إلكترونيات استهلاكية

تختلف التهديدات السيبرانية التي تتعرض لها الشركات بناءً على نوع الصناعة وحجم الشركة وطبيعة الأنشطة التي تقوم بها. إلّا أنه من بين التهديدات السيبرانية التي تتفاوت درجة تأثيرها على الشركات وتحتل مرتبة متقدمة تشمل:

1- الاختراقات الإلكترونية: وهي تتمثل في اختراق حسابات المستخدمين للشركة والوصول إلى البيانات الحساسة والمعلومات الشخصية للعملاء. وتتسبب في خسائر مالية كبيرة وتأثير سلبي على الصورة العامة للشركة.

2- البرامج الخبيثة: وهي البرمجيات الضارة التي تستهدف أجهزة الحاسوب والشبكات، وتسبب تعطل النظام وفقدان البيانات الحساسة وعمليات الاستنساخ والنشر العشوائي للبرامج التي تحمل الملفات الضارة.

3- الهجمات اللا مرئية: وهي هجمات مستهدفة للأجهزة الإلكترونية عبر الطاقة الكهربائية المكشوفة والشبكات اللاسلكية. تؤدي إلى تعطيل الأنظمة الحاسوبية وتسريب المعلومات الحساسة.

4- التصيد الالكتروني: وهو نوع من الاحتيال الإلكتروني يستخدمه المخترقون لاستقطاب الضحايا بإرسال روابط خبيثة أو رسائل ترويجية مزيفة يتم من خلالها الوصول إلى المعلومات الحساسة الخاصة بالشركة والعملاء.

5- الهجمات الدوسية: وهي عمليات إغراق الشبكات بالمرور الزائد والتي تؤدي إلى تعطل النظام وفقدان البيانات الحساسة، وتتسبب في تأثير سلبي على عمليات العمل والإنتاجية.

تصميم الأنظمة الكهربائية في الآلات الصناعية يحتاج إلى دراسة وتطبيق العديد من الأساسيات والمفاهيم الهامة، من بينها:

1- دراسة المتطلبات والمواصفات: يجب دراسة العديد من المتطلبات والمواصفات الخاصة بالآلة المراد تصميمها، والتي تشمل الأحمال الكهربائية، والأداء، والإنتاجية، وغيرها.

2- مخططات التوصيل: يجب تصميم مخططات التوصيل لتوصيل جميع الأجزاء الكهربائية المختلفة ببعضها البعض، مثل الأسلاك والكابلات والسويتشات والمحركات والمحولات والأجهزة الأخرى.

3- مخططات الدوائر الكهربائية: يجب تصميم مخططات الدوائر الكهربائية، والتي تحدد كيفية توصيل الأجهزة والأجزاء الكهربائية ببعضها البعض وكيفية التحكم فيها.

4- الحماية والأمان: يجب تصميم الأنظمة الكهربائية بطريقة تضمن الحماية والأمان، مثل وجود دوائر حماية وأدوات الفصل الكهربائي ووجود أجهزة الكشف عن الأخطاء المختلفة.

5- تقييم الحمل الكهربائي: يجب تحديد الحمل الكهربائي لكل جزء من الآلة، والذي يحدد الطاقة الكهربائية المطلوبة وحجم المحولات والمحركات وغيرها.

6- الطاقة الكهربائية: يجب تحديد مصدر التيار الكهربائي وكابلات التيار القوي والإضاءة والطاقة الاحتياطية.

7- توافق المعدات: يجب تصميم الأنظمة الكهربائية بحيث تكون متوافقة مع مختلف المعدات والأجهزة الكهربائية التي تستخدم في الآلة.

