Асновы электронікі: віды электронных прылад і правілы тэхнічнай эксплуатацыі электраўстановак

Электроніка - складаная, але вельмі карысная навука. Да таго ж яна перспектыўная, нягледзячы на вялікую колькасць ужо створаных вынаходак. Але перш чым дзейнічаць, неабходна разумець, што сабой уяўляе электратэхніка з асновамі электронікі. Намі яны будуць разгледжаны на прыкладзе выкарыстоўваюцца прылад.

Праца на пераменным току

У якасці прыкладу будзе разгледжана рухавік. Электратэхніка і асновы электронікі ў дадзеным выпадку грунтуюцца на двух асноўных частках: нерухомай і якая выяўляецца. Пад першай разумеюць індуктар, а пад другі - якар з барабаннай абмоткай. Важным у дадзеным выпадку з'яўляецца наяўнасць шэрагу ўмоваў. Так, індуктар павінен мець цыліндрычную форму і вырабляцца з ферамагнітнага сплаву. Таксама патрэбныя полюса з абмоткай ўзбуджэння, якія замацоўваюцца на станіне. Абмоткай жа ствараецца асноўнай магнітны струмень. Навучыцца разлічваць неабходныя значэння дапаможа задачніка па агульнай электратэхніцы з асновамі электронікі. Акрамя названага спосабу, магнітны паток можа быць створаны сталымі магнітамі, якія мацуюцца на станіне. Пад якарам разумеюцца стрыжань, абмотка і калектар. Першы збіраюць з ізаляваных лістоў электратэхнічнай сталі.

аналагавыя прылады

Працягваем пазнаваць асновы электронікі і разгледзім віды прылад ўжо па прынцыпе іх працы. Галоўная асаблівасць аналагавых прылад - бесперапыннае змяненне атрымоўванага сігналу ў адпаведнасці з апісваным фізічным працэсам. Матэматычна яго можна выказаць як бесперапынную функцыю, дзе ёсць неабмежаваны лік значэнняў у розныя моманты часу. На гэты выпадак можна прывесці такі прыклад: змяняецца тэмпература паветра, і адпаведным чынам трансфармуецца аналагавы сігнал. Што выяўляецца ў выглядзе перападу напружання (хоць існуе і шмат іншых спосабаў пазначыць гэта, напрыклад змена маятнікам яго становішча). Аналагавыя прылады з'яўляюцца простымі, надзейнымі і валодаюць высокай хуткадзейнасцю. Гэта забяспечвае іх шырокае прымяненне. Праўда, сказаць, што яны могуць пахваліцца асаблівай дакладнасцю апрацоўкі сігналу - нельга. Таксама аналагавыя прылады не валодаюць высокай перашкодаўстойлівасць. Яны моцна залежаць ад розных знешніх фактараў (фізічнае старэнне, тэмпература, знешнія поля). Таксама ім часта ставяць у віну скажэнне перадачы сігналу і нізкую эфектыўнасць.

лічбавыя прылады

Яны нацэлены на працы з дыскрэтнымі сігналамі. Як правіла, ён складаецца з пэўнай паслядоўнасці імпульсаў, якія могуць прымаць толькі два значэння - "ісціна" ці "хлусьня". Кожнаму, хто ведае асновы электронікі, вядома і пра тое, што рэалізаваць іх можна на розных элементных базах. Так, у чалавека ёсць магчымасць выбару сярод транзістараў, оптаэлектронных элементаў, электрамагнітных рэле, мікрасхем. Гэта значыць разнастайнасць прысутнічае, і яно даволі шырока. Як правіла, збіраюцца схемы з лагічных элементаў. Для сувязі выкарыстоўваюцца трыгеры і лічыльнікі (але не заўсёды). Нешта падобнае можна ўбачыць у робататэхніцы, сістэмах аўтаматызацыі, вымяральных прыборах, радыё- і тэлекамунікацыях. Важнай перавагай лічбавых прылад з'яўляецца іх устойлівасць да перашкод, лёгкасць апрацоўкі і запісвання дадзеных. Таксама яны могуць перадаваць інфармацыю з такой малой скажэннямі, што іх можна праігнараваць. Таму лічбавыя прылады і лічацца больш пераважнымі, чым аналагавыя.

