النواقل و العوازل

12 08 2008

 نواقل
–أنصاف النواقل
–عوازل .

إنك على الأرجح تعرف العديد من النواقل والعوازل ، كالنحاس والمطاط .

أما أنصاف النواقل فهي تضم مواد مثل
السيليكون و الجرمانيوم والكربون والسلينيوم وزرنيخيدالغاليوم وسلفيد الرصاص وغيرها……..

يكمن الفرق الهام بين النواقل وأنصاف النواقل والعوازل في عدد الإلكترونات الحرّة الموجودة في المادة . ولعل أفضل الأجسام الصلبة طريقة لدراسة الفروقات بينها تتمثل في استخدام نظرية العصابات في الأجسام الصلبة .

قد يكون معلوم لديك أن الإلكترونات في ذرة مفردة محصورة في سويات طاقة معينة تماما وأن تغيرات الطاقة ضمن الذرة تحدث فقط بين إحدى سويات الطاقة وسوية أخرى . تكون الذرات في الجسم الصلب مرتبطة مع بعضها البعض ويمكن أن تشغل الإلكترونات سلسلة كاملة من سويات الطاقة تتجمع في عصابات يكون الفرق في الطاقة بين السويات ضمن العصابة صغيراجدا مقارنة مع فرجة الطاقة بين بين العصابات .
وتكمن الفروقات الكهربائية بين نوع جسم صلب ونوع آخر في الترتيبات المختلفة للعصابات .

النواقل Conductors :
في الناقل تكون عصابة التكافؤ ممتلئة بالإلكترونات في الوقت الذي تكون فيه عصابة النقل ممتلئة جزئيا فقط. وإضافة كمية قليلة جدا من الطاقة سوف تسمح للإلكترونات بالحركة ضمن عصابة النقل بحيث يرتفع بعضها إلى سوية أعلى ويعود البعض الآخر إلى سويات أخفض . تشكل حركة الإلكترونات هذه نقلا كهربائيا . في بعض النواقل تتراكب فعليا عصابة التكافؤ وعصابة النقل وهذا يعطي بالنتيجة عصابة علوية ممتلئة جزئيا .

أنصاف النواقل الذاتية (التحليلية) Intrinsic semiconductors :

أنصاف النواقل التحليلية وهي مادة تكون نصف ناقلة بحكم طبيعتها الذاتية دون أن يضاف إليها شيء . في نصف الناقل الذاتي تكون عصابة التكافؤ ، مرة أخرى أيضا، ممتلئة لكن عصابة النقل تكون فارغة عند درجات حرارة منخفضة جدا ، مع ذلك تكون فرجة الطاقة بين العصابتين صغيرة جدا بحيث تتمكن الإلكترونات من القفز عبرها بإضافة طاقة حرارية فقط ، بعبارة أخرى يكفي تسخين العينة لإحداث نقل كهربائي . تزداد الناقلية مع درجات الحرارة بقدر ما يتحرر من إلكترونات ، وبالتالي فإن لأنصاف النواقل معاملات درجة حرارة سالبة المقاومة .
فمن أجل الجرمانيوم تبلغ فرجة الطاقة 0،66 إلكترون فولط
وبالنسبة للسيلكون 1،11 إلكترون فولط عند C 5 27 .
عندما يقفز إلكترون إلى عصابة النقل يترك وراءه فراغا أو ثقبا Hole في عصابة التكافؤ . ويكون هذا الثقب بالنتيجة موجبا. وبما ن بإمكان أي إلكترون أن يقفز إليه من جزء آخر من عصابة التكافؤ يبدو لنا وكأن الثقب بحد ذاته قد تحرك . يحدث النقل إما بحركة الإلكترون السالبة ضمن عصابة النقل أو بحركة الثقوب الموجبة ضمن عصابة التكافؤ . يمكن تسبيه نصف الناقل بمرآب سيارات متعدد الطوابق وممتلىء تقريبا تمثل السيارات الإلكترونات والأماكن الفارغة الثقوب(لا يسمح لأية سيارة بدخول المرآب أو الخروج منه وإنما يمكنها فقط التجوال داخله). إذا كانت فكرة الثقوب هذه تبدو لك غريبة ، تأمل كومة تراب والحفرة التي جاءت منهاهذه الكومة في الطريق . إذا ارتطمت بكل من الكومة(الإلكترون) والحفرة(الثقب) وأنت تقود دراجة هوائية سيكون لكليهما تأثير فيزيائي عليك . النقل بواسطة الثقوب الموجبة .

