Elektroniikka on monimutkainen mutta erittäin hyödyllinen tiede. Lisäksi se on lupaava huolimatta jo tehtyjen keksintöjen suuresta määrästä. Mutta ennen kuin toimit, sinun on ymmärrettävä, mitä sähkötekniikka on elektroniikan perusteiden kanssa. Tarkastelemme niitä käytettyjen laitteiden esimerkin avulla.
Työskentele vaihtovirralla
Moottori otetaan esimerkkinä. Sähkötekniikka ja elektroniikan perusteet perustuvat tässä tapauksessa kahteen pääosaan: kiinteään ja ilmaistuun. Ensimmäinen on kela ja toinen on ankkuri, jossa on rumpukäämi. Tärkeää tässä tapauksessa on useiden ehtojen olemassaolo. Joten kelan on oltava sylinterin muotoinen ja sen on oltava valmistettu ferromagneettisesta seoksesta. Tarvitsemme myös virityskäämityksellä varustetut pylväät, jotka on kiinnitetty runkoon. Käämitys muodostaa päämagneettivuon. Yleisen sähkötekniikan kirja elektroniikan perusteiden kanssa auttaa sinua oppimaan tarvittavien arvojen laskemisen. Tämän menetelmän lisäksi magneettivuo voidaan luoda kestomagneeteilla, jotka on kiinnitetty runkoon. Ankkuri viittaa sydämeen, käämiin ja kollektoriin. Ensimmäinen on koottu eristetyistä sähköteräslevyistä.
Analogiset laitteet
Jatkamme elektroniikan perusteiden oppimista ja huomioimme laitetyypit jo niiden toimintaperiaatteen mukaisesti. Analogisten laitteiden pääominaisuus on vastaanotetun signaalin jatkuva muutos kuvatun fyysisen prosessin mukaisesti. Matemaattisesti se voidaan ilmaista jatkuvana funktiona, jossa on rajaton määrä arvoja eri ajankohtina. Tässä tapauksessa voimme antaa seuraavan esimerkin: ilman lämpötila muuttuu ja analoginen signaali muunnetaan vastaavasti. Mitä ilmaistaan jännitehäviönä (vaikka on monia muita tapoja ilmaista tämä, esimerkiksi heiluri muuttaa sijaintiaan). Analogiset laitteet ovat yksinkertaisia, luotettavia ja nopeita. Tämä varmistaa niiden laajan käytön. Totta, on mahdotonta sanoa, että he voivat ylpeillä erityisellä signaalinkäsittelytarkkuudella. Myöskään analogisilla laitteilla ei ole korkeaa häiriönkestävyyttä. Ne riippuvat voimakkaasti erilaisista ulkoisista tekijöistä (fyysinen ikääntyminen, lämpötila, ulkoiset kentät). Niitä syytetään usein myös signaalin vääristymisestä ja alhaisesta tehokkuudesta.
Digitaaliset laitteet
Ne on tarkoitettu työskentelemään erillisten signaalien kanssa. Yleensä se koostuu tietystä pulssisarjasta, joka voi ottaa vain kaksi arvoa - "tosi" tai "epätosi". Jokainen elektroniikan perusteet tunteva tietää myös, että ne voidaan toteuttaa erilaisille elementtipohjaille. Kyllä ihmisellä onmahdollisuus valita transistoreista, optoelektronisista elementeistä, sähkömagneettisista releistä ja mikropiireistä. Eli on erilaisia, ja se on melko laaja. Pääsääntöisesti piirit kootaan loogisista elementeistä. Liipaimia ja laskureita käytetään viestintään (mutta ei aina). Jotain vastaavaa voidaan nähdä robotiikassa, automaatiojärjestelmissä, mittauslaitteissa, radiossa ja tietoliikenteessä. Digitaalisten laitteiden tärkeä etu on niiden häiriönkestävyys, tietojen käsittelyn ja tallennuksen helppous. Ne voivat myös välittää tietoa niin pienellä vääristymällä, että ne voidaan jättää huomiotta. Siksi digitaalisia laitteita pidetään parempana kuin analogisia.
