אלקטרוניקה הוא מדע מורכב אך שימושי מאוד. בנוסף, זה מבטיח, למרות ריבוי ההמצאות שכבר נוצרו. אבל לפני שאתה פועל, אתה צריך להבין מהי הנדסת חשמל עם היסודות של אלקטרוניקה. נשקול אותם באמצעות הדוגמה של המכשירים שבהם נעשה שימוש.
עבודה על זרם חילופין
המנוע יילקח כדוגמה. הנדסת חשמל ויסודות האלקטרוניקה במקרה זה מבוססים על שני חלקים עיקריים: קבוע ומפורש. הראשון הוא משרן, והשני הוא אבזור עם מתפתל תוף. חשוב במקרה זה הוא נוכחותם של מספר תנאים. לכן, המשרן חייב להיות בעל צורה גלילית ולהיות עשוי מסגסוגת פרומגנטית. אנחנו צריכים גם מוטות עם סלילה עירור, אשר קבועים על המסגרת. הפיתול יוצר את השטף המגנטי העיקרי. הספר על הנדסת חשמל כללית עם יסודות האלקטרוניקה יעזור לך ללמוד כיצד לחשב את הערכים הדרושים. בנוסף לשיטה זו ניתן ליצור את השטף המגנטי על ידי מגנטים קבועים המחוברים למסגרת. אבזור מתייחס לליבה, הליפוף והאספן. הראשון מורכב מיריעות מבודדות של פלדה חשמלית.
מכשירים אנלוגיים
אנחנו ממשיכים ללמוד את היסודות של האלקטרוניקה ושוקלים את סוגי המכשירים כבר על פי עקרון הפעולה שלהם. המאפיין העיקרי של מכשירים אנלוגיים הוא השינוי המתמשך של האות המתקבל בהתאם לתהליך הפיזי המתואר. מבחינה מתמטית, ניתן לבטא זאת כפונקציה רציפה, שבה יש מספר בלתי מוגבל של ערכים בנקודות זמן שונות. במקרה זה, אנו יכולים לתת את הדוגמה הבאה: טמפרטורת האוויר משתנה, והאות האנלוגי משתנה בהתאם. מה שמתבטא כמפל מתח (אם כי ישנן דרכים רבות אחרות לציין זאת, למשל, מטוטלת המשנה את מיקומה). מכשירים אנלוגיים הם פשוטים, אמינים ומהירים. זה מבטיח את היישום הרחב שלהם. נכון, אי אפשר לומר שהם יכולים להתפאר בדיוק עיבוד אותות מיוחד. כמו כן, למכשירים אנלוגיים אין חסינות רעש גבוהה. הם תלויים מאוד בגורמים חיצוניים שונים (הזדקנות פיזית, טמפרטורה, שדות חיצוניים). הם גם מואשמים לעתים קרובות בעיוות האות וביעילות נמוכה.
מכשירים דיגיטליים
הם מכוונים לעבודה עם אותות נפרדים. ככלל, הוא מורכב מרצף מסוים של פולסים, שיכול לקחת רק שני ערכים - "נכון" או "שקר". כל מי שמכיר את היסודות של האלקטרוניקה מודע גם לכך שניתן ליישם אותם על בסיסי אלמנטים שונים. כן, יש לאדםהיכולת לבחור בין טרנזיסטורים, אלמנטים אופטואלקטרוניים, ממסרים אלקטרומגנטיים, מיקרו-מעגלים. כלומר, יש מגוון, והוא די נרחב. ככלל, מעגלים מורכבים מאלמנטים לוגיים. טריגרים ומונים משמשים לתקשורת (אך לא תמיד). משהו דומה ניתן לראות ברובוטיקה, מערכות אוטומציה, מכשירי מדידה, רדיו וטלקומוניקציה. יתרון חשוב של מכשירים דיגיטליים הוא עמידותם בפני הפרעות, קלות העיבוד והקלטת הנתונים. הם יכולים גם להעביר מידע עם עיוות כל כך קטן שאפשר להתעלם מהם. לכן, מכשירים דיגיטליים נחשבים למועדפים יותר מאשר אנלוגיים.