العوازل Insulators :

في العازل تكون عصابة التكافؤ ممتلئة أيضا . لكن في هذه المواد تكون فرجة الطاقة بين عصابة التكافؤ هذه وعصابة النقل الفارغة كبيرة جدا. وسيكون هناك حاجة إلى طاقة كبيرة لجعل الإلكترون يقفز الفرجة ولإبطال العزل (انهيار العزل) . عند درجات حرارو عالية أو تحت تأثير حقول كهربائية كبيرة جدا يحدث الإنهيار وعلى غرار أنصاف النواقل كلما عظمت درجة الحرارة عظم النقل . وعلى غرار أنصاف النواقل أيضا يكون للعوازل معاملات درجة حرارة سالبة للمقاومة .
أنصاف النواقل اللاذاتية Extrinsic semiconductors :
نصف الناقل اللاذاتي هو في الأساس نصف ناقل أضيفت إليه كمية صغيرة من شائبة . تستبدل ذرة شائبة بحوالي ذرة واحدة في كل مليون ذرة تقريبا . تدعى هذه العملية بالتطعيم Doping . يمكن أن يكون للتطعيم بالشوائب تأثيرات ملحوظة تماما على الخواص الكهربائية للمادة . فإضافة ذرة شائبة واحدة في مئة مليون ذرة سوف تزيد من ناقلية الجرمانيوم بمعدل 12 عند درجة حرارة 300 كلفن . ويمكن إجراء تطعيم دقيق جدا بالمشع النتروني .




Circuit électrique

12 08 2008
Circuit électrique
 
Le résumé introductif de cet article est absent ou ne respecte pas les recommandations.
Vous pouvez le créer ou l’améliorer ou en discuter.
Schéma d'un circuit électrique.

Schéma d’un circuit électrique.

Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants électriques ou électroniques parcouru par un courant électrique.

Lois électriques

Un certain nombre de lois s’applique à tout circuit électrique. À savoir :

  • Loi des nœuds : la somme des courants entrant dans un nœud est égale à la somme des courants sortant de ce nœud.
  • Loi des mailles : la somme algébrique des différences de potentiel électriques est nulle.
  • Loi d’Ohm : la tension aux bornes d’une résistance est le produit de la valeur de cette résistance et le courant la traversant.
  • la transformation delta-étoile
  • Le théorème de Norton : tout circuit résistif est équivalent à une source de courant idéale I, en parallèle avec une simple résistance R.
  • le théorème de Thévenin : un réseau électrique linéaire vu de deux points est équivalent à un générateur parfait dont la tension est égale à la différence de potentiels à vide entre ces deux points, en série avec une résistance égale à celle que l’on mesure entre les points lorsque les générateurs indépendants sont rendus passifs.
  • le théorème de Millman : dans un réseau électrique de branches en parallèle, comprenant chacune un générateur de tension parfait en série avec un élément linéaire, la tension aux bornes des branches est égale à la somme des forces électromotrices respectivement multipliées par l’admittance de la branche, le tout divisé par la somme des admittances.

Circuits basse tension

Les circuits basse tension (BT) concernent l’industrie et le bâtiment.

Un circuit commence au niveau du tableau par un départ spécifique avec une protection indépendante des autres circuits. Généralement, chaque départ comporte un seul câble, dont les conducteurs ont une section adaptée à la protection. Les normes actuelles (France, janvier 2006) :

  1. Disjoncteur 10 ampères = câble 1.5 mm²
  2. Disjoncteur 16/20 A = câble 2.5 mm²
  3. Disjoncteur 32 A = câble 6 mm²
  4. Disjoncteur 40 A = câble 10 mm², sert de protection générale sur les petites installations (les particuliers).

Circuits très basse tension

Le circuits très basse tension (TBT) concerne l’automobile et l’aéronautique.

Le principe est bien sûr le même, sauf que seul le conducteur positif peut être protégé : la carrosserie est connectée au pôle négatif de la batterie et sert donc de conducteur négatif. Les disjoncteurs sont remplacés par des fusibles de petite taille, regroupés très souvent sous le tableau de bord en une boîte à fusibles, autrefois située sous le capot moteur. De plus l’installation, étant en TBT (tension < 50 V), n’a pas besoin de conducteur de sécurité (terre).

Électronique

  • Seuls les circuits de puissances sont généralement protégés, les autres mettant en jeu des courants faibles, voire très faibles.
  • Outre les circuits filaires, l’électronique connait aussi :
    • Circuit imprimé : circuits électriques en piste de cuivre, sur un support plan en bakélite ou résine époxy, reliant les différent composants ; le support est souvent appelé lui-même circuit imprimé, par métonymie.
    • Circuit intégré : ensemble de composants électroniques, réalisant une ou plusieurs fonctions, intégrés dans un seul boîtier simple à utiliser.

