Saturday, September 26, 2015

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස් II (Electronics) - 5

සර්කිට් ලෝඩිං

ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස්වල විදුලිය හැමවිටම දෙයාකාරයකින් භාවිතා වෙන බව ඔබ දැන් දන්නවා. එකක් නම් විදුලි සංඥා ලෙසයි; අනෙක උපකරණ හා ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග ක්‍රියාකරවීමට අවශ්‍ය (විදුලි) බල ශක්තියක් ලෙසයි. දෙයාකාරයකින් සලකා බැලුවත් මේ අාකාර දෙකෙහිම විදුලිය ගැන කතා කිරීමේදී වෝල්ටියතාව (V), ධාරාව (I), හා ජවය (P) යන තුන පමණයි තිබෙන්නේ. මේ තුන අතර හැමවිටම අවියෝජනීය සබඳතාවක් තිබෙනවා P=VI ලෙස. ඒ කියන්නේ මේ තුනෙන් යම් රාශියක්/ගුණයක් යම් තැනක තිබේද, එතැන අනිවාර්යෙන්ම අනෙක් රාශි/ගුණ දෙකද තිබේ. ඉතිං පරිපථ සෑදීමේදී හා විශ්ලේෂණයේදී මේ තුනෙන් කුමක් සලකාගෙන එය සිදු කළත් කිසිදු වෙනසක් නැහැ නේද? උපමාවකින් දක්වතොත්, කෙනෙකුගේ උපන්දිනය හා වයස වැනිය. එකක් දන්නේ නම්, නිකංම අනෙක දත හැකියි. ඉතිං දෙකෙන් එකක් පමණක් තිබීම සෑහෙනවා නේද?
 
සැබෑ න්‍යායාත්මක (ගණිතමය) තත්වය එසේ වුවත්, ප්‍රායෝගිකව අපට එහි වෙනස්කම් ඇත. පරිපථවල සමහර තැන්වල අප සැලකිලිමත් වන්නේ වෝල්ටියතාව ගැන පමණි (ධාරාව ගැන කිසිදු හැඟීමක් නැති අවස්ථා පවා තිබෙනවා); තවත් පරිපථ කොටස්වල ධාරාව ගැන පමණි; තවත් තැනක ජවය ගැනයි. මීට ප්‍රධාන හේතුව විශ්ලේෂණ කිරීමේ හා ගණන් සෑදීමේ පහසුවයි. සමහර ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග සංවේදී වන්නේ වෝල්ටියතාවට පමණි (උදාරහණයක් වශයෙන් FET transistor). තවත් උපාංග ධාරාවට සංවේදියි (උදාරහණයක් ලෙස BJT transistor). තවත් උපාංග ජවයට සංවේදියි (ඇන්ටනා). ඉතිං එවැනි අවස්ථාවල එම උපාංග යොදන විට, එය සංවේදී වන හෙවත් එය ප්‍රමුඛව ක්‍රියාත්මක වන රාශියයි අප යොදා ගන්නේ. ඒ කියන්නේ ෆෙට් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් පරිපථයකට යොදන විට, මූලිකව ඊට යෙදිය යුතු වෝල්ටියතා ප්‍රමාණයන් සෙට් කිරීම මිසක් ධාරා ප්‍රමාණය හෝ වොට් ප්‍රමාණය ගැන එතරම් සලකන්නේ නැත. අච්චර වෝල්ට් ගාණක් දී එය ඕන් කරන්න, මෙච්චර වෝල්ට් ගාණක් දී එය ඕෆ් කරන්න ආදී ලෙසයි එවිට සිතන්නේ.
 
සෑම සරල හෝ අති සංකීර්ණ සර්කිට් එකක වුවද සිදු වන්නේ එක් දෙයකි. එනම්, විදුලි සංඥාවක් යම් යම් ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග රාශියක් හරහා ගමන් කරවයි; එසේ ගමන් කරවන අතර එම සංඥාවට කුමන හෝ වෙනස්කමක් සිදු කරයි; අවසන් ප්‍රතිඵලය වන්නේ එසේ පොඩ්ඩ පොඩ්ඩ වෙනස්කම්වලට භාජනය වූ සංඥාව එලියට දැමීමයි. ඉතිං මේ සෑම අවස්ථාවකදීම යම් උපාංගයකින් විදුලිය (එනම් විදුලි සංඥාව) ලබා ගන්නේ තවත් උපාංගයකින්ය. මෙලෙස පරිපථයක ඇති ඉලෙක්ට්‍රොනික් උපාංග අතරින් එකිනෙක් ඍජුවම සම්බන්ධ ඕනෑම උපාංග දෙකක් සලකන්න. එම උපාංග දෙක එකිනෙකට සම්බනධව ඇත්තේ එක්කෝ ශ්‍රේණිගතවයි; නැතහොත් සමාන්තරගතවයි. ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධව ඇති විටක, හැමවිටම වාගේ වෝල්ටියතාව තමයි ධාරාව හා ජවයට වඩා ප්‍රමුඛ වන්නේ ගණනය කිරීම් හා විශ්ලේෂණවලදී. සමාන්තරගත සම්බන්ධයක් නම්, ධාරාව තමයි අනෙක් දෙකට වඩා ප්‍රමුඛ වන්නේ.
 
