يك رايانه آنالوگ ساده بسازيد!
قطعات و لوازم مورد نياز
3 عدد باتري با ولتاژهاي مختلف، (مي توانيد از باتري هايي كه كار كرده اند و ولتاژ آنها افت كرده است استفاده كنيد.)
3 عدد مقاومت هم اندازه بين 10 كيلواهم تا 47 كيلواهم. (توجه كنيد كه چون
مقاومت ها داراي تلورانس هستند، با اهم متر چند مقاومت را اندازه گيري كنيد
و 3 مقاومتي كه به هم نزديك تر هستند را انتخاب كنيد، دقت در اين آزمايش
نقش مهمي بازي مي كند.)
يك دستگاه مولتي متر ديجيتال
چند عدد ترمينال برق
شرح مدار
گول سادگي مدار را نخوريد. مداري كه بسته ايد مي توانيد معدل سه ولتاژ
متفاوت را اندازه گيري كرده و نشان دهد. در حقيقت، اين مدار نقش يك رايانه
آنالوگ را بازي ميكند. اما رايانه شما تنها مي تواند يك عمل رياضي را انجام
دهد: معدل گيري از 3 ولتاژ متفاوت.
مدار را همان گونه كه نشان داده شده است، ببنديد و ولتاژ هر باتري را به
وسيله مولتي متر اندازه گيري كنيد. اندازه هر ولتاژ را بر روي كاغذ نوشته و
معدل آنها را بدست آوريد. هنگامي كه ولتاژ باتري ها را اندازه گيري مي
كنيد، سيم سياه مولتي متر را تك به تك به ديگر سرهاي هر باتري وصل كنيد.
قطب هاي باتري اينجا خيلي مهم اند! توجه داشته باشيد كه يكي از باتري ها به
صورت معكوس در مدار بسته شده است. اين باتري توسط مولتي متر ديجيتال با
علامت منفي اندازه گيري مي شود و 2 باتري ديگر با علامت مثبت.
هنگامي كه مولتي متر به نقاط مشخص شده در مدار وصل شود، مي تواند جمع جبري
ولتاژ هر 3 باتري را اندازه گيري كند. هرچه مقادير مقاومت هايي كه به كار
برده ايد بيشتر به هم نزديك باشند، ولتاژ خروجي مدار نيز به معدل ولتاژ
باتري ها نزديك تر خواهد بود.
اگر يكي از باتري ها از مدار قطع شود، مولتي متر معدل ولتاژ دو باتري ديگر
را نشان خواهد داد. اما اگر مانند شكل پايين دو سر يك باتري را با سيم به
هم وصل کنيم، آن گاه خروجي معدل ولتاژ دو باتري ديگر و ولتاژ “صفر” رانشان
خواهد داد. لازم به يادآوري است كه در تئوري، مدار يك باتري با اتصال دو سر
آن به همديگر از مدار خارج شده و ولتاژ آن صفر در نظر گرفته خواهد شد.
سادگي بيش از حد مدار، مانع مي شود كه بيشتر مردم اين مدار را يك رايانه
بنامند؛ اما اين حقيقت كه مدار ما مي تواند تابع رياضي معدل گيري را اجرا
كند غيرقابل انكار است. رايانه شما نه تنها مي تواند معدل گيري كند، بلكه
اين عمل را سريع تر از هر رايانه ديجيتال موجود در جهان انجام مي دهد!
رايانه هاي ديجيتال (رايانه هاي روميزي، ماشين حساب ها و…) عمليات رياضي
را در چند مرحله گسسته انجام مي دهند و براي هر مرحله بايد زمان كوچكي صرف
شود. اما رايانه هاي آنالوگ به محض وصل شدن ولتاژ به مدار، جواب مسئله را
نشان مي دهند!
خروجي اين رايانه ساده مي تواند با اضافه كردن يك يا چند مدار تقويت كننده،
تقويت شده و براي انجام محاسبات گوناگون رياضي در ديگر مدارهاي آنالوگ به
كار گرفته شود. چنين رايانه هاي آنالوگي در انجام عمليات رياضي مانند جمع و
تفريق بهتر هستند و حتي ممكن است براي شبيه سازي سيستم هاي پيچيده
مكانيكي، الكتريكي و حتي شيميايي به كار گرفته شوند. زماني بود كه اين گونه
رايانه ها تنها ابزار محاسباتي يك مهندس بودند، اما امروزه اين رايانه ها
توسط رايانه هاي ديجيتال از دور خارج شده اند. در عوض، رايانه هاي ديجيتال
محاسبات را با دقت بيشتري نسبت به رايانه هاي آنالوگ انجام مي دهند؛ هرچند
كه سرعت پايين ترين دارند.
در انتها، واضح است كه شما از اين رايانه براي به دست آوردن معدل 3 عدد
استفاده نخواهيد كرد اما اين مدارِ ساده، وسيله اي مناسب براي درك بهتر
نظريه مدارات الكتريكي و عملكرد رايانه هاي آنالوگ است.
