Elektroonikaseadmed ja -seadmed, elektroonika päritolu ja areng

Mis on elektroonika

Elektroonika on teaduse ja tehnoloogia valdkond, mis hõlmab vaakumis, gaasides, vedelikes, tahketes ainetes ja plasmas ning nende piiridel esinevate elektrooniliste ja iooniliste nähtuste uurimist ja rakendamist.

Elektroonika koosneb kahest põhiosast:

• füüsikaline elektroonika, mille teemaks on elektroonika- ja ioonnähtuste teoreetilised ja eksperimentaalsed uuringud, elektroonikaseadmete ja -paigaldiste ehituspõhimõtted, elektrienergia saamise, muundamise ja ülekandmise põhimõtted elektroonikaseadmete ja -seadmete abil, elektrienergia seadmete ja seadmete toimemehhanism. elektronide, ioonide, kvantide ja elektromagnetväljade vood ainel;

• tehniline (rakendus)elektroonika, mille õppeaineks on elektroonikaseadmete, -seadmete, -süsteemide ja -paigaldiste kasutamise teooria ja praktika erinevates inimtegevuse valdkondades — teaduses, tööstuses, sides, põllumajanduses, ehituses, transpordis jne.

Elektroonilised seadmed ja seadmed

Elektroonikaseadmed ja -seadmed on elektroonikas kesksel kohal. Need on füüsilise elektroonika uurimise otsesed või kaudsed objektid ja on tehnilise elektroonika inseneriarenduste põhielemendid.

Elektronide liikumisega seotud, kuid elektroonikaseadmetes realiseerimata füüsikalised nähtused (näiteks kosmilised kiired, raadiolainete levimine jne) ei kuulu füüsikalise elektroonika alla, vaid vastavatesse füüsikaharudesse (eelkõige raadiofüüsikasse). ).

Samamoodi elektriseadmed, mis sisaldavad isegi üksikuid elektroonikakomponente abina, kuid üldjuhul ei põhine elektroonikaseadmete omadustel, näiteks elektrimasina võimendi, magnetvõimendi, vaid elektronkiire ostsilloskoobid, röntgenipaigaldised, radarid, energiaspekter osakeste analüsaatorid jne. — tehnilise elektroonika juurde (vt — Elektroonikaseadmete tüübid, Mis on jõuelektroonika).

Elektroonika päritolu ja areng

Elektroonika sünnile eelnes elektrikaare avastamine (1802), hõõglahendus gaasides (1850), katoodkiirte (1859), hõõglambi leiutamine (1873) jne.

Ent iseseisva teaduse ja tehnikavaldkonnana hakkas elektroonika arenema 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses pärast termokiirguse (1883) ja fotoelektronkiirguse avastamist (1888) ning elektronkiiretoru väljatöötamist (1897). vaakumdiood (1904), vaakumtriood (1907), kristallidetektor (1900–1905) (vaata —Elektrontorude ajalugu, tööpõhimõte, disain ja rakendus).

Vaakumtriood

Raadio leiutamine (1895) stimuleeris edusamme ja avaldas otsustavat mõju elektroonika edasisele arengule, eriti perioodil 1913-1920.

Naine kuulab kõrvaklappidest raadiot (1923)

Aastatel 1933-1935 hakati tööstuses kasutama kõrgsagedusvoolude soojusefekte metallide ja sulamite induktsioonkuumutamiseks ning dielektrikute ja pooljuhtmaterjalide mahtuvuslikuks (dielektriliseks) kuumutamiseks. Teise maailmasõja ajal (1939-1945) mängis radar elektroonika arengus olulist rolli.

Elektroonikaseadmete mitte-raadiotehnilised rakendused on pikka aega arenenud raadiotehnika tugeval mõjul, kust nad laenavad nende jaoks põhielemendid, skeemid ja meetodid.

Elektroonika raadiotehniliste rakenduste edasiarendus kulges iseseisvates suundades, eelkõige tuumatehnoloogia (alates 1943. aastast), arvutitehnoloogia (alates 1949. aastast) ning tootmise ja protsesside massautomaatika vallas.

Esimene pooljuhttransistor (transistori leiutist on nimetatud 20. sajandi olulisimaks leiutiseks)

Alates 1950. aastate algusest, pärast transistori leiutamist, hakkas õitsema pooljuhtelektroonika, mis võimaldas täita keeruliste elektroonikaseadmete suurenenud töökindluse, efektiivsuse ja mõõtmete nõudeid ning võimaldas eelkõige välja töötada uue teoreetilise ja rakenduselektroonika osa — mikroelektroonika.

