر در ظرفیت های خازن استفاده می شود.

انواع خازن

انواع خازن شامل موارد زیر است.

• الکترولیتی
• عدسی
• سرامیکی

خازن سرامیکی

معمولترین خازن غیر الکترولیتی می باشد (خازن خشک) که در آن دی الکتریک به کار رفته از جنس سرامیک می باشد.

• ثابت دی الکتریک سرامیک بالاست یعنی عایق بسیار خوبی است و امکان ساخت خازن های کوچک در ظرفیت زیاد را فراهم می کند.
• ظرفیت خازن سرامیکی بالا است و بین 1 میکرو فاراد تا 5 پیکو فاراد می باشد.
• ولتاژ کار خازن های سرامیکی بالا است.

تست بوق خازن با مولتی متر

در حالی که خازن روی بورد است سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار دهید و یک تست بوق انجام دهید و اگر صدای بوق شنیده شد خازن خراب شده است.

اندازه گیری ظرفیت خازن سرامیکی

در ابتدا خازن سرامیکی را از بورد جدا کنید سپس سلکتور مولتی متر را روی خازن قرار داده و پراب های قرمز و سیاه را به دو پایه خازن وصل کرده و عددی که مولتی متر نمایش می دهد را یادداشت کنید. مشاهده می شود که ظرفیت خازن برابر 0.13 نانو فاراد بود که اندازه درستی نمی باشد و برای اندازه گیری این نوع خازن نیز باید از lc متر استفاده کرد و مولتی متر جوابگو نیست.

نکته

برای صفر کردن مولتی متر دکمه REL را فشار دهید.

خازن عدسی

در کل مانند خازن سرامیکی می باشند. خازن عدسی به شکل زیر است.

تست بوق خازن با مولتی متر

در حالی که خازن روی بورد است سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار دهید و یک تست بوق انجام دهید و اگر صدای بوق شنیده شد خازن خراب شده است.

محاسبه ظرفیت خازن عدسی از روی عدد درج شده روی آن

در اینجا مشاهده می شود که روی خازن عدد 103 نوشته شده است که بصورت زیر ظرفیت خازن عدسی محاسبه می شود. دو رقم اول را نوشته و به اندازه عدد سوم صفر جلوی دو عدد اول می گذاریم و بدین ترتیب ظرفیت خازن بر اساس پیکو فاراد بدست می آید. بنابراین ظرفیت این خازن برابر 10000 پیکو فاراد یا 10 نانو فاراد می باشد.

اندازه گیری ظرفیت خازن عدسی با مولتی متر

برای بدست آوردن ظرفیت خازن با استفاده از مولتی متر در ابتدا خازن را از مدار خارج کنید سپس سلکتور آن را روی خازن قرار داده و پراب های قرمز و سیاه را به دو پایه خازن وصل کنید و عدد نمایش داده شده توسط مولتی متر را یادداشت کنید. در اینجا ظرفیت خازن عدسی 103 برابر 10 نانو فاراد می باشد.

خازن الکترولیتی

این نوع خازن ها معمولا در رنج میکرو فاراد می باشند. نام دیگر این خازن ها خازن شیمیایی است. بر خلاف خازن های عدسی این خازن ها دارای پایه مثبت و منفی می باشند. مقدار واقعی ولتاژ و ظرفیت قابل تحمل خازن روی آن نوشته شده است. خازن های الکتریکی در دو نوع خازن های آلومنیومی و تانتالیومی ساخته می شود. یکی از کاربرد های فراوان آن در مدار یکسوساز دیودی به عنوان فیلتر می باشد.

به شکل زیر توجه کنید.

خازن الکترولیتی دارای پلاریته مثبت و منفی می باشد. دقت کنید که برای اتصال خازن روی بورد قبل از لحیم کاری سری از خازن که پلاریته منفی دارد در جای درست خود قرار بگیرد.

اگر به شکل زیر دقت کنید روی خازن الکترولیتی نواری با رنگ روشن با علامت صفر روی خازن الکترولیتی وحود دارد که نشان دهنده این است که این طرف خازن پلاریته منفی دارد و پایه مربوط به قطب منفی خازن مشخص می شود.

برای اتصال خازن روی بورد به شکل زیر دقت کنید.