المحايدة هي السلك الذي لا يحمل تيارًا كهربائيًا في الأنظمة الكهربائية. ويتم استخدامها لإيصال التيار العائد من الموصلات المتحملة للتيار إلى الأرض والحفاظ على سلامة الأفراد والأجهزة الكهربائية. وتوفر المحايدة المسار الأسهل للتيار العائد، ويتم توصيلها بالأرض لتفريغ أي تيار زائد قد يشكل خطرًا على الأفراد والأجهزة الإلكترونية. وهي عبارة عن سلك ملفوف حول الأسلاك الكهربائية الرئيسية ويتم توصيله بالدائرة الكهربائية عبر الحاجز العازل كسبب لسلامة الدائرة الكهربائية.

تختلف الدوائر الكهربائية المستخدمة في الأنظمة الكهربائية بالطاقة الشمسية وفقاً لنوع النظام وحجمه. ومن أهم الدوائر الكهربائية المستخدمة في هذه الأنظمة:

1- دائرة التحويل (Inverter): وهي الدائرة المسؤولة عن تحويل التيار الكهربائي الذي يتم توليده بواسطة الخلايا الشمسية من التيار المستمر (DC) إلى التيار المتناوب (AC) الذي يستخدمه المنازل والأجهزة الكهربائية.

2- دائرة المراقبة والتحكم (Control Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لرصد ومراقبة أداء النظام الكهربائي الشمسي وتعديله، وتحكم في التشغيل والإيقاف ونظام الشحن وفصل البطاريات والحماية من الأضرار.

3- دائرة البطاريات (Battery Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لتخزين الطاقة الكهربائية التي تتم توليدها بواسطة الخلايا الشمسية، وتوفيرها للأجهزة الكهربائية والمنازل خلال فترات عدم توليد الطاقة، مثل الليالي أو الفترات الغير مشمسة.

4- دائرة التوزيع (Distribution Circuit): وهي الدائرة التي تستخدم لتوصيل الطاقة الكهربائية من النظام الشمسي إلى الأجهزة والأنظمة المختلفة في المنزل أو المحطة الكهربائية. ويتم ذلك من خلال استخدام الكابلات والمفاتيح والأجهزة الكهربائية المناسبة.

يستخدم النحاس بشكل واسع في الإلكترونيات والأنظمة الكهربائية ، وذلك لأنه يتميز بالقدرة على التوصيل الحراري والكهربائي والميكانيكي الجيد. يستخدم النحاس لتصنيع العديد من الأسلاك والكابلات الكهربائية والموصلات والمحولات والمفاتيح والمقابس والأجهزة الكهربائية. كما يستخدم النحاس أيضًا في صناعة المكونات الإلكترونية مثل الدوائر المتكاملة والمحولات الصوتية والأجهزة المماثلة. ومن ميزات النحاس أيضًا أنه يتميز بالقدرة على تحمل درجات الحرارة العالية والتآكل بشكل اقل مقارنة بالعديد من المواد الأخرى.

نعم، تؤثر الصواعق على الأنظمة الكهربائية بشكل كبير. فعندما تصيب الصاعقة أحد الأسلاك الكهربائية، تولد شحنة كهربائية عالية الجهد قد تسبب تلفًا في الأسلاك والأجهزة الكهربائية، كما يمكن أن تسبب انقطاع التيار الكهربائي. لذلك، تقوم الشركات المشغلة للشبكات الكهربائية باتخاذ إجراءات وتدابير لحماية الأنظمة الكهربائية من تأثير الصواعق، مثل تركيب محددات الصواعق وتطوير محوّلات الحماية وفواصل الهواء.

أنظمة الاستثمار الكهربائي هي الأنظمة التي تهدف إلى توفير الكهرباء في المناطق المختلفة وتشمل الشبكات الكهربائية والمحطات الكهربائية وخطوط النقل والتوزيع والأجهزة الكهربائية الأخرى المستخدمة في توليد وتوزيع الكهرباء. وتشمل أنظمة الاستثمار الكهربائي أيضاً استثمارات في المصادر المتجددة للطاقة الكهربائية مثل الطاقة الشمسية والرياح والماء والبخار وغيرها، بالإضافة إلى تحسين كفاءة استخدام الطاقة الكهربائية وتعزيز الوعي البيئي.