«Radionette» - esimene kaasaskantava raadio mudel 1958. aastal, mille tootis Norra tootja Radionette

Elektroonikaseadmete rakendamise aste erinevates inimtegevuse valdkondades on kaasaegse tehnika arengu kriteerium, kuna elektroonika võib järsult tõsta füüsilise ja vaimse töö tootlikkust, parandada tootmise majandusnäitajaid ja lahendada ka probleeme, mis on teistele raskesti lahendatavad. tähendab.

Elektroonilised seadmed ja seadmed on kaasaegse automatiseeritud tootmise põhielemendid (Osaline, täis- ja kompleksautomaatika).

Elektroonikaseadmete ja -seadmete eelised

Elektroonilised seadmed ja seadmed, võrreldes mehaaniliste, elektromehaaniliste, pneumaatiliste ja teistega, võimaldavad reageerimiskiirust (eelkõige teabe töötlemise kiirust) mitme suurusjärgu võrra suurendada, neil on märkimisväärne tundlikkus väikeste signaalide suhtes, erakordse paindlikkuse ja paindlikkuse eraldi funktsionaalplokkidest, ei sisalda liikuvaid osi ning on reeglina palju väiksemate mõõtmete ja kaaluga.

Kvadrokopter on mehhatroonilise seadme klassikaline näide (mehaanilised, elektrilised ja elektroonilised elemendid on ühes süsteemis lahutamatult seotud)

Elektroonikaseadmed on universaalsed ja paindlikud, kuna samade seadmetega (võimendid, klapid, generaatorid jne) saab lahendada erinevaid probleeme täiesti erinevates valdkondades ning plokkide ja seadmete parameetrites (võimendus, väljundpinge, töösagedused) ) , käitamistasemed) on kõige lihtsamate vahenditega reguleeritavad laias vahemikus, mis võimaldab välja töötada ja kasutada ühtseid ehitusplokke, mille kombineerimine võib pakkuda erinevaid funktsioone erinevates kasutusvaldkondades.

Elektroonika klassifikatsioon elektroonikaseadmete kasutusalade järgi

Tehnilist (rakendus)elektroonikat saab liigitada elektroonikaseadmete kasutusvaldkondade järgi, võttes eraldi arvesse raadioelektroonikat, tööstuselektroonikat, transpordi-, meditsiini-, geoloogi-, tuuma- jne.

Raadioelektroonika, tehnilise elektroonika vanima haru, eripäraks on elektroonikaseadmete kasutamine elektromagnetlainete edastamiseks ja vastuvõtmiseks laias sagedusalas (raadioside, radar, televisioon jne).

Tööstuselektroonika hõlmab elektroonikaseadmete väljatöötamist ja rakendamist tööstuslikus tootmises.

Tööstuslike elektroonikaseadmete näited:

Sagedusmuundurid

Pehmed starterid elektrimootoritele

Programmeeritavad loogikakontrollerid

Fotogalvaanilised kontrollerid

Juhtpaneelid automatiseeritud seadmete juhtimiseks

Elektroonikaseadmete ja -seadmete klassifikatsioon

Tehnilise elektroonikaga seotud seadmed ja süsteemid võib jagada kolme põhiklassi:

• info, mis on ette nähtud teabe tajumiseks ja kogumiseks, töötlemiseks ja säilitamiseks, edastamiseks ja vastuvõtmiseks mõõtmise, kontrollimise ja tehnoloogiliste protsesside mõjutamise eesmärgil;

• energia, mis on ette nähtud elektrienergia vastuvõtmiseks, muundamiseks ja edastamiseks;

• tehnoloogiline, mis on ette nähtud osakeste voogude või elektromagnetväljade otseseks mõjutamiseks ainele materjalide või toodete mehaanilise, termilise ja muul viisil töötlemise eesmärgil.

Igasugune tööstuses kasutatav elektroonikapaigaldis ühendab tavaliselt mitut seadmeklassi, kuid viimased erinevad ülesehituse, kasutatavate elektroonikaseadmete ja -elementide tüüpide ning projekteerimismeetodite poolest.Seetõttu on kasulik käsitleda iga seadmeklassi eraldi, rõhutades tehnilise elektroonika vastavaid sektsioone: infoelektroonika, jõuelektroonika ja protsessielektroonika.

Vaata ka:

Arvutimehhatroonika, mehhatrooniliste süsteemide tüübid ja rakendused