دقت کنید که پلاریته منفی روی بورد با یک نیم دایره سیاه مشخص می شود. برای نصب خازن پلاریته منفی مشخص شده روی بدنه خازن الکترولیتی را با پلاریته منفی مشخص شده روی بورد تطبیق دهید سپس خازن را روی بورد لحیم کنید.

نکته

روی بدنه خازن الکترولیتی دو عدد نوشته شده است.

• ظرفیت خازن الکترولیتی بر حسب میکرو فاراد
• حداکثر ولتاژی که خازن در خود ذخیره می کند.

تست بوق خازن با مولتی متر

در حالی که خازن روی بورد است سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار دهید و یک تست بوق انجام دهید و اگر صدای بوق شنیده شد خازن خراب شده است.

اندازه گیری ظرفیت خازن الکترولیتی با مولتی متر

در ابتدا خازن را از مدار خارج کنید سپس سلکتور مولتی متر را روی خازن بگذارید سپس پراب قرمز را به یک پایه خازن و پراب منفی را به پایه دیگر خازن وصل کنید. عددی را که مولتی متر نمایش می دهد یادداشت کنید. اما عددی که نمایش داده می شود عدد درستی نیست چون از آنجایی که مدار مولتی متر توانایی محاسبه مقدار خازن های الکترولیتی که بر حسب میکرو فاراد هستند را ندارد ار دستگاه دیگری به نام lc متر استفاده می شود.

اندازه گیری ولتاژ خازن با مولتی متر

برای اندازه گیری ولتاژ دو سر خازن روی بورد، لازم است خازن با بارهای الکتریکی پر شود بنابراین مدار باید روشن باشد و ولتاژ به خازن برسد سپس سلکتور مولتی متر را روی ولتاژ مستقیم قرار دهید و پراب قرمز را به قطب مثبت خازن و پراب مشکی را به قطب منفی خازن وصل کنید (اگر پراب ها را برعکس کنید اتفاقی نمی افتد فقط عدد مولتی متر منفی می شود) سپس عدد مولتی متر را بخوانید.

نکته

دقت کنید به هیچ عنوان بعد از خاموش شدن مدار (برای مثال خاموش کردن پاور کامپیوتر) پایه های خازن را لمس نکنید یا اشتباها بین پایه های خازن اتصال کوتاه نشود چرا که خازن بعد از خاموش شدن مدار پر از ولتاژ می باشد و دقایقی طول می کشد این ولتاژ را از دست بدهد.

انواع تست های خازن

• تست ظاهری
  • سیاه رنگ شدن خازن
  • تکه ای از خازن خراشیده شود.
  • باد کردن و ترکیدن
• تست با lc متر برای خازن های الکترولیت و سرامیکی
• تست حرارت که در هنگامی که قطعه در مدار قرار دارد و مدار روشن است اگر قطعه داغ باشد (دست خود را روی خازن بگذارید) نشان از نشتی خازن می باشد.
  • از تست حرارت برای تست ic هم استفاده می شود.
• تست بوق که خازن نباید بوق بزند.
  • با یک تست بوق می توان فهمید که خازن سالم است یا خراب می باشد. مولتی متر را روی بازر قرار دهید و پراب های قرمز و سیاه را به خازن وصل کنید اگر مولتی متر بوق ممتد کشید نشان دهنده خرابی خازن می باشد یعنی لایه عایق یا بخشی از خازن خراب شده است.

دیود

دیود یک قطعه الکتریکی می باشد که جریان الکتریکی را تنها در یک جهت از خود عبور می دهد به عبارتی ساده تر جریان الکتریکی را از یک طرف از خود عبور می دهد ولی از طرف دیگر اجازه عبور هیچ جریانی را نمی دهد. از دیود با نام دریچه هم یاد می شود. از دیود برای یک سو کردن جریان استفاده می شود. دیود دارای دو بخش آند و کاتد می باشد. بخش آند بصورت یک مثلت افقی و بخش کاتد بصورت یک خط عمودی کشیده می شود. آند مثبت یا Positive می باشد و کاتد منفی یا Negative می باشد. دیود را با علامت D که حرف اول کلمه Diode می باشد نمایش می دهند.

