Elektronika to złożona, ale bardzo użyteczna nauka. Ponadto jest obiecujący, pomimo dużej liczby już stworzonych wynalazków. Ale zanim zaczniesz działać, musisz zrozumieć, czym jest elektrotechnika z podstawami elektroniki. Rozważymy je na przykładzie zastosowanych urządzeń.
Praca przy prądzie przemiennym
Silnik zostanie wzięty za przykład. Elektrotechnika i podstawy elektroniki w tym przypadku opierają się na dwóch głównych częściach: stałej i wyrażonej. Pierwsza to cewka indukcyjna, a druga to zwora z uzwojeniem bębna. Ważna w tym przypadku jest obecność szeregu warunków. Tak więc cewka indukcyjna musi mieć kształt cylindryczny i być wykonana ze stopu ferromagnetycznego. Potrzebujemy również słupów z uzwojeniem wzbudzenia, które są mocowane na ramie. Uzwojenie wytwarza główny strumień magnetyczny. Książka o ogólnej elektrotechnice z podstawami elektroniki pomoże ci nauczyć się obliczać niezbędne wartości. Oprócz tej metody strumień magnetyczny może być wytwarzany przez magnesy trwałe, które są przymocowane do ramy. Armatura odnosi się do rdzenia, uzwojenia i kolektora. Pierwszy składa się z izolowanych arkuszy stali elektrotechnicznej.
Urządzenia analogowe
Nadal uczymy się podstaw elektroniki i rozważamy już typy urządzeń zgodnie z zasadą ich działania. Główną cechą urządzeń analogowych jest ciągła zmiana odbieranego sygnału zgodnie z opisanym procesem fizycznym. Matematycznie można to wyrazić jako funkcję ciągłą, w której istnieje nieograniczona liczba wartości w różnych punktach czasowych. W tym przypadku możemy podać następujący przykład: zmienia się temperatura powietrza, a sygnał analogowy jest odpowiednio przekształcany. Co wyraża się jako spadek napięcia (chociaż istnieje wiele innych sposobów na oznaczenie tego, na przykład wahadło zmieniające swoje położenie). Urządzenia analogowe są proste, niezawodne i szybkie. Zapewnia to ich szerokie zastosowanie. To prawda, nie można powiedzieć, że mogą pochwalić się szczególną dokładnością przetwarzania sygnału. Ponadto urządzenia analogowe nie mają wysokiej odporności na zakłócenia. Są silnie uzależnione od różnych czynników zewnętrznych (starzenie fizyczne, temperatura, pola zewnętrzne). Często obwinia się je również za zniekształcenia sygnału i niską wydajność.
Urządzenia cyfrowe
Są one przeznaczone do pracy z dyskretnymi sygnałami. Z reguły składa się z pewnej sekwencji impulsów, która może przyjmować tylko dwie wartości – „prawdę” lub „fałsz”. Każdy, kto zna podstawy elektroniki, wie też, że można je zaimplementować na różnych bazach elementów. Tak, osoba mamożliwość wyboru spośród tranzystorów, elementów optoelektronicznych, przekaźników elektromagnetycznych, mikroukładów. Oznacza to, że istnieje różnorodność i jest dość obszerna. Z reguły obwody są składane z elementów logicznych. Wyzwalacze i liczniki służą do komunikacji (ale nie zawsze). Coś podobnego można zaobserwować w robotyce, systemach automatyki, przyrządach pomiarowych, radiu i telekomunikacji. Niewątpliwą zaletą urządzeń cyfrowych jest ich odporność na zakłócenia, łatwość przetwarzania i rejestracji danych. Mogą również przekazywać informacje z tak małymi zniekształceniami, że można je zignorować. Dlatego urządzenia cyfrowe są uważane za bardziej preferowane niż analogowe.
Półprzewodniki
Ze względu na swoją różnorodność i właściwości stały się niezależną dziedziną elektroniki. Fundamenty ku temu położono bardzo dawno temu, kiedy zaczęto stosować detektory kryształów. Były to prostowniki półprzewodnikowe zaprojektowane do obsługi prądów o wysokiej częstotliwości. Początkowo stosowano urządzenia na bazie tlenku miedzi lub selenu. To prawda, jak się okazało, znacznie mniej nadają się do pracy niż te urządzenia, które są wykonane na bazie krzemu.
O. V. Losev, pracownik laboratorium radiowego Niżny Nowogród, który już w 1922 roku stworzył urządzenie, w którym dzięki generowaniu naturalnych oscylacji odbierane sygnały znacznie się poprawiły, mógł pochwalić się pierwszymi udanymi rozwiązaniami w tej dziedzinie. Niestety, rozwój ten nie został odpowiednio rozwinięty. Iteraz świat używa triod półprzewodnikowych (są to także tranzystory), które wspólnie opracowali Brattain, Shockley i Bardeen, a na nich budowana jest nowoczesna elektronika. Podstawy pracy z nimi, choć trudne, są niezbędne każdemu, kto chce się uczyć i ćwiczyć w tym obszarze.
Mikroelektronika
Na swój sposób jest to kwintesencja elektroniki, w której właściwości informacji osiągają swoje maksymalne wartości. Tutaj gęstość przepływów danych na jednostkę wagi jest wielokrotnością gęstości w innych częściach tej nauki. Ale zadaniem mikroelektroniki jest przetwarzanie informacji. W tym przypadku używane są tylko dwie cyfry: logiczna i zero. Ale praktyczna praca w tej dziedzinie jest bardzo trudna – wszak wymaga szeregu warunków, które trudno (prawie niemożliwe) zapewnić w domu. Wśród nich jest idealna czystość, wysoka precyzja pracy oraz zastosowanie wyrafinowanej technologii.
Uzasadnienie matematyczne
Algebra logiki jest używana w technice. Został wynaleziony przez George'a Bulla. Dlatego czasami nazywana jest również algebrą Boole'a. Ze względów praktycznych po raz pierwszy użył go amerykański naukowiec Claude Shannon w 1938 roku, kiedy badał obwody elektryczne z przełącznikami stykowymi. Gdy używana jest algebra Boole'a (zwana także logiką), wszystkie zdania, o których mowa, mogą mieć tylko dwie wartości: „prawda” lub „fałsz”. Same nie są trudne. Ale proste instrukcje mogą tworzyć instrukcje wieloskładnikowe, łącząc się z operacjami logicznymi. Jeśli są one również oznaczone czymś (na przykład literami), to za pomocą praw algebry logiki można opisać dowolne, nawet najbardziej złożone układy cyfrowe.
Oczywiście, aby poznać podstawy elektroniki, nie trzeba zagłębiać się w niuanse teorii. Wystarczy prymitywne zrozumienie tego kierunku. Rozważmy więc następujący przykład. Posiadamy LED, włącznik i zasilacz. Kiedy element światła jest włączony, mówimy „prawda”. Dioda nie jest aktywna - oznacza to "fałsz". To właśnie z budowy dużej ilości takich rozwiązań składają się komputery.
Wniosek
Ogólna elektrotechnika z podstawami elektroniki pomoże Ci zrozumieć procesy zachodzące w tej dziedzinie. Nie będzie też zbędna wiedza o bezpiecznej eksploatacji technicznej urządzeń. Konieczna jest praca w miejscu specjalnie przygotowanym do tej działalności. Należy również uważać, aby wykluczyć możliwość porażenia prądem. Aby to zrobić, możesz użyć gumowych rękawic (podczas pracy z gołymi przewodami) i innych środków ochrony. W praktyce przyda się podczas lutowania respirator lub podobne urządzenie.
