ملتقى الفيزيائيين العرب > قسم المناهج الدراسية > فيزياء المرحلة الثانوية. > الصف الثالث الثانوي | ||
سلسلة المُساعد(25- 34): شرح ومناقشة " فصل الإلكترونيات " |
الملاحظات |
|
أدوات الموضوع | انواع عرض الموضوع |
|
#1
|
|||
|
|||
سلسلة المُساعد(25- 34): شرح ومناقشة " فصل الإلكترونيات "
بسم الله الرحمن الرحيم أخوتي الكرام ، السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ، وبعد : بين أيديكم الدروس من 25 إلى 34 من سلسلة المُساعد ، والتي تتطرق إلى : " فصل الإلكترونيات " للإطلاع على الفصلين السابقين ، تفضل عبر الروابط التالية : سلسلة المُساعد( 1 - 13): " الكهربــائيـــة" سلسلة المُساعد( 14-24 ): " المغناطيسية" خريطة معرفـيّة لفصل "الكهربائيّــة" ( ربط جميع مفردات الفصل الثامن ) خريطة ذهنيـّة بالصور لفصل المغناطيسيّة ( ربط جميع مفردات الفصل التاسع ) خريطة معرفـيّة لفصل "المغناطيســــيّة" ( ربط جميع مفردات الفصل التاسع ) اللهم علمنا ما ينفعنا وانفعنا بما علمتنا وزدنا علما يا رب العالمين . لا تنسوني ووالديّ وأهلي من صالح دعائكم في ظهر الغيب . |
#2
|
|||
|
|||
![]() مُقدمه مُهمة جدا ( خارج المنهج ) ما الفرق بين الدوائر الكهربائية والدوائر الإلكترونية ؟ في الدوائر الكهربائية وتطبيقاتها نتعامل مع تيارات كبيرة ، وفروق جهد عالية ، وقدرة كبيرة . في حين أننا نتعامل في الدوائر الإلكترونية وتطبيقاتها مع تيارات صغيرة ( تيارات متذبذبة ) ، وفروق جهد منخفضة وقدرة صغيرة . ولمزيد من التوضيح نقول: أننا في الدوائر الكهربائية نتعامل مع الآلات الكهربائية والتي نجدها في تطبيقات حياتية يومية كثيرة مثلاً المحركات التي تحول الطاقة من كهربائية إلى حركية بغرض تحريك المعدات أو الأجسام ، كذلك المولدات ( مولدات الطاقة الكهربائية ) التي تحول الطاقة الحركية (الميكانيكية) إلى طاقة كهربائية وهي عكس المحركات , كذلك نتعامل مع خطوط نقل الطاقة كتلك التي تراها في الشوارع بين المدن والتي تنقل الطاقة من مكان إلى مكان وهنا نتذكر المحوّلات التي تحول مستوى الجهد من مستوى منخفض إلى مستوى مرتفع والعكس. وأما في الدوائر الإلكترونية فنتعامل مع الكثير من الأجهزة الصغيرة ( التكنولوجية ) التي لا تعد ولا تحصى كأجهزة الكمبيوتر والجولات وألعاب الأطفال ، وغيرها . ملاحظة مهمة : في الهندسة الكهربائية, نتعامل مع التيار الثابت DC ومع التيار المستمر AC في حين في الأجهزة الإلكترونية, نتعامل مع التيار الثابت فقط DC. |
#3
|
|||
|
|||
![]() ظاهرة الانبعاث الإلكتروني الحراري ( الثرموأيوني ) ظاهرة الانبعاث الإلكتروني الحراري هي إحدى الظواهر العديدة التي يحدث فيها انبعاث الالكترونات من سطح المعدن ، ومن هذه الظواهر : (1) الانبعاث الإلكتروني الحراري (2) الانبعاث الكهربي (3) الانبعاث الكهروضوئي ( سيمر معنا في درس قادم بإذن الله تعالى ) (4) الانبعاث الثانوي ![]() المقصود بالانبعاث الإلكتروني الحراري : هو انبعاث الإلكترونات من سطح المعدن عند تسخينه لدرجة الاحمرار. ![]() ![]() تفسيرها : عند تسخين المعدن لدرجة الاحمرار تستفيد بعض الإلكترونات الحرة على سطح المعدن من هذه الحرارة للإفلات من سطح المعدن . [flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/thermionic_emission.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash] http://www.phys4arab.net/uploood/nas...c_emission.swf مكتشفها : أديسون شرط حدوثها : عندما يمتلك الإلكترون " دالة الشغل " وهي الطاقة اللازمة للتغلب على قوة التجاذب الكهربائي مع النواة والإفلات من سطح المعدن . ملاحظة : تتناسب الطاقة الحركية للإلكترون تناسبا طرديا مع درجة الحرارة . تجربة لمشاهدة الإنبعاث الإلكتروني الحراري : ![]() ![]() ![]() ![]() |