Puolijohteet
Niistä on monimuotoisuutensa ja ominaisuuksiensa vuoksi tullut itsenäinen elektroniikan ala. Perustukset tälle luotiin jo kauan sitten, kun kristalliilmaisimia alettiin käyttää. Ne olivat puolijohdetasasuuntaajia, jotka oli suunniteltu käyttämään suurtaajuisia virtoja. Aluksi käytettiin kuparioksidiin tai seleeniin perustuvia laitteita. Totta, kuten kävi ilmi, ne ovat paljon vähemmän sopivia työhön kuin ne laitteet, jotka on valmistettu piipohjaisesta.
O. V. Losev, Nižni Novgorodin radiolaboratorion työntekijä, joka jo vuonna 1922 loi laitteen, jossa luonnollisen värähtelyn synnyttämisen ansiosta vastaanotettavat signaalit paranivat merkittävästi, saattoi ylpeillä ensimmäisistä onnistuneista kehityksestä tällä alueella. Mutta tämä kehitys ei valitettavasti ole saanut asianmukaista kehitystä. Janyt maailmassa käytetään puolijohdetriodeja (ne ovat myös transistoreita), jotka Brattain, Shockley ja Bardeen kehittivät yhdessä, ja niihin rakennetaan nyt modernia elektroniikkaa. Niiden kanssa työskentelyn perusteet, vaikkakin vaikeat, ovat välttämättömiä kaikille, jotka haluavat oppia ja harjoitella tällä alalla.
Mikroelektroniikka
Se on omalla tavallaan elektroniikan kvintesenssi, jossa tiedon ominaisuudet saavuttavat maksimiarvonsa. Tässä tietovirtojen tiheys painoyksikköä kohti on moninkertainen verrattuna tämän tieteen muissa osissa. Mutta mikroelektroniikan tehtävänä on tietojenkäsittely. Tässä tapauksessa käytetään vain kahta numeroa: loogista ykköstä ja nollaa. Mutta käytännön työ tällä alalla on erittäin vaikeaa - loppujen lopuksi se vaatii useita olosuhteita, joita on vaikea (melkein mahdoton) tarjota kotona. Niiden joukossa on täydellinen puhtaus, erittäin tarkka työ ja kehittyneen tekniikan käyttö.
Matemaattinen perustelu
Tekniikassa käytetään logiikan algebraa. Sen keksi George Bull. Siksi sitä kutsutaan joskus myös Boolen algebraksi. Käytännön tarkoituksiin sitä käytti ensimmäisen kerran amerikkalainen tiedemies Claude Shannon vuonna 1938, kun hän tutki sähköpiirejä kosketinkytkimillä. Kun käytetään Boolen algebraa (kutsutaan myös logiikaksi), kaikilla kyseisillä lauseilla voi olla vain kaksi arvoa: "tosi" tai "epätosi". Yksin ne eivät ole vaikeita. Mutta yksinkertaiset lauseet voivat muodostaa monikomponenttisia lausekkeita yhdistämällä loogisiin operaatioihin. Jos ne on myös merkitty jollain (esimerkiksi kirjaimilla), voit logiikan algebran lakeja käyttämällä kuvata mitä tahansa, jopa monimutkaisimpia digitaalisia piirejä.
Tietenkin elektroniikan perusteiden tuntemiseksi sinun ei tarvitse syventyä teorian vivahteisiin. Tämän suunnan primitiivinen ymmärrys riittää. Joten harkitse seuraavaa esimerkkiä. Meillä on LED, kytkin ja virtalähde. Kun valoelementti on päällä, sanomme "tosi". LED ei ole aktiivinen - se tarkoittaa "false". Tietokoneet koostuvat useiden tällaisten ratkaisujen rakentamisesta.
Johtopäätös
Yleinen sähkötekniikka ja elektroniikan perusteet auttavat sinua ymmärtämään tällä alueella tapahtuvia prosesseja. Myöskään tieto laitteiden turvallisesta teknisestä toiminnasta ei ole tarpeetonta. On välttämätöntä työskennellä paikassa, joka on erityisesti valmisteltu tätä toimintaa varten. Sinun tulee myös sulkea pois sähkövamman mahdollisuus. Voit tehdä tämän käyttämällä kumikäsineitä (työskennellessäsi paljaiden johtojen kanssa) ja muita suojakeinoja. Käytännössä on hyödyllistä käyttää juotettaessa hengityssuojainta tai vastaavaa laitetta.