מוליכים למחצה
הם, בשל הגיוון והמאפיינים שלהם, הפכו לתחום עצמאי של אלקטרוניקה. היסודות לכך הונחו לפני זמן רב מאוד, כאשר החלו להשתמש בגלאי קריסטל. הם היו מיישרים מוליכים למחצה שנועדו להפעיל זרמים בתדר גבוה. בתחילה נעשה שימוש במכשירים המבוססים על תחמוצת נחושת או סלניום. נכון, כפי שהתברר, הם הרבה פחות מתאימים לעבודה מאותם מכשירים שעשויים על בסיס סיליקון.
O. V. Losev, עובד מעבדת הרדיו ניז'ני נובגורוד, שיצר עוד בשנת 1922 מכשיר שבו, עקב יצירת התנודות הטבעיות, האותות שהתקבלו השתפרו משמעותית, יכול היה להתפאר בפיתוחים המוצלחים הראשונים בתחום זה. אבל ההתפתחויות הללו, למרבה הצער, לא זכו לפיתוח ראוי. וכיום, העולם משתמש בטריודות מוליכים למחצה (הם גם טרנזיסטורים), ש-Brattain, Shockley ו-Bardeen פיתחו במשותף, ועליהם נבנית כעת אלקטרוניקה מודרנית. יסודות העבודה איתם, למרות שהם קשים, נחוצים לכל מי שרוצה ללמוד ולתרגל בתחום זה.
Microelectronics
בדרכו שלו, זוהי תמצית האלקטרוניקה, שבה מאפייני המידע מגיעים לערכים המקסימליים שלהם. כאן, צפיפות זרימת הנתונים ליחידת משקל היא כפולה מזו שבחלקים אחרים של המדע הזה. אבל המשימה של מיקרואלקטרוניקה היא עיבוד מידע. במקרה זה, משתמשים רק בשתי ספרות: אחת לוגית ואפס. אבל העבודה המעשית בתחום זה קשה מאוד - אחרי הכל, היא דורשת מספר תנאים שקשה (כמעט בלתי אפשרי) לספק בבית. ביניהם ניקיון מושלם, עבודה דיוק גבוהה ושימוש בטכנולוגיה מתוחכמת.
הצדקה מתמטית
אלגברה של לוגיקה משמשת לטכניקה. הוא הומצא על ידי ג'ורג' בול. לכן, היא נקראת לפעמים גם אלגברה בוליאנית. למטרות מעשיות, הוא שימש לראשונה את המדען האמריקאי קלוד שאנון ב-1938, כאשר חקר מעגלים חשמליים עם מתגי מגע. כאשר משתמשים באלגברה בוליאנית (נקראת גם לוגיקה), אז כל ההיגדים המדוברים יכולים להיות בעלי שני ערכים בלבד: "true" או "false". לבד, הם לא קשים. אבל הצהרות פשוטות יכולות ליצור הצהרות מרובות רכיבים על ידי שילוב עם פעולות לוגיות.אם הם גם מסומנים על ידי משהו (למשל, על ידי אותיות), אז באמצעות חוקי האלגברה של הלוגיקה, אתה יכול לתאר כל, אפילו את המעגלים הדיגיטליים המורכבים ביותר.
כמובן, כדי לדעת את היסודות של האלקטרוניקה, אינך צריך להתעמק בניואנסים של התיאוריה. די בהבנה פרימיטיבית של הכיוון הזה. אז, שקול את הדוגמה הבאה. יש לנו LED, מתג וספק כוח. כאשר אלמנט האור דולק, אנו אומרים "נכון". הנורית לא פעילה - זה אומר "שקר". מבניית מספר רב של פתרונות כאלה מורכבים מחשבים.
מסקנה
הנדסת חשמל כללית עם יסודות האלקטרוניקה תעזור לכם להבין את התהליכים המתרחשים בתחום זה. כמו כן, ידע על תפעול טכני בטוח של מכשירים לא יהיה מיותר. יש צורך לעבוד במקום שהוכן במיוחד לפעילות זו. כדאי גם לדאוג לשלול אפשרות של פגיעה חשמלית. לשם כך, אתה יכול להשתמש בכפפות גומי (בעת עבודה עם חוטים חשופים) ואמצעי הגנה אחרים. זה יהיה שימושי בפועל להשתמש במכונת הנשמה או מכשיר דומה בעת הלחמה.