#4
|
|||
|
|||
![]() الله الله عليـــــــــــك
ولا أحلى , ولا أروع , ولا أجمل من مواضيعك يا مقنع يا مبدع ,,,,, الله عليــــــــك , الله عليـــــــك ,,,,, الله يخليك ... والجنة يجزيك... انت ووالديك... تستاهل والله كريم وخلوق ومتعب نفسك لخدمة وتعليم غيرك تحياتي الساااااااااااااااااااااااخنة لك ولأمثالك :emot19_thumbsup: |
#5
|
|||
|
|||
![]() الصمامات المفرغة الصمامات المفرغة أو الأنابيب المفرغة أو المصابيح الإلكترونية ![]() ![]() قصة الصمام ؟ في أواخر القرن التاسع عشر، اكتشف أن الإلكترونات يمكن فصلها عن أسطح الفلزات وتفريغها في صمامات مفرغة ومن ثم الاستفادة منها في صناعة الحاسب و الأسطوانات الممغنطة و أجهزة المذياع والتلفاز وغيرها من التقنيات ، ولا تزال بعض الأجهزة الإلكترونية تستخدم الصمامات المفرغة حتى الآن ، فشاشة جهاز التلفاز على سبيل المثال، هي طرف صمام مفرغ كبير يسمى أنبوب أشعة الكاثود . ويعتبر الصمام المفرغ من اكتشاف المبتكر الأمريكي توماس أدِيسون ، لكنه لم يقدِّر أهمية اكتشافه !!. ففي بداية الثمانينيات من القرن التاسع عشر الميلادي، أضاف أديسون قطباً إضافياً للمصباح الكهربائي. وعند توصيل الضوء لاحظ أديسون مرور التيار الكهربائي بين الفتيلة والقطب الإضافي إذا كان موجب الشحنة. وأصبحت هذه الظاهرة معروفة باسم، تأثير أديسون. ولم يتمكن أديسون من الاستفادة من اختراعه، الذي كان في الواقع هو الصمام الثنائي المفرغ . ثم بدأ العالم البريطاني، جون أمبروز فليمنج، في إجراء التجارب على تأثير أديسون. وقادته تجاربه إلى تطوير الصمام الثنائي عام 1904م ليستخدمه في التقاط إشارات الراديو اللاسلكية. وكان صمام فليمنج، أول صمام راديو عملي يستخدم في جهاز المذياع. وفي عام 1906م، سجّل المخترع الأمريكي، لي دي فورست، براءة اختراع صمام ثنائي القطب يشبه كثيرا صمام فليمنج. وأطلق دى فورست على صمامه اسم أوديون (أو الصمام الترميوني). وفي عام 1907م سجل دي فورست صمامًا ترميونيًا آخر ذا سلك متعرج يصل بين القطبين الآخرين. وكان هذ الصمام أول صمام ثلاثي. واستمرت الابتكارات حتى اكتشف الصمام الرباعي والصمام الخماسي ، حتى تم اختراع جهاز التلفاز الإلكتروني وهي عبارة عن صمام إلكتروني يحول الأشعة الضوئية إلى إشارات كهربائية. معلومة : أول جهاز كمبيوتر صنع باستخدام 2000 صمام مفرغ . ثم انصرف الاهتمام عن الصمامات بعد اختراع الترانزستور في الخمسينيات من القرن العشرين، والدوائر المتكاملة في الستينيات. وحلت هذه المكونات الصلبة ـ التي تمر فيها الإشارات الإلكترونية خلال مواد صلبة بدلا من مرورها خلال الفراغ ـ محل الصمامات بصورة كبيرة. ما هو الصمام المفرغ ؟ ◄هو عنصر إلكتروني يُُستخدم في الأجهزة الإلكترونية ليقوم بوظائف محددة وسمي مفرغا ، لأنه لابد من سحب معظم الهواء تقريبا من الصمام حتى يتمكن من أداء وظيفته. ما أنواع الصمامات المفرغة ؟ 1- صمامات الأقطاب 2- صمامات الموجة الدقيقة. 3- الصمامات الغازية. 4- صمامات أشعة الكاثود. وقد صنفت صمامات الأقطاب بأنها ثنائية أو ثلاثية أو رباعية أو .... إلخ في أجهزة الاستقبال من مذياع وتلفاز، طبقا لعدد الأقطاب بكل منها كما يلي: 1– الصمام الثنائي ( له قطبان فقط ). 2– الصمام الثلاثي ( وله ثلاثة أقطاب ). 3– الصمام الرباعي ( وله أربعة أقطاب ) . 4 – الصمام الخماسي ( وله خمسة أقطاب ) . ومقطع الفيديو التالي تجد فيه شرح لصناعة وأستخدام الصمامات المفرغة http://www.4shared.com/file/41217234/b17c748d/___.html |