ඇත්තටම, රාශිය වෝල්ටියතාව හෝ ධාරාව හෝ ජවය යන තුනෙන් කුමක් වුවත්, සලකා බලනු ලබන රාශියට එක දෙයක් සිදුවිය යුතුය. එනම්, විදුලි සංඥාවේ සලකා බලන රාශිය යම් උපාංගයකින් අනෙක් උපාංගය වෙතට ලබා දීමේදී එම රාශියෙන් හැකි උපරිම ප්‍රමාණයක් ඊට ලබා දිය (output) යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, සලකා බලන රාශිය වෝල්ටියතාව ලෙස ගමු. එ් කියන්නේ දැන් සංඥාවේ වෝල්ටියතාව ගැනයි වැඩිපුර සැලකිලිමත් වන්නට තිබෙන්නේ. ඉතිං, යම් උපාංගයකින් පිටවන සංඥාව (සංඥාවේ වෝල්ටියතාව) අනෙක් උපාංගය තුළට ගමන් කරන විට, එම සංඥාවේ වෝල්ට් ප්‍රමාණය අඩු හෝ හානි නොකර පුලුවන් තරම් උපරිම ප්‍රමාණයක් පිට කිරීමට වගබලා ගත යුතුය.

එක් එක් විදුලිමය රාශියක් ගැන දැන් බලමු. ඉන් වෝල්ටියතාව බලපාන අයුරු පළමුව බලමු. ඇත්තටම මෙතෙක් ඔබ විභව බෙදුම කියා ඉගෙන ගෙන තිබෙන්නේද එය තමයි. එනම් සංඥාව ගමන් කරන විට, එක් එක් උපාංගයක් ප්‍රතිරෝධක ලෙස කල්පනා කරන්න. ඉන් එක් උපාංගයකින් අනෙක් උපාංගයට වැඩිපුර වෝල්ටියතාවක් ඩ්‍රොප් වන ලෙසට එම ප්‍රතිරෝධක අගයන් සෙට් කරන්න. ඒ කියන්නේ, දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකය (එනම්, දෙවැනි උපාංගයේ ප්‍රතිරෝධ අගය) පළමු ප්‍රතිරෝධයට (එනම් පළමු උපාංගයේ ප්‍රතිරෝධි අගයට) වඩා හැකි පමණ විශාල කරන්න. මෙහිද 10% රීතිය යෙදිය හැකියි. ඒ කියන්නේ දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකයේ අගය පළමු එකට වඩා දස ගුණයකට වැඩියෙන් තබන්න. එයම තවත් විදියකින් මෙසේද කිව හැකියි - පළමු ප්‍රතිරෝධකයේ අගය දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකයේ අගයෙන් 10%ක් හෝ ඊට අඩු මට්ටමින් තබා ගන්න. පහත රූපය බලන්න. මෙහි ප්‍රතිරෝධක දෙකක් ශ්‍රේණිගතව ඇත. විදුලි සංඥාව දැන් R1, R2 හරහා ගමන් කරනවා. මෙහිදී පළමු උපාංගය වන R1 වෙතින් දෙවැනි උපාංගය වන R2 වෙතට සංඥාව යන විට, හැකි උපරිම සංඥා වෝල්ටියතාවක් R2 දෙපස ඩ්‍රොප් විය යුතුය. මෙතැන ඇත්තේ විභව බෙදුම් පරිපථයකි. ඉතිං වැඩිපුර වෝල්ටියතාවක් R2 මත ඇතිවීමට නම්, R1 ට වඩා R2 විශාල අගයක් ගත යුතුයි නේද? R1=100 ohm නම්, R2= 1000 ohm වත් වීම සුදුසුය. එවිට, උදාරහණයක් ලෙස සංඥාවේ වෝල්ටියතාව 11 නම්, 1:10 අනුපාතය අනුව එම සංඥාවෙන් වෝල්ට් 10ක් පිහිටන්නේ R2 දෙපසය. අපට අවශ්‍ය කළෙත් එයමයි නේද? එම අනුපාතය 1:100 කළේ නම්, තවත් හොඳය. එවිට R2 දෙපස වෝල්ට් 10.9 ක් ඩ්‍රොප් වෙනු ඇත. මේ ආදි ලෙස සිතා බලන්නඅප ධාරාව ගැන මෙහිදී සලකා බලන්නේ නැහැ. එහෙත් කැමති නම්, ධාරාවට සිදුවන්නේ කුමක්ද කියාද සොයා බැලිය හැකියි. ධාරාවට සිදු වන්නේ කුමක්ද? ශ්‍රේණිගත සම්බන්ධයක් නිසා, ධාරාව කුමක් වුවත් එකම ධාරා ප්‍රමාණයකි මේ උපාංග දෙකෙන්ම ගමන් කරන්නේ. එහෙත් ඔබ දෙවැනි උපාංගයේ ප්‍රතිරෝධය විශාල අනුපාතවලින් වැඩි කරන නිසා ධාරාවද එම අනුපාතයෙන්ම පහළ යයි (I=V/R අනුව). එහෙත් අපට එය මෙහිදී එතරම් ප්‍රශ්නයක් නොවේ මන්ද අපට වැදගත් වන්නේ වෝල්ටියතාවයි.

