نقطة عمل

نقطة تشغيل آلة

ومن جهة أخرى، ينتج المحرك عزم الدوران اللازم لتحريك الآلة. وتنتج الآلة عزما مضادا counter-torque حيث تحتاج حركة المحرك لتحريكها مستمرا لمقاومة قوى الاحتكاك التي تحاول توقيفها.

أو تنخفض سرعة دوران المحرك إذا زاد العزم المضاد للآلة.

من جهة ثانية، نقطة تشغيل آلة هي نقطة تقاطع بين منحنى عزم الدوران للمحرك ومنحنى عزم دوران آلة العمل. فمثلا يقوم محرك كهربائي بتحريك مضخة أو مروحة أو سير ناقل أو سلم متحرك، وتختار نقطة التشغيل على أساس خصائص كل منهما، إذ يتصل الجزءان ببعضهما البعض بواسطة محور ويجب أن يدورا بنفس السرعة.

وفي هذا الصدد، عند نقطة التشغيل يكون عزم دوران المحرك مساويا لعزم دوران الآلة، أي لا تتغير سرعة الآلة فيما بعد.

كذلك، تزداد سرعة دوران المحرك إذا كان عزم دورانه أكبر من العزم المضاد.

من جهة ثانية، فإذا كان عزم المحرك أعلى من العزم المضاد في أي وقت فلا تكون للنظام نقطة تشغيل مستقرة. وتكون نتيجة ذلك أن سرعة المحرك تزيد حتى أقصي درجة وربما يفسد. واما في حالة أن يكون عزم الآلة (الأحمال) عند أي نقطة زمنية أعلى من عزم المحرك فإن سرعة المحرك ستنخفض حتى تتوقف الحركة.

علاوةً على ذلك، وإذا حدث تغير للسرعة عند نقطة تشغيل مستقرة ينتج تغير في العزم يعمل مضادا لهذا التغير.

مواصفات الترانزستور

نقطة تشغيل صمام ثلاثي:

من جانب آخر، يبين الشكل 3 تغير تيار المصب-المصدر بتغير جهد البوابة في ترانزستور. في هذا الشكل نرى تأثير درجة الحرارة على المنحنى وبالتالي تأثير درجة الحرارة على نقطة التشغيل. هذا الرسم البياني يساعد على اختيار نقطة التشغيل بحيث تنتج عن المخرج (المصب) إشارات مكبرة نظيرة لإشارات (صغيرة) ندخلها عن طريق البوابة.

في هذا الإطار، نعتمد عند اختيار نقطة التشغيل عادة على الرسم البياني اليساري، ذلك لأن في وسعه كذلك بيان اعتماد خواص الترانزستور على درجة الحرارة.

الشكل 2:

تاثير درجة الحرارة:

نقطة التشغيل:

من جهة ثانية، يمكن الآن اختيار نقطة التشغيل على أي من الرسمين البيانيين مع اعتبار أن جهد الانحصار Vp يساوي -4 فولط. وللوهلة الأولى يمكن اختيار النقطة الوسطية بوضع Vgs2 جهد البوابة عند (-2 فولط). فعند توصيل إشارة من البوابة (متراكبة على جهد البوابة Vgs2)، فهي تعمل على تغير تيار المصب Id بين Vgs1 و Vgs3 ، وتخرج تلك الإشارة مضخمة ومتناظرة عند المصب. فإذا كان اختيارنا لنقطة التشغيل سليما (مثل: Vds = 20 فولط، Vgs = -2 فولط (إذا كانت Vp =-4 فولط)، خرجت إشارة عند المصب مناظرة للإشارة الداخلة ولكنها تكون أكبر منها كثيرا. ونكون بذلك قد اخترنا نقطة مناسبة لتشغيل الترانزستور.

علاوةً على ذلك، قل استخدام الصمام الثلاثي بعد اختراع الترانزستورات حيث أن الترانزستور يستهلك طاقة كهربائية أقل. كما أنه أصغر حجما وأقل وزنا ويتحمل الصدمات. من دون الترانزستور لما كان هبوط الإنسان على القمر ممكنا، لأن الحاسوب الذي استعمله أرمسترونغ في الهبوط لكان في حجم دولاب كبير وثقيل إذا كانت مكوناته بصمامات ثلاثية.