مقدار ولتاژی که باعث می شود دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی کند ولتاژ آستانه یا Forward Voltage Drop گفته می شود که چیزی در حدود 0.6 تا 0.7 ولت می باشد اما هنگامی که به دیود ولتاژ معکوس (مثبت به کاتد و منفی به آند) داده می شود جریانی از دیود عبور نخواهد کرد به جز جریان نشتی که مقدار بسیار کمی می باشد و از آن در مدارهای الکتریکی صرف نظر می کنند. دقت کنید که هر دیود یک مقدار آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارد که اگر ولتاژ بیشتر از آن شد دیود می سوزد که به آن ولتاژ آستانه شکست دیود گفته می شود.

هرچه جنس کریستال ساخته شده در دیود از نظر ساختار منظم تر باشد دیود مرغوب تر و جریان نشتی کمتر خواهد بود.

مهم ترین کاربرد عملی دیود یکسو کردن جریان متناوب است. در بسیاری از آداپتورها جریان برقی که بوسیله ترانس کاهش پیدا کرده است به کمک یک دیود (یکسو سازی نیم موج)، دو دیود ( در ترانس با ثانویه سه سر ) و با چهار دیود (یکسو سازی تمام موج) انجام می شود . توجه داشته باشید که ولتاز یکسویه پس از این دیود ها، فرکانس ریپل به میزان دو برابر فرکانس متناوب ( در حالت تمام موج ) را دارد و جهت مستقیم شدن کامل ولتاژ بایستی خازن صافی با ولتاژ مجاز، ظرفیت بالا ( با توجه به مقدار جریان مصرفی ) و با رعایت پلاریته و بعد از پل دیود نصب شود.

انواع دیود

شامل موارد زیر است.

• دیود معمولی
• دیود زنر
• دیود LED
• دیود شاتکی
• پل دیود

دیود معمولی

دیود های معمولی بصورت زیر هستند.

نوار سفید رنگ روی دیود مشخص کننده کاتد می باشد.

تست بوق در دیود

در حالی که دیود روی بورد است از آن تست بوق بگیرید اگر صدای بوق شنیده شد دیود خراب شده است.

تست دیود با مولتی متر

در ابتدا دیود را از مدار جدا کنید.

سلکتور مولتی متر را روی دیود قرار داده و پراب قرمز را به سر آند وصل کرده و پراب مشکی را به سر کاتد (با نوار سفید روی دیود مشخص شده است) وصل کنید در این حالت مولتی متر مقداری را نشان می دهد.

حال جای پراب ها را عوض کرده و پراب مشکی را به آند و پراب قرمز را به کاتد دیود وصل کنید که باید مولتی متر مقدار بینهایت را بصورت 1 یا 0L نشان دهد یعنی دیود جریانی را در جهت عکس از خود عبور نمی دهد.

در کل بصورت زیر عمل می شود.

با برقرار شدن این دو شرط دیود سالم است.

نکته

دقت کنید عدد 1 یا 0L در مولتی متر یعنی اینکه مولتی متر راه نمی دهد و یا نشان دهنده بینهایت می باشد.

دیود زنر

از دیود زنر برای تثبیت ولتاژ استفاده می شود. نوار مشکی روی دیود زنر معرف بخش کاتد دیود است. ولتاژ دو سر دیود زنر تقریبا ثابت بوده و تغییر جریان در آن تاثیری ندارد. از این دیود ها در ناحیه شکست معکوس استفاده می شود. ولتاژ شکست این دیود ها را ولتاژ زنر می نامند و آن را با Vz نمایش می دهند. دیود های زنر تجاری با ولتاژ شکست 2.4 ولت تا 200 ولت ساخته می شوند.

چون دیود زنر باید بصورت معکوس بایاس شود کاتد آن به قطب مثبت منبع ولتاژ و آند آن به قطب منفی منبع ولتاژ وصل می شود، در این صورت جهت جریان از کاتد به آند خواهد بود.

تست بوق در دیود

در حالی که دیود روی بورد است از آن تست بوق بگیرید اگر صدای بوق شنیده شد دیود خراب شده است.

تست دیود زنر

در ابتدا دیود را از بورد جدا کنید. سلکتور مولتی متر را روی دیود قرار داده و پراب قرمز را به آند و پراب مشکی را به کاتد وصل کنید در اینصورت مولتی متر مقدار عددی را نشان می دهد یا به اصطلاح راه می دهد.

حال جای پراب ها را عوض کنید و پراب مشکی را به سر آند بزنید و پراب قرمز را به سر کاتد وصل کنید در اینصورت مولتی متر مقدار 0L یا 1 (بینهایت) را نشان می دهد.