  දැන් අප විමසා බලමු ධාරාව බලපාන අයුරු. මෙහිදීද අපගේ වගකීම වන්නේ පළමු උපකරණයෙන් පිටවන සංඥාවෙන් හැකි උපරිම ධාරා ප්‍රමාණයක් දෙවැනි උපාංගය වෙත ඇති කිරීමයි. සුලු මොහොතකට පෙරදීත් සඳහන් කළ ආකාරයට මෙහිදී අප උපාංග දෙක අතර සමාන්තරගත සම්බන්ධතාවක් තමයි සලකා බලන්නේ (පහත රූපය). මෙහිදී R1 උපාංගය තුළින් යන සංඥාවේ ධාරාව පුලුවන් තරම් වැඩි ප්‍රමාණයක් R2 උපාංගය තුළට යැවිය යුතුයි. එය කළ හැක්කේ කෙසේද? ඔබ දන්නවා ධාරාවක් වැඩි කැමැත්තක් දක්වන්නේ ප්‍රතිරෝධකතාව අඩු මාර්ගයක යෑමටයි. එය හරියට ට්‍රැෆික් අඩු පාරක යන්න වාහන පදවන අය කැමැතියි වාගේ දෙයක්. ඒ කියන්නේ R1 ට වඩා R2 හි ප්‍රතිරෝධය අඩු කළ යුතුය. මීටද 10% රීතිය යෙදිය හැකියි. ඒ කියන්නේ R1 හි ප්‍රතිරෝධයට වඩා අඩුම තරමේ 10% ක් හෝ ඊටත් වඩා කුඩා ප්‍රතිරෝධක අගයක් R2 හි තිබිය යුතුය. මෙහි විභවය ගැන තැකීමක් නැත. එහෙත් කැමති නම් ඊට කුමක් වන්නේද යන්නත් විශ්ලේෂණය කළ හැකියි. උපාංග දෙක සමාන්තරගතව තිබෙන නිසා ඒ දෙකම දෙපස ඇති වන්නේ එකම විභවයයි. එහෙත් දෙවැනි ප්‍රතිරෝධය විශාල අනුපාතයකින් අඩු බැවින් එවැනි විශාල ප්‍රමාණයකින් වෝල්ටියතාවද අඩු වේ. වෝල්ටියතාව අඩුවීම අපට මෙහි ප්‍රශ්නයක් නොවේ.
 

දැන් අපි සලකා බලමු අවසන් විදුලිමය රාශිය වන ජවය/ක්ෂමතාව ගැන. ජවය ගණනය කරන්නේ වෝල්ටියතාව හා ධාරාව ගුණ කිරීමෙන් (P=VI). ඉතිං මෙහිදී සිදුවිය යුත්තේ පළමු උපාංගයේ තිබෙන සංඥාවේ ක්මතාවෙන් හැකි උපරිම ප්‍රමාණයක් දෙවැනි උපාංගය වෙතට යැවීමයි. ජවය යනු වෝල්ටියතාවේ හා ධාරාවේ ගුණිතයක් නිසා, ජවය වැඩි කිරීමට එක්කෝ වෝල්ටියතාව වැඩි කළ යුතුය; නැතහොත් ධාරාව වැඩි කළ යුතුය; නැතහොත ඒ දෙකම වැඩි කළ යුතුය. ඉතිං මෙය ප්‍රායෝගිකව සිදු කරන්නේ කෙලෙසද? සුපුරුදු ලෙස උපාංග දෙක ප්‍රතිරෝධක දෙකක් ලෙස සලකන්න. දැන් ඒ දෙක ශ්‍රේණිගතව හෝ සමාන්තරගතව සම්බනධ කර තිබේ (ජවය සැලකීමේදී ශ්‍රේණිගතද සමාන්තරගතද යන්න වැදගත් නැත). ඉතිං දැන් කරන්නට තිබෙන්නේ පළමු ප්‍රතිරෝධයට වඩා දෙවැනි ප්‍රතිරෝධයෙහි තිබෙන වෝල්ටියතාව හා ධාරාව වැඩි කිරීමයි. මෙන්න මෙතන තමයි ප්‍රශ්නය ඇති වන්නේ. ඊට හේතුව මෙයයි. ධාරාව වැඩි කිරීමේදී දෙවැනි ප්‍රතිරෝධයේ අගය අඩු කළ යුතු වුවද, වෝල්ටියතාව වැඩි කිරීමට දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකයේ අගය වැඩි කළ යුතුය. ඒ දෙක එකිනෙකට පරස්පරව ක්‍රියා කරනවා. ඉතිං දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකය ශූන්‍යට ආසන්න කළා යැයි සිතමු. එවිට සංඥාවේ ඉතා අධික ධාරාවක් (අනන්ත ධාරාවක්) දෙවැනි ප්‍රතිරෝධකයේ තිබිය යුතුයි නේද? ධාරාව අධික වුවද, එවිට ශූන්‍ය ප්‍රතිරෝධකයක් තිබෙන තැනක V=IR අනුව වෝල්ටියතාවද ශූන්‍ය වේ (මොකද V=I x 0 = 0). එවිට, P=VI සූත්‍රය අනුව දැන් (ඕනැම අගයක් ශූන්‍යයෙන් වැඩි කළ විට පිළිතුර 0 නිසා)
 
P = VI → P = (ශූන්‍ය වෝල්ටියතාව) x (ධාරාව අනන්තයක්) = 0
 
ඉහත සිද්ධියෙහි අනෙක් අන්තය කර බලමු. ඒ කියන්නේ වෝල්ටියතාව උපරිම කිරීමට දෙවැනි ප්‍රතිරෝධය අතිවිශාල (අනන්තය) කරමු. එවිට, V=IR අනුව ප්‍රතිරෝධය අනන්තය නිසා, සංඥාවේ වෝල්ටියතාවද අනන්තයක් වේවි. එහෙත් එවිට ධාරාව ශූන්‍ය වේ. නැවතත්, සුපරුදු P=VI සූත්‍රය අනුව,
 