یک کامپیوتر آنالوگ ساده بسازید
قطعات و لوازم مورد نیاز
-
3 عدد باطری با ولتاژهای مختلف.( می توانید از
باتریهایی که کارکرده اند و ولتاژ آنها افت کرده است استفاده کنید) -
3 عدد مقاومت هم اندازه بین 10کیلواهم تا 47 کیلو
اهم.(توجه کنید که چون مقاومتها دارای تلورانس هستند با اهمتر چند مقاومت را
اندازه گیری کنید و 3 مقاومتی که به هم نزدیک تر هستند انتخاب کنید. دقت در این
آزمایش نقش مهمی بازی می کند.) -
یک دستگاه مولتی متر دیجیتال -
چندعدد ترمینال برق
نمایش شماتیک مدار
نمایش تصویری مدار
تشریح
گول سادگی مدار را نخورید.
مداری که بسته اید می تواند معدل سه ولتاژ متفاوت را اندازه گیری کرده و نشان دهد.
در حقیقت، این مدار نقش یک کامپیوتر آنالوگ را بازی می کند. اما کامپیوتر شما تنها
می تواند یک عمل ریاضی را انجام دهد: معدل گیری از 3 ولتاژ متفاوت.
مدار را همانگونه که نشان داده
شده است ببندید و ولتاژ هر باتری را به وسیله مولتی متر اندازه گیری کنید. اندازه
هر ولتاژ را بر روی کاغذ نوشته و معدل آنها را به دست آورید. هنگامی که ولتاژ
باتری ها را اندازه گیری می کنید سیم سیاه مولتی متر را به زمین مدار وصل کنید و
سیم قرمز مولتی متر را تک به تک به دیگر سرهای هر باتری وصل کنید. قطبهای باتری
اینجا خیلی مهمند! توجه داشته باشید که یکی از باتری ها به صورت معکوس در مدار
بسته شده است. این باتری توسط مولتی متر دیجیتال با علامت منفی اندازه گیری می شود
و 2 باتری دیگر با علامت مثبت.
هنگامی که مولتی متر به نقاط
مشخص شده در مدار وصل شود می تواند جمع جبری ولتاژ هر 3 باتری را اندازه گیری کند.
هرچه مقادیر مقاومتهایی که بکاربرده اید بیشتر به هم نزدیک باشند ولتاژ خروجی مدار نیز به معدل
ولتاژ باتری ها نزدیک تر خواهد بود.
اگر یکی از باتری ها از مدار
قطع شود مولتی متر معدل ولتاژ دو باتری دیگر را نشان خواهدداد. اما اگر مانند شکل
زیر دو سر یک باتری را با سیم به هم وصل کنیم آنگاه خروجی معدل ولتاژ دو باتری
دیگر و ولتاژ “صفر” را نشان خواهد داد. لازم به یادآوری است که در تئوری
مدار یک باتری با اتصال دو سر آن به همدیگر از مدار خارج شده و ولتاژ آن صفر درنظر
گرفته خواهدشد.
سادگی بیش از حد مدار مانع می
شود که بیشتر مردم این مدار را یک کامپیوتر بنامند اما این حقیقت که مدار ما می
تواند تابع ریاضی معدل گیری را اجرا کند غیرقابل انکار است. کامپیوتر شما نه تنها
می تواند معدل گیری کند بلکه این عمل را سریعتر از هر کامپیوتر دیجیتالی موجود در
جهان انجام می دهد! کامپیوترهای دیجیتال (کامیپوترهای رومیزی، ماشین حسابها و …)
عملیات ریاضی را در چند مرحله گسسته انجام می دهند و برای هر مرحله باید زمان
کوچکی صرف شود. اما کامپیوترهای آنالوگ به محض وصل شدن ولتاژ به مدار جواب مسئله
را نشان می دهند!
خروجی این کامپیوتر ساده می
تواند با اضافه کردن یک یا چند مدار تقویت کننده تقویت شده و برای انجام محاسبات گوناگون
ریاضی در دیگر مدارهای آنالوگ بکارگرفته شود. چنین کامپیوترهای آنالوگی در انجام
عملیات ریاضی مانند جمع و تفریق بهتر هستند و حتی ممکن است برای شبیه سازی
سیستمهای پیچیده مکانیکی، الکتریکی و حتی
شیمیایی بکارگرفته شوند. زمانی بود که این گونه کامپیوترها تنها ابزار محاسباتی یک
مهندس بودند اما امروزه این کامپیوترها توسط کامپیوترهای دیجیتال از دور خارج شده
اند. در عوض کامپیوترهای دیجیتال محاسبات را با دقت بیشتری نسبت به کامپیوترهای
آنالوگ انجام می دهند هرچند که سرعت پایین تری دارند.
درانتها، واضح است که شما از
این کامپیوتر برای به دست آوردن معدل 3 عدد استفاده نخواهید کرد اما این مدار ساده
وسیله ای مناسب برای درک بهتر تئوری مدارات الکتریکی و عملکرد کامپیوترهای آنالوگ است.
