Elektronika je komplexná, ale veľmi užitočná veda. Navyše je to perspektívne, napriek veľkému množstvu už vytvorených vynálezov. Ale predtým, ako budete konať, musíte pochopiť, čo je elektrotechnika so základmi elektroniky. Budeme ich posudzovať na príklade použitých zariadení.
Práca na striedavom prúde
Motor bude braný ako príklad. Elektrotechnika a základy elektroniky sú v tomto prípade založené na dvoch hlavných častiach: pevnej a vyjadrenej. Prvým je induktor a druhým je kotva s vinutím bubna. V tomto prípade je dôležitá prítomnosť množstva podmienok. Takže induktor musí mať valcový tvar a musí byť vyrobený z feromagnetickej zliatiny. Potrebujeme aj póly s budiacim vinutím, ktoré sú upevnené na ráme. Vinutie vytvára hlavný magnetický tok. Kniha o všeobecnej elektrotechnike so základmi elektroniky vám pomôže naučiť sa vypočítať potrebné hodnoty. Okrem tejto metódy môže byť magnetický tok vytvorený permanentnými magnetmi, ktoré sú pripevnené k rámu. Armatúra sa vzťahuje na jadro, vinutie a kolektor. Prvý je zostavený z izolovaných plechov z elektroocele.
Analógové zariadenia
Naďalej sa učíme základy elektroniky a zvažujeme typy zariadení už podľa princípu ich fungovania. Hlavnou vlastnosťou analógových zariadení je nepretržitá zmena prijímaného signálu v súlade s opísaným fyzikálnym procesom. Matematicky sa dá vyjadriť ako spojitá funkcia, kde existuje neobmedzený počet hodnôt v rôznych časových bodoch. V tomto prípade môžeme uviesť nasledujúci príklad: teplota vzduchu sa mení a podľa toho sa transformuje analógový signál. Čo je vyjadrené ako pokles napätia (aj keď existuje mnoho iných spôsobov, ako to označiť, napríklad kyvadlo, ktoré mení svoju polohu). Analógové zariadenia sú jednoduché, spoľahlivé a rýchle. To zabezpečuje ich široké uplatnenie. Je pravda, že sa nedá povedať, že sa môžu pochváliť špeciálnou presnosťou spracovania signálu. Analógové zariadenia tiež nemajú vysokú odolnosť proti šumu. Silne závisia od rôznych vonkajších faktorov (fyzické starnutie, teplota, vonkajšie polia). Často sú tiež obviňovaní zo skreslenia signálu a nízkej účinnosti.
Digitálne zariadenia
Sú zamerané na prácu s diskrétnymi signálmi. Spravidla pozostáva z určitej sekvencie impulzov, ktoré môžu mať iba dve hodnoty - "pravda" alebo "nepravda". Každý, kto pozná základy elektroniky, si je tiež vedomý toho, že môžu byť implementované na rôznych základoch prvkov. Áno, človek mámožnosť výberu medzi tranzistormi, optoelektronickými prvkami, elektromagnetickými relé, mikroobvodmi. To znamená, že existuje rozmanitosť a je dosť rozsiahla. Obvody sú spravidla zostavené z logických prvkov. Na komunikáciu sa používajú spúšťače a počítadlá (ale nie vždy). Niečo podobné možno vidieť v robotike, automatizačných systémoch, meracích prístrojoch, rádiách a telekomunikáciách. Dôležitou výhodou digitálnych zariadení je ich odolnosť voči rušeniu, jednoduchosť spracovania a zaznamenávania údajov. Môžu tiež prenášať informácie s takým malým skreslením, že ich možno ignorovať. Preto sa digitálne zariadenia považujú za vhodnejšie ako analógové.
Polovodiče
Vďaka svojej rozmanitosti a vlastnostiam sa stali samostatnou oblasťou elektroniky. Základy k tomu boli položené veľmi dávno, keď sa začali používať kryštálové detektory. Boli to polovodičové usmerňovače určené na prevádzku vysokofrekvenčných prúdov. Spočiatku sa používali zariadenia na báze oxidu medi alebo selénu. Pravda, ako sa ukázalo, sú oveľa menej vhodné na prácu ako zariadenia, ktoré sú vyrobené na báze kremíka.
O. V. Losev, zamestnanec rádiového laboratória v Nižnom Novgorode, ktorý už v roku 1922 vytvoril zariadenie, v ktorom sa vďaka generovaniu prirodzených kmitov výrazne zlepšili prijímané signály, sa mohol pochváliť prvým úspešným vývojom v tejto oblasti. Ale tento vývoj, žiaľ, nedostal náležitý vývoj. Ateraz svet používa polovodičové triódy (sú to aj tranzistory), ktoré Brattain, Shockley a Bardeen spoločne vyvinuli a na nich sa teraz stavia moderná elektronika. Základy práce s nimi, aj keď sú náročné, sú potrebné pre každého, kto sa chce v tejto oblasti naučiť a precvičiť.
Mikroelektronika
Svojím spôsobom je to kvintesencia elektroniky, kde informačné vlastnosti dosahujú svoje maximálne hodnoty. Tu je hustota dátových tokov na jednotku hmotnosti násobkom hustoty v iných častiach tejto vedy. Úlohou mikroelektroniky je však spracovanie informácií. V tomto prípade sa používajú iba dve číslice: logická jednotka a nula. No praktická práca v tejto oblasti je veľmi náročná – vyžaduje si predsa množstvo podmienok, ktoré je ťažké (takmer nemožné) zabezpečiť doma. Patrí medzi ne dokonalá čistota, vysoká presnosť práce a použitie sofistikovanej technológie.
Matematické odôvodnenie
Na techniku sa používa algebra logiky. Vynašiel ho George Bull. Preto sa niekedy nazýva aj booleovská algebra. Na praktické účely ho prvýkrát použil americký vedec Claude Shannon v roku 1938, keď študoval elektrické obvody s kontaktnými spínačmi. Keď sa použije booleovská algebra (nazývaná aj logika), všetky príslušné tvrdenia môžu mať iba dve hodnoty: „pravda“alebo „nepravda“. Samotné nie sú ťažké. Jednoduché príkazy však môžu tvoriť viaczložkové príkazy kombináciou s logickými operáciami. Ak sú tiež niečím označené (napríklad písmenami), potom pomocou zákonov algebry logiky môžete opísať akékoľvek, dokonca aj tie najzložitejšie digitálne obvody.
Samozrejme, ak chcete poznať základy elektroniky, nemusíte sa ponoriť do nuáns teórie. Stačí primitívne pochopenie tohto smeru. Zvážte teda nasledujúci príklad. Máme LED, vypínač a napájací zdroj. Keď je svetelný prvok zapnutý, hovoríme „pravda“. LED dióda nie je aktívna - znamená to "false". Počítače pozostávajú z konštrukcie veľkého množstva takýchto riešení.
Záver
Všeobecná elektrotechnika so základmi elektroniky vám pomôže pochopiť procesy prebiehajúce v tejto oblasti. Taktiež znalosti o bezpečnej technickej prevádzke zariadení nebudú zbytočné. Je potrebné pracovať na mieste špeciálne pripravenom na túto činnosť. Mali by ste tiež dbať na to, aby ste vylúčili možnosť úrazu elektrickým prúdom. K tomu môžete použiť gumené rukavice (pri práci s holými drôtmi) a iné ochranné prostriedky. V praxi bude užitočné pri spájkovaní použiť respirátor alebo podobné zariadenie.
