Основи електроніки: види електронних пристроїв і правила технічної експлуатації електроустановок
Електроніка - складна, але дуже корисна наука. До того ж вона перспективна, незважаючи на велику кількість вже створених винаходів. Але перш ніж діяти, необхідно розуміти, що собою являє електротехніка з основами електроніки. Нами вони будуть розглянуті на прикладі використовуваних пристроїв.
Содержание
Робота на змінному струмі
Як приклад буде розглянуто двигун. Електротехніка та основи електроніки в даному випадку базуються на двох основних частинах: нерухомою і виражається. Під першою розуміють індуктор, а під другий - якір з барабанної обмоткою. Важливим в даному випадку є наявність ряду умов. Так, індуктор повинен мати циліндричну форму і виготовлятися з феромагнітного сплаву. Також потрібні полюса з обмоткою збудження, які закріплюються на станині. Обмоткою ж створюється основний магнітний потік. Навчитися розраховувати необхідні значення допоможе задачник по загальній електротехніці з основами електроніки. Крім зазначеного способу, магнітний потік може бути створений постійними магнітами, які кріпляться на станині. Під якорем розуміються сердечник, обмотка і колектор. Перший збирають з ізольованих листів електротехнічної сталі.
аналогові пристрої
Продовжуємо пізнавати основи електроніки і розглянемо види пристроїв вже за принципом їх роботи. Головна особливість аналогових пристроїв - безперервна зміна одержуваного сигналу відповідно до описуваних фізичним процесом. Математично його можна виразити як безперервну функцію, де є необмежене число значень в різні моменти часу. На цей випадок можна навести такий приклад: змінюється температура повітря, і відповідним чином трансформується аналоговий сигнал. Що виражається у вигляді перепаду напруги (хоча існує і багато інших способів позначити це, наприклад зміна маятником його положення). Аналогові пристрої є простими, надійними і мають високу швидкодію. Це забезпечує їх широке застосування. Правда, сказати, що вони можуть похвалитися особливою точністю обробки сигналу - не можна. Також аналогові пристрої не володіють високою завадостійкістю. Вони сильно залежать від різних зовнішніх факторів (фізичне старіння, температура, зовнішні поля). Також їм часто ставлять в провину спотворення передачі сигналу і низьку ефективність.
цифрові пристрої
Вони націлені на роботи з дискретними сигналами. Як правило, він складається з певної послідовності імпульсів, які можуть приймати тільки два значення - «істина» або «брехня». Кожному, хто знає основи електроніки, відомо і про те, що реалізувати їх можна на різних елементних базах. Так, у людини є можливість вибору серед транзисторів, оптоелектронних елементів, електромагнітних реле, мікросхем. Тобто різноманітність присутній, і воно досить широко. Як правило, збираються схеми з логічних елементів. Для зв`язку використовуються тригери і лічильники (але не завжди). Щось подібне можна побачити в робототехніці, системах автоматизації, вимірювальних приладах, радіо- і телекомунікації. Важливою перевагою цифрових пристроїв є їх стійкість до перешкод, легкість обробки й записування даних. Також вони можуть передавати інформацію з такими малими спотвореннями, що їх можна проігнорувати. Тому цифрові пристрої і вважаються кращими, ніж аналогові.
напівпровідникові прилади
Вони завдяки своїй різноманітності і властивостями стали самостійною галуззю електроніки. Основи цього були закладені ще дуже давно, коли почали застосовуватися кристалічні детектори. Вони були напівпровідниковими випрямлячами, розрахованими на роботу струмів високої частоти. Спочатку використовувалися пристосування на основі окису міді або селену. Правда, як виявилося, вони значно менш придатні для роботи, ніж ті прилади, які зроблені на основі кремнію.
Першими успішними напрацюваннями в даній області зміг похвалитися О. В. Лосєв - співробітник Нижегородської радіолабораторії, який ще в 1922 році створив пристрій, де завдяки генерації власних коливань значно поліпшувалися сигнали, що приймаються. Але ці напрацювання, на жаль, не отримали належного розвитку. І зараз в світі використовуються напівпровідникові тріоди (вони ж транзистори), які спільно розробили Браттейн, Шоклі і Бардін, а на них зараз будується сучасна електроніка. Основи роботи з ними хоча і складні, але необхідні для будь-якого, хто хоче вивчати і практикуватися в цій області.
мікроелектроніка
У своєму роді - це квінтесенція електроніки, де інформаційні властивості досягають максимальних значень. Тут щільність потоків даних на одну одиницю ваги кратно перевищує подібне в інших частинах цієї науки. Але завдання мікроелектроніки - обробка інформації. При цьому використовуються тільки дві цифри: логічна одиниця і нуль. Але практична робота в цій області є дуже скрутній - адже для неї потрібно ряд умов, які складно (практично неможливо) забезпечити будинки. Серед них ідеальна чистота, висока точність роботи і застосування складної техніки.
математичне обґрунтування
Для техніки використовується алгебра логіки. Її винайшов Джордж Буль. Тому її ще іноді називають булевої алгеброю. У практичних цілях вона вперше була застосована американським вченим Клодом Шенноном в 1938 році, коли досліджувалися електричні ланцюги з контактними вимикачами. Коли використовується булева алгебра (звана також логікою), то всі розглянуті твердження можуть перебувати тільки в двох значеннях: «істина» або «брехня». Поодинці вони не складні. Але прості твердження можуть утворювати багатокомпонентні завдяки об`єднанню з допомогою логічних операцій. Якщо їх ще й позначити чимось (наприклад, буквами), то з використанням законів алгебри логіки можна описати будь-які, навіть найскладніші цифрові схеми.
Звичайно, щоб знати основи електроніки, в нюанси теорії виникають не потрібно. Досить примітивного розуміння цього напрямку. Так, розглянемо наступний приклад. У нас є світлодіод, перемикач і джерело живлення. Коли світловий елемент горить - то ми говоримо «істина». Світлодіод не активний - значить «брехня». Ось з побудови великої кількості таких рішень і складаються комп`ютери.
висновок
Загальна електротехніка з основами електроніки допоможе зрозуміти процеси, що відбуваються в цій галузі. Також не будуть зайвими знання про безпечної технічної експлуатації пристроїв. Необхідно працювати в спеціально підготовленому для даної діяльності місці. Також слід подбати про те, щоб виключити можливість отримання електротравми. Для цього можна використовувати гумові рукавички (коли робота ведеться з оголеними проводами) і інші засоби захисту. Корисним на практиці буде використання респіратора або аналогічного пристрою при пайку.