Court-circuit

Un court-circuit est un contact entre deux conducteurs. Il entraîne le passage direct du courant «au plus court», d’un conducteur à l’autre au lieu de traverser le reste du circuit. S’il est involontaire, c’est un défaut qui entraîne une augmentation de l’intensité du courant et une élévation potentiellement dangereuse de la température des conducteurs. Pour éviter que le courant de court-circuit ne détruise le circuit d’alimentation, une protection est nécessaire : disjoncteur, fusible, limiteur de courant. Un court circuit peut provoquer un incendie ! Toutefois il est important de savoir que les incendies sont souvent provoqués par des mauvais contacts entre conducteurs, généralement une borne de raccordement mal serrée. En effet un court-circuit provoque une sur-intensité généralement suffisante pour déclencher la protection du compteur installé par EDF (disjoncteur principal). Par contre un mauvais contact provoque des arcs électriques et un échauffement susceptible de provoquer un incendie. Il n’y a pas actuellement de protection contre ce genre de défaut. Il faut donc veiller à la qualité des raccordements. Avis aux bricoleurs du dimanche…




Circuit électrique

12 08 2008

Circuit électrique

Pour des significations homonymes (ou éventuellement des articles homonymes), voir en bas d’article.
Schéma d'un circuit électrique.

Schéma d’un circuit électrique.

En électrocinétique, un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteurs et de composants électriques ou électroniques parcouru par un courant électrique.

Sommaire

[masquer]

Étude des circuits [modifier]

L’étude d’un circuit électrique consiste à déterminer, à chaque endroit, l’intensité du courant et la tension. On utilise pour cela les caractéristiques des composants et des lois simples d’étude des circuits.

Régime continu [modifier]

Un circuit en régime continu (c’est à dire dont les grandeurs ne dépendent pas du temps) contient au minimum un Générateur électrique qui va délivrer une tension (ou un courant) constant(e) et des résistances; on peut avoir aussi un moteur appelé plus généralement récepteur.

L’étude de circuit peut se faire avec les lois suivantes :

  • Les Lois de Kirchhoff (loi des nœuds et loi des mailles) qui donnent les relations entres les différentes grandeurs du circuit.
  • La Loi d’Ohm qui caractérise la tension U aux bornes d’une résistance par rapport à l’intensité I la traversant. Si la résistance est de R : U = RI.

Autres méthodes :

  • La transformation delta-étoile.
  • Le théorème de Norton : tout circuit résistif est équivalent à une source de courant idéale I, en parallèle avec une simple résistance R.
  • Le théorème de Thévenin : un réseau électrique linéaire vu de deux points est équivalent à un générateur parfait dont la tension est égale à la différence de potentiel à vide entre ces deux points, en série avec une résistance égale à celle que l’on mesure entre les points lorsque les générateurs indépendants sont rendus passifs.

Régime transitoire [modifier]

On alimente toujours en courant continu un circuit comprenant un condensateur ou une bobine ou les deux.

Les grandeurs U et I passeront par un régime transitoire, avant d’atteindre un régime permanent.

Régime sinusoïdal [modifier]

On alimente cette fois le circuit en en courant alternatif.

  • On a en fait une Onde électromagnétique qui se propage. On peut étudier le circuit avec les lois connues si la longueur d’onde est négligeable devant les dimensions du circuit. Dans le cas contraire on parlera de lignes de transmission dont l’étude est plus complexe.

Applications [modifier]

Icône de détail Article détaillé : Circuit électronique.

L’électronique analogique va utiliser certaines propriétés des circuits électriques pour réaliser un certain nombre de fonction (Amplification, filtrage, communications …)

Homonymie [modifier]

Icône de détail Article détaillé : Court-circuit.

Un court-circuit est un contact entre deux conducteurs. Il entraîne le passage direct du courant « au plus court », d’un conducteur à l’autre au lieu de traverser le reste du circuit. S’il est involontaire, c’est un défaut qui entraîne une augmentation de l’intensité du courant et une élévation potentiellement dangereuse de la température des conducteurs