паўправадніковыя прыборы

Яны дзякуючы свайму разнастайнасці і ўласцівасцям сталі самастойнай вобласцю электронікі. Асновы гэтага былі закладзеныя яшчэ вельмі даўно, калі пачалі прымяняцца крышталічныя дэтэктары. Яны з'яўляліся паўправадніковымі выпрамнікамі, разлічанымі на працу токаў высокай частаты. Першапачаткова выкарыстоўваліся прыстасаванні на аснове вокісу медзі або селену. Праўда, як аказалася, яны значна менш прыдатныя для працы, чым тыя прыборы, якія зроблены на аснове крэмнія.

Першымі паспяховымі напрацоўкамі ў дадзенай галіне змог пахваліцца О. В. Лосев - супрацоўнік Ніжагародскай радиолаборатории, які яшчэ ў 1922 году стварыў прылада, дзе дзякуючы генерацыі ўласных ваганняў значна паляпшаліся прымаюцца сігналы. Але гэтыя напрацоўкі, нажаль, не атрымалі належнага развіцця. І цяпер у свеце выкарыстоўваюцца паўправадніковыя трыёды (яны ж транзістары), якія разам распрацавалі Браттейн, Шокли і Бардзін, а на іх цяпер будуецца сучасная электроніка. Асновы працы з імі хоць і складаныя, але неабходныя для любога, хто хоча вывучаць і практыкавацца ў гэтай галіне.

мікраэлектроніка

У сваім родзе - гэта квінтэсенцыя электронікі, дзе інфармацыйныя ўласцівасці дасягаюць максімальных значэнняў. Тут шчыльнасць патокаў дадзеных на адну адзінку вагі кратна пераўзыходзіць падобнае ў іншых частках гэтай навукі. Але задача мікраэлектронікі - апрацоўка інфармацыі. Пры гэтым выкарыстоўваюцца толькі дзве лічбы: лагічная адзінка і нуль. Але практычная праца ў гэтай галіне з'яўляецца вельмі цяжкай - бо для яе патрабуецца шэраг умоў, якія складана (практычна немагчыма) забяспечыць дома. Сярод іх ідэальная чысціня, высокая дакладнасць працы і прымяненне складанай тэхнікі.

матэматычнае абгрунтаванне

Для тэхнікі выкарыстоўваецца алгебра логікі. Яе вынайшаў Джордж Буль. Таму яе яшчэ часам называюць булевай алгебрай. У практычных мэтах яна ўпершыню была ўжытая амерыканскім навукоўцам Клодам Шэнанам ў 1938 годзе, калі даследаваліся электрычныя ланцугі з кантактнымі выключальнікамі. Калі выкарыстоўваецца булева алгебра (званая таксама логікай), то ўсё разгляданыя сцвярджэнні могуць знаходзіцца толькі ў двух значэннях: «ісціна» або «хлусня». Паасобку яны не складаныя. Але простыя сцвярджэнні могуць утвараць шматкампанентныя дзякуючы аб'яднанню з дапамогай лагічных аперацый. Калі іх яшчэ і пазначыць чымсьці (напрыклад, літарамі), то з выкарыстаннем законаў алгебры логікі можна апісаць любыя, нават самыя складаныя лічбавыя схемы.

Вядома, каб ведаць асновы электронікі, у нюансы тэорыі ўнікаць ня трэба. Дастаткова прымітыўнага разумення гэтага кірунку. Так, разгледзім наступны прыклад. У нас маюцца святлодыёд, перамыкач і крыніца харчавання. Калі светлавы элемент гарыць - то мы гаворым «ісціна». Святлодыёд не актыўны - значыць "хлусьня". Вось з пабудовы вялікай колькасці такіх рашэнняў і складаюцца кампутары.

заключэнне

Агульная электратэхніка з асновамі электронікі дапаможа зразумець працэсы, якія адбываюцца ў гэтай галіне. Таксама не будуць лішнімі веды аб бяспечнай тэхнічнай эксплуатацыі прылад. Неабходна працаваць у спецыяльна падрыхтаваным для дадзенай дзейнасці месцы. Таксама варта клапоціцца аб тым, каб выключыць магчымасць атрымання электратраўмы. Для гэтага можна выкарыстоўваць гумовыя пальчаткі (калі праца вядзецца з аголенымі правадамі) і іншыя сродкі абароны. Карысным на практыцы будзе выкарыстанне рэспіратара або аналагічнага прылады пры пайцы.