#6
|
|||
|
|||
![]() الصمام الثنائي [flash=http://www.phys4arab.net/uploood/naser/vacuum_tube.swf]WIDTH=500 HEIGHT=400[/flash] http://www.phys4arab.net/uploood/naser/vacuum_tube.swf ما تركيب الصمام الثنائي ؟ ![]() 1 – مهبط (cathode ) قطب سالب يبعث الإلكترونات . 2 – مصعد (anode ) قطب موجب يستقبل الإلكترونات ( صفيحة معدنية ) . ( يُسمى المهبط والمصعد بالقطبين الكهربائيين ) . 3 – أنبوبة زجاجية مفرغة [غلاف زجاجي أو فلزي أنبوبي الشكل ] . ![]() كيف يعمل الصمام المفرغ الثنائي ؟ ![]() ![]() تنبعث الإلكترونات من المهبط ( وفق ظاهرة الانبعاث الإلكتروني الحراري ) بإحدى طريقتين هما : 1- توصيل المهبط بفرق جهد عالي. 2- تسخين المهبط بفتيلة توضع أسفله. ثم تسير الالكترونات في اتجاه المصعد ، وهذا يعني سريان الإلكترونات ( التي تمثل الإشارة الإلكترونية ) ، ويتم التحكم في هذا السريان من خلال الصمام ، و عادة ما تتصل الأقطاب الكهربائية ( المهبط والمصعد ) بدوائر كهربائية خارجة عن الصمام بوساطة أسلاك تمر خلال قاعدة الغلاف. سبب حركة الالكترونات هو كون الزجاجة مفرغة من الهواء بالإضافة إلى وجود فرق في الجهد بين المصعد والمهبط . ما طرق توصيل الصمام الثنائي ؟ ![]() 1 - التوصيل الأمامي ( يمر التيار ) يوصل المهبط مع القطب السالب والمصعد مع القطب الموجب 2- التوصيل العكسي ( لا يمر التيار ) يوصل المهبط مع القطب الموجب والمصعد مع القطب السالب . - الخلاصة : الصمام الثنائي يعمل على تمرير التيار الكهربائي إذا كان جهد المصعد موجب أي عند التوصيل الأمامي وهذا هو السبب في تسميته بالصمام . - وبالتالي عندما يمر به التيار المتردد يسمح الصمام للتيار بالمرور في الاتجاه الأمامي فقط ولا يسمح بمروره في الاتجاه العكسي ، أي أنه تمر أنصاف ذبذبات التيار في الاتجاه الأمامي ولا تمر أنصاف الذبذبات في الاتجاه العكسي. ويسمى التقويم في هذه الحالة ( التقويم النصف موجي). ![]() - ولكي يتم تقويم التيار تقويم موجي كامل : نستخدم صمامين أحدهما يسمح بمرور التيار في النصف دورة الأول والآخر يسمح بمروره في النصف الثاني. ![]() إذا ما وظائف الصمام الثنائي ؟ 1 – السماح بمرور التيار في اتجاه واحد 2 – تضخيم التيارات ( الإشارات الإلكترونية ) الضعيفة ودمجها والفصل بينها . 3 – تقويم التيار المتناوب أي تحويل التيار الكهربائي المتناوب إلى تيار مقوّم . 4 – ضبط التيار بالتحكم في فرق الجهد ( ما يسمى بالإشارات الإلكترونية الضرورية لتشغيل هذه الأجهزة ) 5- الكشف عن الذبذبات ( فصل الموجة الحاماة عن المحمولة ) الصمام الثلاثي : ![]() ![]() ![]() ![]() سمي بهذا الاسم لأنه يحتوي على ثلاثة عناصر ( أساسيه ) هما المهبط والمصعد والشبكة . تركيبة : نفس تركيب الصمام الثنائي ولكن توجد به شبكة تتحكم فى سرعة الإلكترونات . طريقة عمله : 1- عندما يكون جهد الشبكة (صفر) يعمل كصمام ثنائي . 2- عندما يكون جهدها (موجب) تزداد سرعة الإلكترونات (للجذب) . 2- عندما يكون جهدها (سالب) يزداد تدفق الإلكترونات (للتنافر) . استخدام الصمام الثلاثي : يستخدم الصمام الثلاثي فى تضخيم الجهد ويحسب معامل التضخيم من العلاقة : معامل التضخيم = تغير جهد المصعد / تغير جهد الشبكة ما عيوب الصمامات الإلكترونية المفرغة ؟ 1) كبيرة الحجم. 2) تستهلك مقداراً كبيراً من الطاقة الكهربائية. 3) سرعتها بطيئة جداً. 4) سهولة كسرها . ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
