مقدمة
البارتير هو مصطلح قد يشير إلى جهازين مختلفين تمامًا، ولكنهما يشتركان في مبدأ أساسي يتعلق بتنظيم التيار الكهربائي أو الكشف عنه بناءً على التغيرات الحرارية. في أبسط تعريف، البارتير هو نوع من المقاومات المتغيرة التي تعتمد قيمتها على درجة حرارتها. يستخدم أحد أنواع البارتير في دوائر الراديو القديمة للكشف عن الإشارات اللاسلكية، بينما يستخدم النوع الآخر كمقاوم لتثبيت التيار في الدوائر الكهربائية. هذه المقالة ستستكشف كلا النوعين بالتفصيل، مع التركيز على مبادئ عملهما وتطبيقاتهما المختلفة.
البارتير السلك الساخن (Hot Wire Barretter)
البارتير السلك الساخن هو أحد أقدم أنواع أجهزة الكشف عن الإشارات اللاسلكية. يعتمد هذا الجهاز على ظاهرة التمدد الحراري لسلك رفيع عند تعرضه لتيار كهربائي. عندما تستقبل الهوائي إشارة لاسلكية، فإنها تحث تيارًا صغيرًا في الدائرة. هذا التيار يمر عبر السلك الرفيع في البارتير، مما يؤدي إلى تسخينه وتمدده. يرتبط هذا التمدد بمؤشر ميكانيكي، مثل مرآة صغيرة أو ذراع، والذي يتحرك استجابةً للتمدد. يمكن للمراقب بعد ذلك رؤية حركة المؤشر، مما يدل على وجود إشارة لاسلكية.
كيف يعمل؟
- استقبال الإشارة: تستقبل الهوائي الإشارة اللاسلكية وتحولها إلى تيار كهربائي متردد ضعيف.
- تمرير التيار عبر السلك: يمر التيار المتردد عبر سلك البارتير الرفيع.
- التسخين والتمدد: يتسبب التيار في تسخين السلك، مما يؤدي إلى تمدده.
- الكشف عن التمدد: يرتبط التمدد بمؤشر ميكانيكي يتحرك استجابةً للتمدد.
- عرض الإشارة: تتم مراقبة حركة المؤشر للكشف عن وجود الإشارة اللاسلكية.
عيوب البارتير السلك الساخن:
- الحساسية المنخفضة: يعتبر البارتير السلك الساخن أقل حساسية مقارنة بأجهزة الكشف الحديثة، مثل الصمامات الثنائية أو الترانزستورات.
- البطء في الاستجابة: يستغرق السلك وقتًا للتسخين والتمدد، مما يؤدي إلى بطء الاستجابة للإشارات المتغيرة بسرعة.
- الهشاشة: السلك الرفيع المستخدم في البارتير السلك الساخن هش وعرضة للكسر.
تاريخ البارتير السلك الساخن:
لعب البارتير السلك الساخن دورًا مهمًا في الأيام الأولى للراديو. تم استخدامه في العديد من أجهزة الاستقبال اللاسلكية المبكرة قبل تطوير أجهزة الكشف الأكثر كفاءة. على الرغم من أنه يعتبر الآن قديمًا، إلا أنه يمثل علامة فارقة في تاريخ تكنولوجيا الراديو.
مقاوم الحديد والهيدروجين (Iron-Hydrogen Resistor or Barretter)
مقاوم الحديد والهيدروجين، والذي يُعرف أيضًا بالبارتير، هو نوع خاص من المقاومات المصممة للحفاظ على تيار ثابت نسبيًا في دائرة كهربائية، حتى مع وجود اختلافات كبيرة في الجهد الكهربائي المطبق. يعتمد هذا الجهاز على الخصائص الفيزيائية للحديد في بيئة غاز الهيدروجين. يستخدم مقاوم الحديد والهيدروجين على نطاق واسع في تطبيقات مثل تنظيم التيار في أجهزة العرض وشحن البطاريات وبعض أنواع الدوائر الإلكترونية الحساسة.
كيف يعمل؟
يتكون مقاوم الحديد والهيدروجين من سلك رفيع من الحديد ملفوف داخل أنبوب زجاجي مملوء بغاز الهيدروجين. عندما يمر التيار عبر السلك الحديدي، فإنه يسخن. تتسبب الزيادة في درجة الحرارة في زيادة مقاومة الحديد. تتسبب الزيادة في المقاومة في تقليل التيار. يلعب غاز الهيدروجين دورًا حاسمًا في هذه العملية. فهو يساعد على تبديد الحرارة من السلك الحديدي، مما يسمح له بالوصول إلى درجة حرارة ثابتة نسبيًا. كما أنه يمنع أكسدة الحديد، مما يضمن استقرار أداء الجهاز على المدى الطويل.
