مقوم نصف الموجه

دوائرمقوم نصف موجه .

نعلم أن الدايود يمرر التيار الكهربي في إتجاه واحد فقط وهو الإتجاه الذي يجعله متصلا توصيلا أماميا , لذلك فإن الدايود إذا اتصل بمصدر تيار متردد فإنه سوف يمرر إتجاه واحد فقط من الإشارة الإتجاه الموجب أو السالب حسب توصيله , إنظر الدائرة التالية :




نلاحظ هنا أن الإتجاه الموجب للإشارة هو الذي جعل الدايود يتصل بشكل أمامي , لذلك مرره , في حين أن الإتجاه السالب من الإشارة ,يجعل الدايود يتصل بشكل عكسي أو خلفي , لذا فلم يمر , وهذا هو المسمى بــتوحيد نصف الموجة او مقوم نصف الموجه.

نلاحظ أيضا أن المحول المستخدم هنا هو للربط فقط .

دائرة مقوم موجة كاملة .

يمكن توحيد الإشارة توحيد موجة كاملة باستخدام طريقتين :

1) باستخدام دائرة القنطرة Bridge Circuit

إنظر الدائرة التالية :


لاحظ أنه عند مرور الإشارة المتغيرة , فإنه في النصف الموجب سوف تكون الدايودات D1 و D2 متصلين توصيلا أماميا ( أي كأنهم مفاتيح مغلقة ) , وباقي الدايودات ستكون متصلة بشكل عكسي ( أي كأنهم مفاتيح مفتوحة )

بهذا الشكل سوف يسري التيار للحمل ويكون الموجب في الطرف الأعلى , والسالب في الطرف الأسفل.

وفي حالة مرور النصف السالب من الموجة , فإن الدايودات D3 و D4 , سوف تكون هي المتصلة أماميا وباقي الدايودات ستكون متصلة عكسيا .



وبهذه الطريقة سوف يسري التيار للحمل ويكون الموجب على الطرف العلوي للحمل أيضا , والسالب على الطرف السفلي .

فيكون شكل إشارة الخرج (على الحمل ) كالآتي :



حيث أن إشارة الدخل هي :




2) باستخدام دائرة الــ " Center tapped transformer "

لاحظ الدائرة التالية :


عند مرور النصف الموجب من الموجه , فإن الدايود الموجود في الأعلى سيكون موصلا توصيلا أماميا , والدايود السفلي سيكون موصلا توصيلا عكسيا , وعند مرور النصف السالب من الموجب , يحدث العكس .
وبالتالي فإن الإشارة الناتجة في الخرج تكون كما هي موضحة في الصورة السابقة.

الآن بعد أن تعرفنا على طرق توحيد الموجة " نصف موجة أو موجة كاملة " , نريد أن نتعلم كيفية تكوين دائرة تحول التيار الـ AC إلى تيار DC .

التحويل من AC إلى DC .

نعلم أن معظم الأجهزة الكهربية في المنازل تعمل بتيار ثابت DC , ولكن التيار الواصل للمنازل يكون AC , وهذا لأنه لا يمكن نقل الإشارات الـ AC باستخدام المحولات الكهربائية كما ذكرنا .
لذلك نجد أنه في كل جهاز يعمل بالتيار الثابت , يوجد دائرة كهربية في بدايته تسمى دائرة الــ Power supply , وهي الدائرة التي تحول التيار من متغير إلى ثابت .