P = VI → P = (අනන්ත විභවය) x (ශූන්‍ය ධාරාව) = 0
 
ඒ කියන්නේ අන්ත දෙක නොව මැද තැනක තමයි ජවය උපරිමව ලැබෙන්නේ. හරියටම මැද තමයි ගත යුත්තේ. හරියටම මැද යනු පළමු උපාංගයේ ප්‍රතිරෝධය හා දෙවැනි උපාංගයේ ප්‍රතිරෝධය සමාන අවස්ථාව. ඇන්ටනා ආදිය සෑදීමේදී සිදු කරන්නේ මෙයයි. ඇන්ටනාවේ ප්‍රතිරෝධය (සම්භාදනය) හා ට්‍රාන්ස්මීටරයේ/රිසීවරයේ ප්‍රතිරෝධය සමාන (match) කරයි. ඈම්ප් එකක් ස්පීකර්වලට සම්බන්ධ කරන විටත් ඈම්ප් එකේ හා ස්පීකර්වල ප්‍රතිරෝධක/සම්බාධක අගයන් සමාන විය යුතුය. ඒ කියන්නේ ඔබට අවශ්‍යයි නම් එක් උපාංගයකින් උපරිම ජවයක් අනෙක් උපාංගයට යවන්න, එම උපාංග දෙකේ ප්‍රතිරෝධ සමාන කරන්න.
 
ඉහත පෙන්වා දුන්නේ විදුලිමය රාශි තුන සර්කිට් එකක නිවැරදිව හැසිරවිය යුත්තේ කෙසේද කියාය. ඒ සඳහන් කර ඇති කාරණා හරිහැටි පිළි නොපැද්දොත් අනිවාර්යෙන්ම පරිපථය වැඩ නොකරයි. උදාරහණයක් ලෙස, ශ්‍රේණිගත උපාංග දෙකක දෙවැන්නේ ප්‍රතිරෝධය පළමු එකට වඩා විශාල අනුපාතයකින් නොපැවතියොත් සංඥාව ඉතා දුර්වල වේ. මෙවැනි තත්වයක් circuit loading කියා පවසනවා. සමාන්තරගත අවස්ථාවකදීත් සර්කිට් ලෝඩ් වෙන්න පුලුවන් දෙවැන්නේ ප්‍රතිරෝධ අගය පළමු එකට වඩා වැඩි වන විට. එනිසි සර්කිට් ලෝඩිං සිදු නොවීමට වග බලා ගන්න.
  

විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධක

ඉහත මෙතෙක් කතා කළේ අගය නියත ප්‍රතිරෝධක (fixed resistor) ගැනයි. ඒ කියන්නේ ඔබට අවශ්‍ය අවශ්‍ය විදියට ඒවායේ අගයන් වෙනස් කළ නොහැකියි. එහෙත් සමහර අවස්ථා තිබෙනවා ප්‍රතිරෝධකයේ අගය අපට කැමැති ලෙස වෙනස් කිරීමට අවශ්‍ය වන. එවිට, රෙසිස්ටරයට සම්බන්ධ යම් කූරක් වැනි දෙයක් කරකැවීමෙන් ඔම් ගණන බිංදුවේ සිට 25k, 100k වැනි යම් උපරිම අගයක් දක්වා ක්‍රමයෙන් වෙනස් කර ගත හැකියි. මෙවැනි රෙසිස්ටර් පොදුවේ විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධක (variable resistor) ලෙස හැඳින් විය හැකියි. මෙහිද ප්‍රධාන වර්ග දෙකක් තිබෙනවා. එකක් potentiometer (කෙටියෙන් pot හෝ potmeter) කියා හැඳින්වෙන අතර, අනෙක preset කියා හැඳින් වෙනවා.
 
බහුලවම දකින්නට ලැබෙන පොටෙන්ෂියෝමීටර් එකක ඔබට ඇඟිලිවලින් පහසුවෙන්ම අගය වෙනස් කිරීමට යම් උපක්‍රමයක් ලබා දී තිබෙනවා. එය බොහෝවිට දණ්ඩකි (spindle හෝ shaft). මෙවැනි කරකවන පොට් rotary pot ලෙස හැඳින්වෙනවා. රේඩියෝවල එහෙම ශබ්දය අඩුවැඩි කිරීමට ඇඟිල්ලෙන් කරකවන වොල්‍යුම් කන්ට්‍රෝලර් එක යනු ඇත්තටම මෙවැනි ස්පින්ඩල් එකක් සහිත රොටරි පොට් එකකි. ස්පින්ඩල් එක නිකංම කූරකි. එයට කැමති නම් විශාල පහසුවෙන් ඇඟිල්ලෙන් කරකැවිය හැකි knob විවිධ හැඩයන්ගෙන් හා ප්‍රමාණවලින් හා වර්ණවලින් ලබා ගෙන සවි කළ හැකියි.
 


මීට අමතරව, කරකැවීම වෙනුවට තල්ලු කළ (slide) හැකි පරිදි සෑදූ පොට් ඇත. එහිදී කුඩා slider එකක් තල්ලු කිරීමෙන් ඕම් ගණන වෙනස් කළ හැකියි. පෙර සේම ස්ලයිඩර් එකට නොබ් එකක් සවි කළ හැකියි. මෙහි විවිධ දිගවල් සහිතව පවතී. බොහෝ ඊක්වලයිසර්වල තිබෙන්නේ මෙවැනි ස්ලියිඩිං වර්ගයේ පොට්ය. සමහරුන් fader ලෙසද මෙම ස්ලයිඩිං පොට් හඳුන්වනවා.
 