من جهة ثانية، على اساس تلك المواصفات يتم اختيار نقطة التشغيل التي تكفل إنتاج إشارة مكبرة غير مشوهة عند المخرج.

من جانب آخر، لا تختلف طريقة اختيار نقطة تشغيل صمام ثلاثي (كما كان يحدث في الماضي قبل ابتكار الترانزستور) عن طرية اختير نقطة التشغيل للترانزستور (انظر مواصفات صمام ثلاثي). كل ما في الأمر أن الصمام الثلاثي يعمل بجهد نحو 200 فولط، أما الترانزستور فيعمل بجهد المصب عند نحو 20 فولط.

إضافةً إلى ذلك، يعطي مصنع الترانزستور مواصفات الترانزستور التي على أساسها يقوم المستعمل باستخدام الترانزستور. وتكون تلك المواصفات والبيانات في أشكال منحنيات بيانية أو في شكل جداول.

في هذا الإطار، إلى اليسار يعطي مواصفات الترانزستور في شكل بياني التي يعطيها المصنع للمستهلك لاختيار نقطة التشغيل المناسبة للدائرة التي يرغبها. الرسم البياني إلى اليمين يوضح تغير التيار بين المصب والمصدر (الرأسيIds) بتغير جهد المصب (المحور الأفقيVds) وذلك عند قيم مختلفة لجهد الانحياز (جهد البوابة Vgs).

الشكل 3 :

في الإلكترونيات

علاوةً على ذلك، في الإلكترونيات نتعامل مع إشارات كهربائية نقوم بإنتاجها وتضخيمها لأداء أغراض مختلفة. مثل استقبال جهاز الراديو للموجات الراديوية (إشارات) عن طريق الهوائي. تلك الإشارات تكون صغيرة لا يمكن توصيلها مباشرة بمكبر للصوت لسماعها. ويجب تضخيمها أولا في دائرة مضخم إلكتروني لتكبيرها ثم توصيلها بمكبر الصوت لسماعها. وتتكون دائرة التضخيم من ترانزستور أو أكثر، ويهمنا من تلك الدائرة إنتاج إشارة عند مخرجها تكون كبيرة وفي نفس الوقت مماثلة للإشارة الداخلة دون تشويه. سنأخذ هنا مثال لدائرة

مضخم يستعمل مقحل حقلي موصول.

كذلك، في هذه الدائرة الإلكترونية التي تستعمل لتكبير إشارات متذبذبة. ويقوم فيها ترانزستور من نوع JFET بتكبير الإشارات الداخلة إلى «البوابة» عن طريق المكثف C1 . «مصب» الترانزستور موصول بجهد موجب Ucc لبطارية 20 فولط. تخرج من عنده، عند C2 الإشارة مضخمة ويهمنا أن تكون نظيرة للإشارة الداخلة دون تشويه. يتحكم في ذلك جهد انحياز البوابة G.

عدم وجود نقطة تشغيل مستقرة

وفي هذا الصدد، إذا تخيلنا أن الآلة هي سير ناقل أو سلم متحرك فتكون سرعة حركتها غير منتظمة وغير صالحة.

• مراجع
• انظر كذلك
• مقحل حقلي موصول
• محرك كهربائي
• صمام ثلاثي
• ترانزستور
• جهد انحياز
• ثنائي أقطاب
• صمام شعاع كاثودي

وفي السياق ذاته، في حا لة عدم استقرار نقطة التشغيل يكون منحنى العزم-وسرعة الدوران للمحرك يكاد يكون موازيا لمنحنى العزم-والسرعة للآلة، بحيث ينتج أي تغير طفيف في العزم سرعة دوران كبيرة. هذا النظام غير مستقر ولا يصلح تركيب نظام مكون من محرك وآلة لهما منحنيين متوازيين. تشتد السرعة أحيانا وتنخفض أحيانا.