وظيفة هذه الدائرة بالترتيب , الآتي :
1) تقوم أولا بخفض قيمة الإشارة إلى الحد المطلوب لعمل الجهاز ( 3 فولت , 5 فولت , 12 فولت .... إلخ )
2) تقوم بعد ذلك بتوحيد التيار المتغير ( سواء توحيد موجة كاملة أو نصف موجة)
3) تقوم بتنعيم التيار بعد توحيده
4) تقوم في النهاية بتثبيت التيار عند القيمة الـ DC المطلوبة









مرحلة تنعيم التيار

لاحظ الدائرة التالية:



هذه دائرة توحيد نصف موجة , فلذلك فإن الإشارة إذا خرجت من الموحد على الحمل مباشرة , فإنها ستكون بالشكل التالي :








ولكن إذا مرت على المكثف الموضح أولا , فإن كل نصف من هذه الأنصاف , سوف يعمل على شحن المكثف حتى القيمة العظمى التي تصل إليها الإشارة, وعند هبوط الإشارة , فإن المكثف سوف يبدأ بالتفريغ , وهكذا مع كل نصف موجه , إذا فالسؤال هو , ما فائدة المكثف في تلك الحالة ؟؟
الإجابة هي , لا يوجد له فائده في تلك الحالة , إذا كان يشحن ويفرغ بسرعة عالية جدا, فهوبذلك يمرر الإشارة فقط , ولكن إذا كان المكثف يشحن بسرعة , ويفرغ ببطء فهنا تظهر فائدته .

فتكون الإشارة كالآتي :


المنحنى الأول يوضح شكل خرج الدايود , وخرج المكثف , والمنحنى الثاني يوضح خرج المكثف فقط .
لاحظ كيف قام المكثف بعمل تنعيم للتيار , ولكن لاحظ أيضا أنه ما زال هناك تذبذب قليل في الإشارة , فتلك الإشارة لا يمكن أن تدخل على الجهاز الإلكتروني مباشرة بهذا الشكل , لذا نقوم بعملية التثبيت في النهاية .

إذا توصيل أي مكثف على التوازي يعمل على تنعيم التيار , ولكن إذا كان المكثف صغير السعة جدا , فإن عملية التنعيم التي سيقوم بها ستكون غير ملحوظة نهائيا , ولذلك نستخدم مكثفات ذات سعة كهربائيا عالية في عملية التنعيم , حتى يكون زمن التفريغ كبير , لذا نستخدم المكثفات الكيميائية في عمليات تنعيم التيار , نظرا لسعتها الكبيرة .

وهناك أمر آخر , نحن قمنا بعمل تنعيم لنصف موجة , فإذا قمنا بعمل تنعيم لموجة كاملة , سوف يكون الخرج أكثر ثباتا مما هو موضح .


مرحلة تثبيت التيار .

لابد من التعرف على عنصر إلكتروني هام أولا قبل التحدث عن مرحلة تثبيت التيار , وهو :

( موحد الزنر ) Zener Diod
موحد الزنر هو دايود عادي مثل السابق , ولكنه heavily dopped , أي معمول له عملية تطعيم شديدة , أي به شوائب بكثافة أكبربكثير من الدايود العادي .

ثنائي زنر صنع خصيصا للعمل في إتجاه التوصيل العكسي , حيث أن فكرة عمله هي :

إذا تم توصيله أماميا , فإنه يوصل التيار, وإذا تم توصيله عكسيا , فإنه يمنع مرور التيار , ولكن إذا كان مصدر الجهد في حالة تزايد في القيمة ( وزنر متصل عكسيا ) , فإن فرق الجهد المطبق على ثنائي زنر يبدأ يزيد مع زيادة الجهد للمصدر , حتى يصل إلى قيمة معينة للجهد ,فيثبت فرق الجهد بين طرفيه عند هذه القيمة حتى لو زادت قيمة مصدر الجهد عن ذلك .

إذا ثنائي زنر يوصل عكسيا , ويعرف بجهد تشغيله , ويرمز له بالرمز التالي :



والدائرة التالية توضح عمل ثنائي زنر :


فنلاحظ أن فرق الجهد المطبق على ثنائي زنر ثابت عند القيمة 12.6 فولت , إذا يمكن اعتبار أن فرق الجهد المطبق على ثنائي زنر هو مصدر جهد ثابت آخر .

الآن في مرحلة التثبيت , يتم استخدام ثنائي زنر كما قلنا , فيعمل على تثبيت قيمة التيار في الخرج كالآتي :