در کل بصورت زیر عمل می شود.

نکته

دقت کنید که روی بورد جهت آند و کاتد برای دیود نمایش داده شده است.

دیود LED

دیود های LED دقیقا مانند دیود های معمولی هستند و بصورت مستقیم بایاس می شوند یعنی قطب مثبت منبع تغذیه به آند و قطب منفی آن به کاتد وصل می شود.

تست دیود LED

برای تست دیود LED آن را از مدار خارج کرده و پراب قرمز را به سر آند و پراب قرمز را به سر کاتد وصل کنید سپس دیود LED باید روشن شود. دقت کنید اگر جای پراب ها را عوض کنید مولتی متر باید مقدار 1 یا 0L (بینهایت) را نشان دهد.

دیود شاتکی

یک دیود نیمه هادی با افت ولتاژ پایین در حالت بایاس مستقیم و سرعت کلید زنی بسیار بالا می باشد. در دیود های معمولی هنگام عبور جریان الکتریکی مقدار افت ولتاژ در حدود 0.6 تا 1.7 ولت می باشد در حالی که در دیود شاتکی افت ولتاژ در حدود 0.15 تا 0.45 ولت می باشد. دیود شاتکی ترکیب دو دیود معمولی می باشد.

دیود شاتکی بصورت زیر است.

ملاحظه می شود که طرح پایه های آند و کاتد دیود شاتکی معمولا روی آن کشیده می شود.

تست بوق در دیود شاتکی

برای تست دیود شاتکی روی مدار با تست بوق، سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار دهید سپس پراب ها را یکی یکی به پایه های دیود وصل کرده و اگر بوق زد دیود خراب است.

تست دیود شاتکی

در ابتدا دیود شاتکی را از مدار خارج کنید سپس سلکتور مولتی متر را روی دیود قرار داده و پراب قرمز را به پایه 1 (آند) و پراب مشکی را به پایه 2 (کاتد) وصل کنید که در این حالت مولتی متر مقداری عددی را نشان می دهد.

جای پراب های قرمز و مشکی را عوض کنید و پراب قرمز را به پایه 2 (کاتد) قرار داده و پراب مشکی را به پایه 1 (آند) وصل کنید که در این حالت مولتی متر راه نمی دهد و مقدار 0L یا 1 (بینهایت) را نشان می دهد.

پراب مشکی را به پایه 2 (کاتد) و پراب قرمز را به پایه 3 (آند) وصل کنید که در این حالت مولتی متر راه می دهد و مقدار عددی را نشان می دهد.

حال جای پراب ها را عوض کنید و پراب قرمز را به پایه 2 (کاتد) و پراب مشکی را به پایه 3 (آند) وصل کنید که در این حالت مولتی متر راه نمی دهد و مقدار بی نهایت نشان داده می شود.

در کل بصورت زیر عمل می شود.

اگر این شرط ها برقرار باشد دیود شاتکی سالم است.

پل دیود

مداری است که با تغییر دادن پلاریته تغذیه ورودی آن، پلاریته خروجی تغییر نمی کند و معمولا برای یکسو سازی جریان متناوب و بدست آوردن جریان مستقیم تمام موج استفاده می شود.

نکته

می دانیم که دیود جریان متناوب (AC) را یکسو می کند و قسمت منفی نمودار سینوسی جریان زمان یا ولتاژ زمان را حذف می کند یعنی بصورت کامل جریان یکسو نمی شود یا به اصلاح نیم موج می گویند.

ولی پل دیود جریان یا ولتاژ را کاملا یکسو می کند و فاصله سینوس ها را از بین می برد و یک جریان یا ولتاژ کاملا یکسو داریم یا به اصطلاح تمام موج می گویند.

سپس می توان با استفاده از یک خازن بعد از پل دیود یک جریان یا ولتاژ صاف (DC) ایجاد کرد.

مدار پل دیود روی بورد به صورت زیر است.

پل دیود دارای 4 پایه می باشد. اتصال دو سر کاتدی تشکیل پلاریته مثبت و اتصال دو سر آندی تشکیل پلاریته منفی را می دهند.

پل دیود می تواند به جای یک دیود چهار پایه از ترکیب 4 دیود معمولی ایجاد شود.

و نمای پشت بورد پل دیود با 4 دیود معمولی بصورت زیر است.