සාමාන්‍යයෙන් පොට් එකක් කරකැවිය හැක්කේ උපරිම එක් වටයකින් තුන් කාලක් (අංශක 270 හෝ 250 හෝ සමහරවිට ඊටත් වඩා අඩු) පමණ වේ. එනිසා එවැනි පොට් අවශ්‍ය නම් single-turn pot ලෙසද හැඳින්විය හැකියි. එහෙත් වට පහක් හෝ 10ක් හෝ 20ක් හෝ කිහිපයක් කරකැවිය හැකි පොට් (multi-turn pot) නිපදවා තිබෙනවා. මෙවැනි මල්ටිටර්න් පොට්වල ශූන්‍යයේ සිට උපරිම ඕම් ගණන දක්වා වූ ඕනෑම අගයක් ඉතා නිවැරදිව සෙට් කළ හැකියි මොකද වට කිහිපයක්ම තිබෙන බැවින් කරකවන විට අගයන් වෙනස් වන්නේ කුඩා ප්‍රමාණවලින්ය. එහෙත් සින්ගල්ටර්න් සාමාන්‍ය පොට් එකක් ගත් විට, ශූන්‍යයේ සිට උපරිම අගය දක්වා වෙනස් කිරීමට සිදුවන්නේ එක් වටයක් තුලය. එවිට, පොඩ්ඩක් කැරකුවත් අගය විශාල ලෙස වෙනස් වේ. එනිසා ඉතා නිවැරදිව අගයන් සෙට් කිරීමට තරමක් අපහසු වේ.
 
පොට් එකේ ස්පින්ඩල් එක කරකවන විට ප්‍රතිරෝධය අගය වෙනස් වන බව ඔබ දන්නවා. ඉතා සීරුවෙන් ඉතාම පොඩ්ඩක් කරකවන විට, යම් ප්‍රමාණයකින් අගය වෙනස් වන අතර, මෙම වෙනස්වන ප්‍රමාණය resolution ලෙස හැඳින්විය හැකිය. එනම් පොට් එකක් කරකැවීමේදී වෙනස් කළ හැකි කුඩාම අගය, රෙසලූෂන් නම් වේ. ඒ අනුව, මල්ටිටර්න් පොට් එකක රෙසලූෂන් එක ඉතාම ඉහළ අතර, සින්ගල්ටර්න් එකක රෙසලූෂන් එක අඩුය. රෙසලූෂන් වැඩිවන තරමට අගය සීරුමාරු කිරීම (adjust/fine-tune) පහසු වේ.  
 

තවත් පොට් වර්ගයක් තිබෙනවා ganged potentiometer (හෝ dual gang pot) ලෙස හැඳින්වෙන. පිටතින් කරකවන්නට තිබෙන්නේ එක ස්පින්ඩල් එකක් වුවද, එය තුළ එකිනෙකට වෙනස් පොට් දෙකක් තිබේ (ඒ කියන්නේ පින් 6ක්). ස්පින්ඩල් එක කරකවන විට එකම අවස්ථාවේ මෙම පොට් දෙකම වෙනස් වේ. තවද මේ ලෙසම, එකම ස්ලයිඩර් එකෙන් ප්‍රතිරෝධ දෙකක අගය වෙනස් කළ හැකි gang slider pot ලෙස හැඳින්වෙන වර්ගයක්ද ඇත.
 

concentric pot ලෙස හැඳින්වෙන තවත් පොට් වර්ගයක් තිබෙනවා. මෙහිද ඉහත ගෑං පොට් එකේ වගේම පොට් දෙකක් එකම පැකේජය/කේස් එක තුළ තිබෙනවා. එහෙත් ගෑං පොට් එකක් මෙන් නොවේ; මෙම කොන්සෙන්ට්‍රික් පොට් එකේ තිබෙන පොට් දෙක වෙන වෙනම වෙනස් කරන්නට හැකියි. බැලූබැල්මට එක ස්පින්ඩල් එකක් පෙනුනත් එතැන ස්පින්ඩල් දෙකක් තිබේ (කොට මහත ස්පින්ඩල් එකක් හා එහි මැද තිබෙන දිගු සිහින් ස්පින්ඩල් එකක්).
 

සාමාන්‍ය පොට් එකක පින් තුනක් ඇත (එහෙත් එකම පැකේජය තුළ පොට් දෙකක් ඇති විට පින් 6ක් තිබෙන ඒවාද තිබෙනවා).
 


පින් තුනේ පොට් එකක් යනු ඇත්තෙන්ම කුඩාවට හා හුරුබුහුටියට සෑදු විභව බෙදුම් පරිපථයකි. එහි දෙපැත්තේ පින් දෙක හා මැද පින් එක සැලකූ විට, ප්‍රතිරෝධක දෙකක් ලෙස එය සැලකිය හැකියි. සාමාන්‍ය විභව බෙදුමකට වඩා පොට් එක උසස්ය. ඊට හේතුව සාමාන්‍ය විභව බෙදුමක් ඩිසයින් කළ පසු, එහි විභවය බෙදෙන අනුපාතය නියතයකි. එහෙත් පොට් එකකදී එසේ නොවේ; මැද තිබෙන පින් එක කැරකැවීමෙන් (හෝ ස්ලියිඩ් කිරීමෙන් හෝ) එම අනුපාතය ඔබට ඕනෑම මොහොතක වෙනස් කළ හැකියි. කැරකැවීමට හෝ ඇදගෙන යෑමට (ස්ලයිඩ් කිරීමට) ඇති මැද තිබෙන පින් එක wiper යනුවෙන්ද හැඳින්වෙනවා.
 