#7
|
|||
|
|||
![]() أشباه الموصلات يعتمد توصيل أي مادة جامدة للتيار الكهربائي على عدد الإلكترونات الحرة في هذه المادة ، ويمكن تقسيم المواد من حيث موصليتها للتيار الكهربائي إلى الأقسام التالية : 1- مواد موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة عالية . 2- مواد غير موصلة ( عازلة ) : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة قليلة . 3- مواد شبه موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة تتراوح بين المواد الموصلة والعازلة . أنواع أشباه الموصلات ( أشباه الفلزات ) : 1- أشباه الموصلات النقية 2- أشباه الموصلات غير النقية أولاً : أشباه الموصلات النقية ![]() ومن أشهر المواد شبه الموصلة (عناصر المجموعة الرابعة) فى الجدول الدوري ( الجرمانيوم 32Ge ) و ( السيلكون 14Si ) ، حيث أن كل منهما رباعي التكافؤ ، فتتحد كل ذرة من ذرات الجرمانيوم مع أربع ذرات جرمانيوم مجاورة بروابط تساهمية بحيث تصبح أي ذرة محاطة بثمانية إلكترونات كما بالشكل التالي لتكوين بلورة جرمانيوم نقيه ، ( وبالمثل ذرات السيلكون ) . ![]() ![]() ![]() وتتميز أشباه الموصلات النقية بما يلي : 1- تكون عازله تماماً عند درجة صفر كالفن لشدة ارتباط الإلكترونات بذراتها. 2- عند رفع درجة حرارتها تصبح الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض الروابط بين الذرات فتتحرر بعض الإلكترونات تاركه مكانها فجوة ( ثقب ) وبذلك تصبح البلورة موصلة للكهربية عن طريق الفجوات التي تتحرك عكس الإلكترونات . وتكمن أهمية الفجوة في أنه يمكن اعتبارها ناقلة للتيار الكهربائي مثل الإلكترون ، ولإيضاح ذلك .فإننا نتخيل ما يحدث وهو أن إلكترونا في ذرة مجاورة يمكن أن يتحرك ليملأ تلك الفجوة مخلفا وراءه فجوة أخرى ليتحرك إلكترون في ذرة مجاورة أخرى أيضا لملأ تلك الفجوة , وهكذا يمكننا أن نعتبر نظريا أن الفجوة تتحرك بعكس اتجاه حركة الإلكترون ، وعلى ذلك يمكن اعتبار الفجوة تمثل شحنة موجبة مقدارها يساوي مقدار شحنة الإلكترون وتتحرك في اتجاه معاكس لحركة الإلكترون . ثانياً : أشباه الموصلات غير النقية وفيها يتم تطعيم البلورة ( شبه الموصلة ) ببعض الشوائب وهي على نوعين : ( أ ) شبه موصل من النوع السالب [ البلورة السالبة (س) ] : هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الخامسة التي تحتوي على خمس الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها خماسية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع أربع ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى إلكترون حرا ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الالكترونات. ![]() ![]() ![]() ( ب ) شبه موصل من النوع الموجب [ البلورة الموجبة (م) ] : هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الثالثة التي تحتوي على ثلاث الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها ثلاثية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع ثلاث ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى فجوة حره ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الفجوات . ![]() ![]() ![]() ![]() |