تست پل دیود (ترکیب 4 دیود) بوسیله تست بوق

سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار داده اگر پراب های قرمز و منفی به دو پایه ای که در آند مشترک هستند وصل شوند مولتی متر باید بوق ممتد بزند که نشان دهنده اتصال دو پایه آندی هستند. (خروجی منفی) و اگر پراب های قرمز و منفی به دو پایه ای که در کاتد مشترک هستند وصل شوند مولتی متر باید بوق ممتد بزند که نشان دهنده اتصال دو پایه کاتدی هستند. (خروجی مثبت)

• در اتصال پراب های قرمز و منفی به پایه های دیگر که در آند و کاتد مشترک نیستند نباید صدای بوق شنیده شود.

تست پل دیود 4 پایه روی بورد بوسیله تست بوق

پل دیود بصورت دیود شاتکر 4 پایه می باشد که دو پایه وسط برق متناوب یا شهری اتصال دارد و پایه های کناری پلاریته + و – هستند و در تست بوق نباید نسبت به همدیگر بوق بزنند.

نکته

در تست ظاهری دیود نباید دچار خراشیدگی باشد.

بازر

از بازر برای تست کابل یا سیم یا مسیر استفاده می شود. سلکتور مولتی متر را روی بازر قرار دهید و پراب های قرمز و مشکی را به دو سر سیم یا مسیر زده و اکر مولتی متر بوق ممتد زد کابل یا سیم سالم است و مسیر بدون قطعی می باشد.

مقاومت های متغیر

مقاومت NTC

مقاومت متغیری است که با دما نسبت عکس دارد. به دو شکل آبی و سیاه روی بورد وجود دارند. در تست بوق اگر بوق ممتد کشید یعنی سالم است.

مقاومت PTC

مقاومت متغیری است که با دما نسبت مستقیم دارد.

پتانسیومتر

که سه پایه دارد و مقاومت متغیر مکانیکی می باشد مانند پیچ تغییر ولوم صدا در اسپیکر

LDR

مقاومتی که با نور تغییر می کند.

سلف

سلف یا القاگر قطعه ای است که از یک سیم پیچ و هسته مغناطیسی تشکیل شده است. وظیفه سلف مقاومت در برابر تغییر جریان الکتریکی می باشد و با L نمایش داده می شود و واحد آن هانری می باشد که مقدار آن با مولتی متر قابل اندازه گیری نیست و با lc متر اندازه گیری می شود.

وقتی که جریان از سیم پیچ عبور می کند انرژی بصورت میدان مغناطیسی در سیم پیچ ذخیره می شود. زمانی که شدت جریان الکتریکی تغییر می کند میدان مغناطیسی ولتاژی را در هادی القا می کند و این ولتاژ مانع از تغییر شدت جریان در سیم پیچ می شود. معمولا هسته سلف از آهن می باشد

تست بوق سلف

تست سلف روی بورد و تست بوق است و اگر بوق ممتد زده شد سلف سالم است و اگر با اهم متر اندازه گیری شود نباید مقدار کمتر از 100 اهم نشان داده شود.

ترانسفورماتور

وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به وسیلۀ دو یا چند سیم پیچ و از طریق القای الکتریکی از یک مدار به مداری دیگر منتقل می کند. به این صورت که جریان جاری در مدار اول (اولیۀ ترانسفورماتور) موجب به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی در اطراف سیم پیچ اول می شود، این میدان مغناطیسی به نوبۀ خود موجب به وجود آمدن یک ولتاژ در مدار دوم می شود که با اضافه کردن یک بار به مدار دوم این ولتاژ می تواند به ایجاد یک جریان ثانویه بینجامد.

ولتاژ القا شده در ثانویه V2 و ولتاژ دو سر سیم پیچ اولیه V1 دارای یک نسبت با یکدیگرند که به طور آرمانی برابر نسبت تعداد دور سیم پیچ ثانویه به سیم پیچ اولیه است

از ترانس برای سه کار استفاده می شود

• ترانس کاهنده (دور N1 کمتر از N2)
• ترانس افزاینده (دور N1 بیشتر از N2)
• ترانس یک به یک (N1 برابر N2)

نکته

سیم پیچ برای ولتاژ و جریان DC مثل یک سیم معمولی عمل می کند.

نکته

برای روشن شدن پاور بدون استفاده از مادربورد سیم های مشکی و سبز کنار هم را اتصال کوتاه داده می شود و پاور روشن می شود.