පොට් එකේ පින් තුනම භාවිතා නොකර, වයිපර් පින් එක හා තවත් පින් එකක් පමණක් යොදා ගන්නා විට, ඊට Rheostat යන නමද භාවිතා කෙරෙනවා. ඒ අනුව, රියෝස්ටැට් එකක් යනු පින් දෙකේ විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයකි. බොහෝ විට, නොසලකා හරින පින් එක වයිපර් එකට කනෙක්ට් කරනවා. එවිට, එම අග්‍රය බැරිවෙලාවත් සර්කිට් එකට ස්පර්ශවී ඇතිවිය හැකි ප්‍රශ්න යම් පමණකට අවම කළ හැකියි. රියෝස්ටැට් එකකට පහත ආකාරයේ සංඛේත ඇත (මින් එකක නොසලකා හැරපු අග්‍රය වයිපර් එකට සම්බන්ධ කරද, අනෙක එසේ සම්බන්ධ නොකරද ඇත).
 

මේ අනුව රියෝස්ටැට් එකක් විභව බෙදුමක් ලෙස ක්‍රියා කරන්නේ නැත. එය හුදෙක්ම තමන්ගේ අගය වෙනස් කළ හැකි විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයක් ලෙස පමණක් ක්‍රියා කරයි. එය සාමාන්‍ය රෙසිස්ටරයක් ලෙසයි පරිපථයකට සම්බන්ධ කරන්නේ. එහෙත් එම රෙසිස්ටරයේ අගය කැමති කැමති විදියට වෙනස් කළ හැකියි. පහත රූපය බලන්න. මෙහි තිබෙන්නේ 1k පොට් (රියෝස්ටැට්) එකක් යැයි සිතන්න. දී ඇති දත්තයන්ට අනුව LED එකට අවශ්‍ය කරන්නේ 2V, 30mA විදුලියකි. මේ සඳහා රියෝස්ටැට් එක සකස් කළ යුතු අගය කුමක්ද? එය (12-2)/0.03 = 333ohm වේ.
 

සාමාන්‍ය විභව බෙදුම් පරිපථයක එක් නියත ප්‍රතිරෝධකයක් ඉවත් කොට, එතැනට රියෝස්ටැට් එකක් ආදේශ කළ හැකියි. එමඟින් විභවය බෙදෙන අනුපාතය අපට අවශ්‍ය පරිදි සීරුමාරු කර ගත හැකියි. මෙමඟින් ලැබෙන්නේ තරමක දියුණු විභව බෙදුම් පරිපථයකි.
 

රෙසිස්ටර් ලෝ/ටේපර්

ඉහත සියලුම ආකාරවල විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකවල තවත් සුවිශේෂි ගතිගුණයක් ඇත. එය taper හෝ law යන වචනයෙන් හැඳින්වේ. කරකවා (rotate) හෝ ඇදගෙන ගොස් (slide) හෝ ඔබ විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයේ අගය වෙනස් කරනවා. එලෙස අගය වෙනස් වන්නේ කෙලෙසද යන්නයි ටේපර් (හෝ ලෝ) එකෙන් හැඟවෙන්නේ. ප්‍රධාන ටේපර් වර්ග දෙකක් තිබෙනවා Linear (රේඛීය) හා Log (ලඝු) වශයෙන්. ලීනියර් වර්ගයේදී ප්‍රතිරෝධී අගය වෙනස් වන්නේ නමින්ම කියවෙන පරිදි රේඛියවයි. ඒ කියන්නේ අංශකයකින් කරකවන විට, හැමවිටම අගය වෙනස් වන්නේ එකම ප්‍රමාණයකින්ය. උදාහරණයක් බලමු. පොට් එක අංශක 200ක් කැරකැවිය හැකි යැයිද, එය 0 සිට 100k දක්වා වෙනස් කළ හැකි යැයිද සිතන්න. එවිට, ලීනියර් වර්ගයේ එකක් නම්, එක් අංශකයක් කැරකැවීමේදී 100k/200 = 0.5k හෙවත් ඕම් 500කින් අගය වෙනස් වේ (මුලු අගය අංශක ගණනින් බෙදන විට, එක් අංශකයක් කැරකැවීමේදී වෙනස් වන ඕම් ගණන ලැබේ). ලොග් වර්ගයේ පොට් එකක් නම්, තත්වය වෙනස්ය. එහිදී මුල්ම අංශකය කරකවන විට වෙනස්වන ඕම් ගණනට වඩා දෙවැනි අංශකය කරකවන විට වෙනස්වන ඕම් ගණන වැඩිය. තෙවැනි අංශකය සඳහා ඊටත් වඩා වැඩි ඕම් වෙනසක් ඇති වේ. මෙම වැඩිවීම සිදුවන්නේ (දහයේ) ලඝු පරිමාණය අනුවයි. උදාහරණයක් ලෙස, පළමු අංශකයේදී ඕම් 0.1 කින්ද, දෙවැනි අංශකයේදී ඕම් 1කින්ද (දස ගුණයකින් වැඩියි), තෙවැනි අංශකයේදී ඕම් 10කින්ද (නැවතත් දස ගුණයකින් වැඩියි), සිව්වන අංශකය සඳහා ඕම් 100කින්ද ආදී වශයෙන් තමයි අගය වැඩි වන්නේ.
 
