هزاز (إلكتروني)

المهتز هو جهاز كهروميكانيكي يستقبل تيارًا كهربائيًا مستمرًا ويحوله إلى نبضات يمكن تغذيتها إلى محول كهربائي . وهو مشابه في الغرض (وإن كان مختلفًا تمامًا في طريقة التشغيل) لمحول الطاقة ذي الحالة الصلبة .

قبل تطوير مصادر الطاقة ذات الوضع التبديل وظهور أشباه الموصلات التي تعمل بجهد منخفض، كانت هناك حاجة لتوليد جهد يتراوح بين 50 و250 فولت تيار مستمر من بطارية السيارة . استُخدم مُهتز لتوفير تيار مستمر نابض، والذي يمكن تحويله إلى جهد أعلى باستخدام محول، ثم تقويمه وترشيحه لإنتاج تيار مستمر ذي جهد أعلى. وهو في الأساس مرحل يستخدم نقاط تلامس مغلقة عادةً لتزويد ملف المرحل بالطاقة، مما يؤدي إلى قطع الاتصال فورًا، ثم إعادة توصيله بسرعة كبيرة عبر نقاط التلامس المغلقة عادةً. يحدث هذا بسرعة كبيرة لدرجة أنه يهتز، ويصدر صوتًا يشبه صوت الجرس. تقوم نقطة التلامس النابضة نفسها بتطبيق جهد التيار المستمر الصاعد والهابط على المحول الذي يمكنه رفعه إلى جهد أعلى. ^{[ 1 ]}

كان الاستخدام الأساسي لهذا النوع من الدوائر هو تشغيل أجهزة الراديو التي تعمل بالصمامات المفرغة في المركبات ، ولكنه استُخدم أيضًا مع أجهزة إلكترونية محمولة أخرى مزودة ببطارية 6 أو 12 فولت ، خاصةً في الأماكن التي لا تتوفر فيها الكهرباء الرئيسية مثل المزارع. شاعت هذه المصادر الكهربائية الاهتزازية في أربعينيات القرن العشرين، لتحل محل أنظمة المولدات الكهربائية الضخمة لتوليد التيار المتردد لهذه التطبيقات. ^{[ 2 ] [ 3 ]} تتطلب الصمامات المفرغة جهدًا يتراوح بين 45 و 250 فولتًا في الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الراديو. بالنسبة لأجهزة الراديو المحمولة، وأجهزة السمع ، والمعدات المماثلة، صُنعت بطاريات من النوع B بتصنيفات جهد مختلفة. ولتوفير الجهد اللازم لتشغيل الراديو من مصدر التيار المستمر 6 أو 12 فولت المتوفر عادةً في السيارات أو من بطارية إضاءة المزارع، كان من الضروري تحويل التيار المستمر الثابت إلى تيار مستمر نابض واستخدام محول كهربائي لزيادة الجهد.

كانت المهتزات تعاني غالبًا من أعطال ميكانيكية نتيجة حركتها المستمرة، مثل فقدان النوابض لشدّها وتآكل نقاط التلامس. ^{[ 3 ]} ومع بدء استبدال الصمامات الإلكترونية بأنظمة كهربائية تعتمد على الترانزستورات ، تضاءلت الحاجة إلى توليد هذه الفولتيات العالية. توقف إنتاج المهتزات الميكانيكية قرب نهاية القرن العشرين، لكن لا تزال المهتزات الإلكترونية ذات الحالة الصلبة تُصنّع لتكون متوافقة مع الوحدات القديمة. ^{[ 4 ]}

كان المهتز عبارة عن جهاز مزود بمفاتيح تلامس مثبتة على أطراف شرائح معدنية مرنة. أثناء التشغيل، تهتز هذه الشرائح بواسطة مغناطيس كهربائي ، مما يؤدي إلى فتح وإغلاق مفاتيح التلامس بسرعة. تقطع هذه المفاتيح التيار المستمر 6 أو 12 فولت من البطارية لتشكيل سلسلة من النبضات التي تتغير ذهابًا وإيابًا بين 0 فولت وجهد البطارية، مما يُولد فعليًا موجة مربعة . على عكس التيار المستمر الثابت، عندما يُطبق مثل هذا التيار النابض على الملف الابتدائي للمحول، فإنه سيُحفز تيارًا متناوبًا في الملف الثانوي، بجهد مُحدد مسبقًا بناءً على نسبة لفات الملفات. يمكن بعد ذلك تقويم هذا التيار بواسطة ثنائي حراري ، أو مقوم أكسيد النحاس / السيلينيوم ، أو بواسطة مجموعة إضافية من مفاتيح التلامس الميكانيكية (وفي هذه الحالة يعمل المهتز كنوع من المقومات المتزامنة ). ثم يُرشح خرج التيار المُقوّم، لينتج في النهاية جهدًا مستمرًا أعلى بكثير من جهد البطارية، مع بعض الفاقد الذي يتبدد على شكل حرارة. هذا الترتيب هو في الأساس دائرة عاكس كهروميكانيكية.

تقوم نقاط التلامس الأولية للمهتز بتوصيل وفصل التيار الكهربائي عن الملف الابتدائي للمحول بالتناوب. ولأن تغيير حالة نقاط التلامس في المهتز بشكل فوري أمر مستحيل، فإن المجال المغناطيسي المنهار في القلب الحديدي سيولد جهدًا عاليًا في الملفات، مما يؤدي إلى حدوث شرارة عند نقاط التلامس. وهذا بدوره سيؤدي إلى تآكل نقاط التلامس بسرعة كبيرة، لذا يُضاف مكثف تخميد ذو جهد عالٍ (C8 في الرسم التخطيطي) عبر الملف الثانوي للمحول لتخميد الارتفاعات المفاجئة غير المرغوب فيها في الجهد العالي. ^{[ 5 ]}

وبما أن أجهزة الاهتزاز تتلف بمرور الوقت، فقد كانت عادة ما تكون مغلفة في علبة معدنية من الفولاذ أو الألومنيوم مزودة بقابس متعدد الأطراف في الأسفل (على غرار دبابيس التوصيل الموجودة على أنابيب التفريغ)، بحيث يمكن فصلها واستبدالها بسرعة دون استخدام أدوات.

تُصدر المهتزات قدراً معيناً من الضوضاء المسموعة (صوت طنين مستمر) أثناء التشغيل، والتي قد يسمعها ركاب السيارة أثناء تشغيل الراديو. وللمساعدة في حصر هذا الصوت داخل غلاف المهتز، كان السطح الداخلي للعلبة يُبطّن عادةً بمادة عازلة للصوت سميكة ، مثل المطاط الإسفنجي . ولأن المهتزات كانت تُوصل عادةً بمقابس مثبتة مباشرةً على هيكل الراديو، فقد ينتقل الاهتزاز ميكانيكياً إلى الهيكل، مما يجعله بمثابة مرآة للصوت. ولمنع ذلك، كانت البطانة العازلة للصوت داخل العلبة تُصنع أحياناً بسماكة كافية لدعم مكونات المهتز بالاحتكاك فقط. ثم تُوصل المكونات بدبابيس القابس بواسطة أسلاك مرنة، لعزل الاهتزاز عن القابس بشكل أكبر.

• محول رفع الجهد
• ساطور
• مقوم ميكانيكي
• جهاز اهتزاز متعدد
• مرحل ريد
• مزود طاقة ذو وضع تبديل