توجد العديد من الدوائر الكهربائية المستخدمة في أنظمة الاتصالات، ومن أهمها:

1. دوائر الصوت: تستخدم لنقل الصوت عبر الأسلاك أو اللاسلكي. تشمل هذه الدوائر الميكروفونات ومكبرات الصوت والمكبرات النمطية والمداخل والمخارج الصوتية والمكبرات النمطية.

2. دوائر الإشارة: تستخدم لتحويل الإشارات الكهربائية إلى إشارات قابلة للنقل والتحويل. تشمل هذه الدوائر المكبرات والمرشحات والمحولات والمشغلات ومكبرات العمليات والمضخمات التفاضلية والمعدلات والمودمات.

3. دوائر الطاقة: تستخدم لتوفير الطاقة الكهربائية المطلوبة للأجهزة الإلكترونية في نظام الاتصالات. تشمل هذه الدوائر محولات الطاقة والمحولات والمكثفات والمجمعات الكهربائية.

4. دوائر القياس: تستخدم لقياس الإشارات الكهربائية والمعلومات في نظام الاتصالات. تشمل هذه الدوائر أدوات القياس مثل المترات والأوسيلوسكوبات والعدادات والسجلات.

5. دوائر التحكم: تستخدم للتحكم في عملية الاتصالات وإدارتها. تشمل هذه الدوائر وحدات المعالجة المركزية ووحدات التحكم والحواسيب والمفاتيح والمؤقتات والمراقبات.

6. دوائر الشبكات: تستخدم لتوصيل الأجهزة والأنظمة في نظام الاتصالات. تشمل هذه الدوائر الأسلاك والكابلات والمحولات والمحولات والموصلات والمقابس والموصلات.

أنظمة الشبكات الكهربائية هي نظام توزيع الكهرباء الذي يتم استخدامه لتوصيل الكهرباء إلى المستهلكين من مصادر توليد الكهرباء مثل محطات الطاقة الحرارية أو محطات الطاقة الشمسية أو محطات الرياح. و تنقسم شبكات الكهربائية إلى شبكات النقل والتوزيع، حيث يتم توليد الكهرباء على مستوى عالٍ في شبكات النقل، وتوزيعها على المستهلكين عن طريق شبكات التوزيع. وتشمل أنظمة الشبكات الكهربائية عادةً محطات الكهرباء والأبراج الكهربائية والأسلاك والكابلات والمحولات والمفاتيح والمؤشرات وغيرها من المعدات والأجهزة الكهربائية.

تتميز الدوائر الكهربائية المتكاملة بالتالي:

1- الحجم الصغير: حيث تتم استخدام تقنية تصنيع الدوائر الكهربائية المتكاملة بنسخة مصغرة من نفس الدائرة عدة مرات على شريحة صغيرة جدًا من السيليكون أو غيرها من المواد الشبه موصلة، وهذا يؤدي إلى تقليل حجم الدوائر الكهربائية المتكاملة بشكل كبير.

2- توفير الطاقة: حيث تتطلب أقل قدر من الطاقة للعمل بسبب التصميم الدقيق والمحكم، وهذا يقلل من استخدام البطاريات وتحسين الكفاءة الطاقية.

3- الكفاءة العالية: حيث تستخدم الدوائر الكهربائية المتكاملة مسارات قصيرة ومصممة على نحو مثالي لتحسين النقل الفعال للإشارات الكهربائية.

4- السرعة العالية: حيث تسمح بتنفيذ المهام والوظائف الكهربائية بسرعة فائقة بفضل التصميم الدقيق وبقدرات عالية من المعالجات الموجودة بالدوائر المتكاملة.

5- الدقة العالية: حيث تتوافر على عدد كبير من الدوائر بنفس الشريحة، ويساهم هذا في زيادة الدقة وتحسين الأداء العام للأجهزة الإلكترونية.