මීට අමතරව වෙනත් විශේෂ පරිමාණවලින් අගය වෙනස්වන ටේපර් හඳුන්වා දී ඇත. සාමාන්‍යයෙන් ලීනියර් පොට් එකක් Lin හෝ B හෝ යන අකුරුවලින් දක්වනවා. එය ලොග් වර්ගයේ එකක් නම්, Log හෝ A යන අකුරු එය මත ලියා තිබේවි. ඇත්තටම මෙම සංඛේත අක්ෂර එක් එක් නිෂ්පාදකයා විවිධ ලෙස දක්වන අවස්ථාද තිබෙනවා. මෙලෙස විවිධ ටේපර් නිර්මාණය කිරීමට හේතු ඇත. උදාහරණයක් ලෙස ලොග් ටේපර් එකක් සහිත පොට් එකක් අවශ්‍ය කරන අවස්ථාවක් සලකා බලමු. සමහරවිට ඔබ දන්නවා ඇති මිනිස් කන ලඝු පරිමාණයට අනුව වැඩ කරනවා කියා. සිතන්න යම් උපකරණයකින් ඔබට යම් ශබ්දයක් ඇසෙනවා කියා. එවැනි උපකරණ දෙකක් ඇත් නම්, ඒ කියන්නේ ඔබට දැන් ශබ්දයද දෙගුණකක් වී ඇසේවිද? නැත. ඔබට එවැනි උපකරණ 10ක් එකට ක්‍රියාත්මක කළහොත් තමයි ඔබට එක් උපකරණයකින් ඇසෙන ශබ්දය මෙන් දෙගුණයක් ශබ්දයක් ලෙස කනට ඇසෙන්නේ. දැන් එම උපකරණ 10න් ලැබෙන ශබ්දය නැවත දෙගුණ කිරීමට එවැනි උපකරණ කීයක් අවශ්‍ය කරනවාද? 100ක් අවශ්‍ය වේ. ඉතිං මඳක් සිතා බලන්න ඈම්ප් එකක (හෝ ඕනෑම ඕඩියෝ යන්ත්‍රයක) හඬ වැඩි කිරීමට ලීනියර් වර්ගයේ පොට් එකක්ද ලොග් වර්ගයේ පොට් එකක් යෙදීමද කළ යුත්තේ? ඇත්තෙන්ම ඒ දෙකෙන් ඕනෑම එකක් යෙදිය හැකියි. එහෙත් ප්‍රායෝගිකව එය කරකවන විටයි වෙනස දැනෙන්නේ. ලීනියර් වර්ගයේ එකක් යෙදුවේ නම්, එය කරකවන මුල් අවස්ථාවේ ඉතා වේගයෙන් ශබ්දය වැඩි වී ඉන්පසු තවදුරටත් කරකවාගෙන යන විට ශබ්දය වැඩි වන බවක් දැනෙන්නේ නැත. ඔබ පන දාගෙන කැරකුවත් එච්චර වේගයෙන් වතුර එන්නේ නැති පයිප්පයක් බදුයි. එහෙත් එතැනට ලොග් වර්ගයේ පොට් එකක් දැම්මේ නම් එය කරකවන විට ශබ්දය සුමටව ක්‍රමාණුකූලව වැඩි වේගෙන යයි. පහත ප්‍රස්ථාරයෙන් ලීනියර් හා ලොග් ටේපර් දෙකද, ඊට අමතරව antilog (inverse log) යන ටේපර් එකද වෙනස්වන ආකාරය හොඳින් පෙන්වා දෙනවා. ලොග් එකට ඕඩියෝ යන නමද ව්‍යවහාර වෙනවා (මොකද එය බොහෝවිට ශබ්දය අඩුවැඩි කිරීමට යොදා ගන්නා නිසා). (ඈම්ප් ආදිය නිර්මාණය කිරීමේදී ශබ්දය අඩු වැඩි කිරීමට ලොග් වර්ගයේ එකක් යෙදිය යුතු වුවත් tone controllers විදියට යෙදිය යුත්තේ ලීනියර් වර්ගයේ ඒවා බව දැන් සිටම මතක තබා ගන්න. ටෝන් කන්ට්‍රෝලර් යනු බේස් (bass), ට්‍රෙබල් (treble) අඩු වැඩි කරන විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයි.)
 

සටහන
කන සංවේදි වන්නේ ලඝු පරිමාණයට බව ඉහත සඳහන් කළා. නිකමට හෝ සිතා බැලුවාද එසේ වීමට හේතුව? කන ඔබට සිතාගත නොහැකි තරම් කුඩා ශක්තියකින් යුත් ශබ්දයේ සිට විශාල ශක්තියකින් යුත් ශබ්ද පවා ඇසීමට තරම් සමත්. කනට හානියක් නොවී එතරම් පරාසයක ශබ්ද ඇසීමට හැකි වී තිබෙන්නේ කන ලඝු පරිමාණයට සංවේදී වීමට සැකසී ඇති බැවිනි. කන පමණක් නොව, ඇස හා වෙනත් බොහෝ සංවේදන රේඛිය නොවන බවට පර්යේෂණාත්මකව සනාථ කර ඇත.

