موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس 
مفهوم “العنصر الإلكتروني Electronic Component”، وأوضحنا ما يعنيه هذا المفهوم، وما هو الفرق بين العناصر الإلكترونية البسيطة والدارات المتكاملة، والتي تستخدم جميعها من أجل صنع وبناء لوحات الدارات الإلكترونية.
وفي سياق الحديث عن العناصر الإلكترونية، فإن هنالك أمر هام يجب أن يتم تناوله والحديث عنه: الفرق بين العناصر الإلكترونية الفعالة وغير الفعالة، وما هو المقصود بالعنصر الإلكتروني الفعال، والعنصر الإلكتروني غير الفعال.
العناصر الإلكترونية الفعالة Active Electronic Components
لا تعمل الدارات الكهربائية والإلكترونية ولا تؤدي الوظيفة المطلوبة منها إلا بعد أن يتم تطبيق جهد كهربائي عليها، ويمر تيار كهربائي فيها. عملية مرور التيار الكهربائي ضمن الدارة وعناصرها ستؤدي لردة فعل معينة من هذه العناصر والمكونات، وذلك تبعاً للخصائص الفيزيائية لهذه العناصر. يوجد العديد من العناصر التي تحتاج إلى تطبيق طاقةٍ كهربائية بقيمٍ معينة كي تعمل، وهذا يعني أن العنصر لن يقوم بوظيفته المطلوبة منه إلا بعد أن يتم تطبيق جهد كهربائي على طرفيه، وبعد أن يمر تيار كهربائي ضمنه، ويجب أن يكون للجهد والتيار قيم اسمية أيضاً كي يعمل العنصر كما يفترض منه.
هذه العناصر التي لا تعمل إلا بعد أن يتم تغذيتها بالجهد والتيار الكهربائي هي العناصر الإلكترونية الفعالة. لماذا دعيت باسم “الفعالة”؟ لأن هذه العناصر تتمتع بإمكانية تقديم ميزاتٍ إضافية على الجهد والتيار الكهربائي المار ضمنها.
لنأخذ مثال الثنائي نصف الناقل – الديود: الديود عبارة عن عنصر إلكتروني نصف ناقل، يسمح بمرور التيار الكهربائي عبره بجهةٍ واحدة، ويمنع مروره بالجهة الأخرى، وذلك إذا تم تطبيق جهد كهربائي طرفيه، بحيث يكون قطبه الموجب (الأنود Anode) متصل بالجهد العالي، وقطبه السالب (الكاثود Cathode) متصل بالجهد المنخفض، أو الأرضي. إذا تم عكس قطبية توصيل الديود، فإن الديود لن يسمح بمرور التيار الكهربائي عبره. إذاً، الديود يقدم ميزة التحكم بجهة مرور التيار الكهربائي في الدارة الكهربائية التي تم وضعه فيها، وهي أحد مزايا العناصر الفعالة. الفكرة الأخرى الهامة المتعلقة بالديود، هي أنه لن يعمل إلا إذا كان الجهد الكهربائي المطبق على طرفيه ذو قيمةٍ محددة، وهي 0.3 فولط (بحالة ديودات الجرمانيوم) و 0.7 فولط (بحالة ديودات السليكون)، أي أن الديود لن يعمل ولن يسمح بمرور التيار الكهربائي عبره إلا إذا كانت قيمة الجهد المطبق على طرفيه تساوي القيمة الاسمية.
إذاً، أي عنصر كهربائي يتطلب طاقة معينة كي يعمل، ويساهم بتغيير أحد خواص المحددات الأساسية للدارات الكهربائية والإلكترونية، يعرف على أنه “عنصر فعال”.
أشهر الأمثلة على العناصر الفعالة:
الديودات (الثنائيات نصف الناقلة)
الترانزستورات
المحولات
المقومات السليكونية المتحكم بها SCR: Silicon Controlled Rectifier
الثايرستورات Thyristors
العناصر غير الفعالة Passive Electronic Components
بشكلٍ مخالفٍ تماماً للتوضيح السابق، فإن أي عنصر إلكتروني أو جزء من دارةٍ كهربائية، لا يتطلب عمله أن يتم تغذيته بالطاقة الكهربائية، يعتبر عنصر غير فعال. هذا يعني أن العنصر الإلكتروني غير الفعال يقوم بوظيفته سواء كانت التغذية موجودة أو غير موجودة. وأكثر من ذلك، فإن العنصر الإلكتروني غير الفعال يقوم بـ “استهلاك” الطاقة الكهربائية، بخلاف العناصر الفعالة التي تستطيع أن تلعب دور مغذياتٍ إضافية في الدارات الكهربائية والإلكترونية.
كمثال: المكثف الكهربائي يقوم بتخزين الشحنات الكهربائية، وقيمة الشحنات المخزنة عبره تتناسب مع قيمة سعته، والتي تحددها عوامل فيزيائية مثل المسافة بين نواقل المكثف، وطبيعة الوسط العازل، ومساحة سطح النواقل. بكل الأحوال، فإن المكثف يستطيع أن يقوم بتخزين الشحنات الكهربائية سواء تم تطبيق جهد كهربائي عبر طرفيه أم لا، كما أنه لا يوجد قيم اسمية للجهد الكهربائي كي يعمل المكثف، فهو بمجرد وضعه وتوصيله (بشكلٍ صحيح) ضمن الدارات الكهربائية سيقوم بتأدية وظيفته، بغض النظر عن قيمة الجهد والتيار. هذا الأمر طبعاً لا يعني أنه يمكننا وضع أي مكثف كهربائي بأي دارة، لأن المكثفات تتميز بقيمةٍ معينة لـ “جهد الانهيار Breakdown Voltage”، وهي أعلى قيمة جهد يمكن للمكثف أن يتحملها، وأي قيمة تزيد عنها ستؤدي لتلف المكثف.
من ناحيةٍ أخرى، لا يقوم المكثف بتضخيم التيار أو الجهد الكهربائي، كما هو الحال مع الترانزيستورات والمكبرات العملياتية (عناصر فعالة)، بل هو يستجيب لمرور التيار عبره، ويستهلك جزءاً منه، وبالتالي فإن سلوكه “سلبي” نوعاً ما بالنسبة للدارة.