مصباح كهربائي +دائرة كهربائية

12 08 2008

مصباح كهربائي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

اذهب إلى: تصفح, ابحث

مصبا كهربائي متوهج

مصباح كهربائي متوهج

هذا النوع من المصابيح يعتمد على الطاقة الكهربائية التي يحولها إلى ضوء. تنتج المصابيح الكهربائية الإضاءة بوساطة الطاقة الكهربائية. في عام 1879 ابتكر المخترع الأمريكي توماس أديسون أول مصباح كهربائي عملي بعد اجراء 99 تجربة فاشلة كادت ان تصيبة باليأس وتقضي علي امالة في ابتكار ينير للانسانية الليل ولكن لشدة صلابتة وعزمة الذي لا يلين وصل الي ما اراد وكان ذلك في أكثر التجارب اثارة في تاريخ العلم فبعد ان وصل الي الحافة المميتة لاي مخترع وهي الياس استطاع هو وفريق العمل الذي شاركة هذة الملحمة في التجربة المائة باستخدام الخيط القطني في التوصيل وعن طريقة استمر المصباح في الانارة لمدة 40 ساعة متواصلة وبعدها احترق وقام اديسون بعد ذلك بمحاولات ناجحة لاطالة المدة. وسرعان ما انتشرت المصابيح الكهربائية منذ بداية القرن العشرين، وحلت محل الأنواع الأخرى من المصابيح. تنتج المصابيح الكهربائية إضاءة أكثر وأجود مما تنتجه الأنواع الأخرى من المصابيح، كما أنها أقل تكلفة وأسهل استعمالا.

[عدل] أنواع المصابيح

نريد تقريرا

[عدل] مصابيح تفريغ الغازات

  • مصابيح فلورسنت
  • مصابيح صوديوم (ضغط عالى و منخفض)
  • مصباح نيون
  • مصابيح الزئبق ذات الضغط العالى
  • مصابيح الهاليدالمعدنى

دائرة كهربائية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

(تم التحويل من دارات كهربائية)
اذهب إلى: تصفح, ابحث

الدائرة الكهربائية هي عبارة عن طريق ( من الأسلاك ) تمر عبره الكهرباء ، ولصنع دارة نحتاج إلى عمود ومصباح وأسلاك توصيل،تستخدم الأسلاك لتوصيل مربطي المصباح بطرفي العمود ،ووظيفة العمود هي توليد تيار كهربائي يمر عبر الأسلاك إلى المصباح،فيضيء عند مرور التيار فيه .

قاطع التيار للتحكم في إضاءة أو إطفاء مصباح ما بسهولة يستعمل قاطع التيار . يعمل قاطع التيار على إغلاق الدارة الكهربائية ليمر التيار ويضيء المصباح ،نقول أن الدارة مغلقة ،أو على إبقاءها مفتوحة فلا يصل التيار الكهربائي ولا يضيء المصباح ونقول أن الدارة مفتوحة .

ملحوظة: يسمى العمود مولدا والمصباح مستقبلا. العمود والمصباح وقاطع التيار عناصر لها مربطان تسمى ثنائيات القطب.

خلاصة: تتكون دارة كهربائية بسيطة من ثنائيات قطب مركبة بواسطة أسلاك الربط، وتحتوي على مولد وقاطع التيار ومستقبل

تمثيل الدارة الكهربائية

لتمثيل الدارة الكهربائية نستعمل رموزا لمختلف عناصرها:




الدارة الكهربائية البسيطة 01

12 08 2008

 

الدارة الكهربائية البسيطة
Le circuit électrique simple

1- تركيب دارة كهربائية بسيطة

الدارة الكهربائية

الدارة الكهربائية هي عبارة عن طريق ( من الأسلاك ) تمر عبره
الكهرباء ، ولصنع دارة نحتاج إلى عمود ومصباح وأسلاك توصيل،
تستخدم الأسلاك لتوصيل مربطي المصباح بطرفي العمود ،ووظيفة
العمود هي توليد تيار كهربائي يمر عبر الأسلاك إلى المصباح،
فيضيء عند مرور التيار فيه .


قاطع التيار

للتحكم في إضاءة أو إطفاء مصباح ما بسهولة يستعمل قاطع التيار .
يعمل قاطع التيار على إغلاق الدارة الكهربائية ليمر التيار ويضيء
المصباح ،نقول أن
الدارة مغلقة ،أو على إبقاءها مفتوحة

فلا يصل التيار الكهربائي ولا يضيء المصباح ونقول أن
الدارة مفتوحة .


ملحوظة

يسمى العمود مولدا والمصباح مستقبلا.
العمود والمصباح وقاطع التيار عناصر لها مربطان تسمى
ثنائيات القطب.


خلاصة

تتكون دارة كهربائية بسيطة من ثنائيات قطب مركبة بواسطة
أسلاك الربط، وتحتوي على مولد وقاطع التيار ومستقبل


2- تمثيل الدارة الكهربائية
لتمثيل الدارة الكهربائية نستعمل رموزا لمختلف عناصرها:

العنصر رمزه


سلك


قاطع تيار مغلق


قاطع تيار مفتوح



مصباح


مصباح


مولد (عمود)


مولد


محرك



صمام ثنائي

تطبيق
تمثيل دارة كهربائية تتكون من عمود و مصباح و قاطع تيار وأسلاك ربط:


دارة كهربائية مغلقة

دارة كهربائية مفتوحة