ඉහත කතා කළ නොයෙක් ආකාරයේ පොට්වලට (රියෝස්ටැට්ද ඇතුලත්ව) අමතරව, තවත් ආකාරයේ විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකය වර්ගයක් තිබෙන බව මුලින්ම සඳහන් කළා. ඒවා ප්‍රීසේට් නම් වේ. trimmer, trimpot යන නම්වලින්ද එය හැඳින්විය හැකියි. පොට් ගැන කියපු බොහෝ විස්තර මෙයටත් අදාල වේ. සාමාන්‍යයෙන් පොට් එකකට වඩා කුඩාය. අගය වෙනස් කිරීමට දණ්ඩක් නැත. මල් ඉස්කුරුප්පු හිසක් වැනි දෙයක් ඇත. එය ඉස්කුරුප්පු නියනකින් කැරකැවිය යුතුය අගය වෙනස් කිරීමට. ඇත්තෙන්ම මේවා සාදා තිබෙන්නේ නිතර නිතර අගය වෙනස් කිරීමට නොව; ඉඳ හිට අගයන් සීරුමාරු කිරීමටයි. මෙහිද එක වටයක් පමණක් කැරකැවිය හැකි හෙවත් සින්ගල්ටර්න් හා වට කිහිපයක් කැරකැවිය හැකි හෙවත් මල්ටිටර්න් මාදිලි දෙක ඇත.
 

ඔබ දන්නවා ඕනෑම රෙසිස්ටරයක් රත්වීම, වයසට යෑම (aging) ආදී විවිධ හේතු මත තමන්ගේ අගය වෙනස් වෙනවා. යම් යම් අවස්ථා තිබෙනවා මොනම හේතුව නිසා හෝ එසේ අගයන් වෙනස් වීම හොඳ නැති. එවැනි අවස්ථාවලදී එම සාමාන්‍ය ප්‍රතිරෝධ සමග මෙවැනි කුඩා ප්‍රීසෙට් එකක් ශ්‍රේණිගතව යොදනවා. එවිට, එක එක හේතු නිසා ප්‍රතිරෝධ අගය වෙනස් වන විට, මෙම ප්‍රීසෙට් එක කරකවා නැවත ඉතාම නිවැරදිව ඕම් ගණන සැකසිය හැකියි. උදාරහණයක් ලෙස සිතන්න, ඔබට අවශ්‍යයි කියා ඉතාම නිවැරදිවම ඕම් 150ක්. එවිට, ඔබට පුලුවන් ඕම් 100යේ රෙසිස්ටරයකුත් ඕම්ස් 100 දක්වා වැඩි කළ හැකි ප්‍රීසෙට් එකකුත් ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කරන්න. දැන් ප්‍රීසේට එකෙන් භාගයක් පමණ කරකවන විට, සාමාන්‍ය රෙසිස්ටරයේ 100 අගයට තවත් 50ක් ලබා දී අවශ්‍ය ගණන ලැබෙනවා. කාලයත් සමග (හෝ වෙනත් හේතු නිසා) මෙම අගයන් එහා මෙහා යා හැකියි. උදාහරණයක් ලෙස එම එකතුව වසරකට පමණ පසුව ඕම් 155ක් වූවා නම්, ඉතාම පහසුවෙන් ප්‍රීසෙට් එක ආපස්සට යාන්තමට කරකවා හරියටම නැවත 150 ඕම් අගය එනතුරු සීරුමාරු කළ හැකියි. නැවත අවුරුද්දකට පසුව එහි අගය 140 පමණ වේ නම්, එවිට ප්‍රීසෙට් එක අනෙක් පසට කරකවා නැවත සැකසිය හැකියි. මෙලෙස ප්‍රීසෙට් එක දෙපසටම කරකවා අගයන් සීරුමාරු කළ හැකි පරිදියි අප එය ඩිසයින් කරන මොහොතේම එම අගයන් යෙදුවේ (ප්‍රීසෙට් එක මැදට කරකවා).
 
නිකමට හෝ අපට අවශ්‍ය ඕම් 150 ගැනීමට ඕම් 150ක සාමාන්‍ය ප්‍රතිරෝධකයකුත් ඕම් 100 ප්‍රීසෙට් එකකුත් යෙදුවා යැයි සිතන්න. එවිට, දැනටමත් බොහෝවිට සාමාන්‍ය ප්‍රතිරෝධකයේ හරියටම ඕම් 150 තිබේ නම්, ප්‍රීසෙට් එකේ අගය 0 කර තැබිය හැකියි. ටික කාලයකට පසුව එය ඕම් 155 ලෙස පෙන්නුවොත් දැන් ඔබට ප්‍රීසෙට් එකෙන් එය අඩු කිරීමට බැරිය මොකද දැනටමත් ප්‍රීසෙට් එක තිබෙන්නේ එයට ගත හැකි අඩුම අගය වන බිංදුවේය. මෙවැනි සරල එහෙත් පහසුවෙන් අමතකවන (අතපසුවන) ඩිසයින් තීරණ හොඳින් කල්පනා කර ගත යුතුය. මෙම අවස්ථාව හා පෙර ඡේදයේ අවස්ථාව සංසන්දනය කර බලන්න. ප්‍රීසෙට් එකක පරිපථ සංඛේතය පහත ආකාරයට වේ.
 
  


ඉලෙක්ට්‍රෝනික්ස් (electronics) ...

No comments:

Post a Comment