#8
|
|||
|
|||
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() أشباه الموصلات يعتمد توصيل أي مادة جامدة للتيار الكهربائي على عدد الإلكترونات الحرة في هذه المادة ، ويمكن تقسيم المواد من حيث موصليتها للتيار الكهربائي إلى الأقسام التالية : 1- مواد موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة عالية . 2- مواد غير موصلة ( عازلة ) : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة قليلة . 3- مواد شبه موصلة : كثافتها الحجمية للإلكترونات الحرة تتراوح بين المواد الموصلة والعازلة . أنواع أشباه الموصلات ( أشباه الفلزات ) : 1- أشباه الموصلات النقية 2- أشباه الموصلات غير النقية أولاً : أشباه الموصلات النقية ![]() ومن أشهر المواد شبه الموصلة (عناصر المجموعة الرابعة) فى الجدول الدوري ( الجرمانيوم 32Ge ) و ( السيلكون 14Si ) ، حيث أن كل منهما رباعي التكافؤ ، فتتحد كل ذرة من ذرات الجرمانيوم مع أربع ذرات جرمانيوم مجاورة بروابط تساهمية بحيث تصبح أي ذرة محاطة بثمانية إلكترونات كما بالشكل التالي لتكوين بلورة جرمانيوم نقيه ، ( وبالمثل ذرات السيلكون ) . ![]() ![]() ![]() وتتميز أشباه الموصلات النقية بما يلي : 1- تكون عازله تماماً عند درجة صفر كالفن لشدة ارتباط الإلكترونات بذراتها. 2- عند رفع درجة حرارتها تصبح الطاقة الحرارية كافية لكسر بعض الروابط بين الذرات فتتحرر بعض الإلكترونات تاركه مكانها فجوة ( ثقب ) وبذلك تصبح البلورة موصلة للكهربية عن طريق الفجوات التي تتحرك عكس الإلكترونات . وتكمن أهمية الفجوة في أنه يمكن اعتبارها ناقلة للتيار الكهربائي مثل الإلكترون ، ولإيضاح ذلك .فإننا نتخيل ما يحدث وهو أن إلكترونا في ذرة مجاورة يمكن أن يتحرك ليملأ تلك الفجوة مخلفا وراءه فجوة أخرى ليتحرك إلكترون في ذرة مجاورة أخرى أيضا لملأ تلك الفجوة , وهكذا يمكننا أن نعتبر نظريا أن الفجوة تتحرك بعكس اتجاه حركة الإلكترون ، وعلى ذلك يمكن اعتبار الفجوة تمثل شحنة موجبة مقدارها يساوي مقدار شحنة الإلكترون وتتحرك في اتجاه معاكس لحركة الإلكترون . ثانياً : أشباه الموصلات غير النقية وفيها يتم تطعيم البلورة ( شبه الموصلة ) ببعض الشوائب وهي على نوعين : ( أ ) شبه موصل من النوع السالب [ البلورة السالبة (س) ] : هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الخامسة التي تحتوي على خمس الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها خماسية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع أربع ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى إلكترون حرا ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الالكترونات. ![]() ![]() ![]() ( ب ) شبه موصل من النوع الموجب [ البلورة الموجبة (م) ] : هي عبارة عن بلورة جرمانيوم ( أو سيلكون ) أضيف إليها (شوائب) عنصر من عناصر المجموعة الثالثة التي تحتوي على ثلاث الكترونات في مستوى طاقتها الأخير (أي أنها ثلاثية التكافؤ ) والتالي ترتبط مع ثلاث ذرات جرمانيوم ( أو سيكون ) ويتبقى فجوة حره ، ويصبح المسئول عن انتقال التيار الكهربي في هذه البلورة هي الفجوات . ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
#9
|
|||
|
|||
![]()
|
#10
|
|||
|
|||
![]() |
الذين يشاهدون محتوى الموضوع الآن : 1 ( الأعضاء 0 والزوار 1) | |
أدوات الموضوع | |
انواع عرض الموضوع | |
|
|