تفاصيل عملية التشغيل:
- التيار الأولي: عند تطبيق جهد كهربائي على الدائرة، يبدأ التيار في التدفق عبر السلك الحديدي.
- التسخين: يتسبب التيار في تسخين السلك الحديدي.
- زيادة المقاومة: مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد مقاومة السلك الحديدي.
- تنظيم التيار: تؤدي الزيادة في المقاومة إلى تقليل التيار، مما يساعد على الحفاظ عليه ثابتًا نسبيًا.
- تبديد الحرارة: يساعد غاز الهيدروجين على تبديد الحرارة من السلك الحديدي، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير.
خصائص مقاوم الحديد والهيدروجين:
- تنظيم التيار: القدرة على الحفاظ على تيار ثابت نسبيًا ضمن نطاق واسع من الفولتية.
- الاستقرار: أداء مستقر على المدى الطويل بفضل غاز الهيدروجين الذي يمنع أكسدة الحديد.
- البساطة: تصميم بسيط وسهل التصنيع.
- المتانة: مقاومة جيدة للتغيرات في درجة الحرارة المحيطة.
تطبيقات مقاوم الحديد والهيدروجين:
- تنظيم التيار في أجهزة العرض: يستخدم لتوفير تيار ثابت لمصابيح العرض، مما يضمن سطوعًا ثابتًا.
- شحن البطاريات: يستخدم للتحكم في تيار الشحن ومنع الشحن الزائد.
- الدوائر الإلكترونية الحساسة: يستخدم لحماية المكونات الحساسة من التغيرات في التيار.
- الدوائر القديمة: تم استخدامه في بعض الدوائر الإلكترونية القديمة لتوفير تيار ثابت.
مزايا وعيوب مقاوم الحديد والهيدروجين:
المزايا:
- بسيط وغير مكلف: يتميز مقاوم الحديد والهيدروجين بتصميم بسيط مما يجعله غير مكلف نسبيًا في الإنتاج.
- متين: يمكنه تحمل تقلبات الجهد إلى حد ما.
العيوب:
- بطيء الاستجابة: يستغرق وقتًا للاستجابة للتغيرات في الجهد.
- حجم كبير نسبيًا: غالبًا ما يكون أكبر من المقاومات الإلكترونية الحديثة.
- نطاق محدود: يعمل بكفاءة ضمن نطاق محدد من التيارات والفولتية.
بدائل حديثة لمقاوم الحديد والهيدروجين
على الرغم من أن مقاوم الحديد والهيدروجين كان شائعًا في الماضي، إلا أنه يتم استبداله تدريجيًا بمكونات إلكترونية حديثة أكثر كفاءة ودقة. من بين هذه البدائل:
- منظمات الجهد المتكاملة (Voltage Regulators): توفر تنظيمًا أكثر دقة للجهد والتيار وتتميز بحجم أصغر وكفاءة أعلى.
- المقاومات الحرارية (Thermistors): تستخدم لتنظيم التيار بناءً على درجة الحرارة، ولكنها توفر استجابة أسرع وتحكمًا أفضل.
- الدوائر الإلكترونية النشطة (Active Circuits): تستخدم الترانزستورات والمكونات الأخرى لتوفير تنظيم دقيق للتيار والجهد، مع إمكانية التحكم في الخصائص بشكل أكبر.
خاتمة
في الختام، البارتير هو مصطلح يشير إلى جهازين مختلفين ولكنهما مرتبطان بمفهوم تنظيم التيار أو الكشف عنه بناءً على التغيرات الحرارية. البارتير السلك الساخن هو جهاز قديم للكشف عن الإشارات اللاسلكية، بينما مقاوم الحديد والهيدروجين هو نوع من المقاومات المستخدمة للحفاظ على تيار ثابت في الدوائر الكهربائية. على الرغم من أن البارتير السلك الساخن قد عفا عليه الزمن، إلا أن مقاوم الحديد والهيدروجين لا يزال يستخدم في بعض التطبيقات المتخصصة، ولكن يتم استبداله تدريجيًا بمكونات إلكترونية حديثة أكثر كفاءة ودقة.