الکترونیک علمی پیچیده اما بسیار مفید است. علاوه بر این، با وجود تعداد زیادی اختراع که قبلاً ایجاد شده است، امیدوارکننده است. اما قبل از اقدام، باید بدانید که مهندسی برق با اصول الکترونیک چیست. ما آنها را با استفاده از نمونه دستگاه های مورد استفاده در نظر خواهیم گرفت.
روی جریان متناوب کار کنید
موتور به عنوان مثال در نظر گرفته می شود. مهندسی برق و مبانی الکترونیک در این مورد بر دو بخش اصلی استوار است: ثابت و بیان شده. اولی یک سلف و دومی آرمیچر با سیم پیچی درام است. مهم در این مورد وجود تعدادی از شرایط است. بنابراین سلف باید شکل استوانه ای داشته باشد و از آلیاژ فرومغناطیسی ساخته شده باشد. ما همچنین به قطب هایی با سیم پیچ تحریک نیاز داریم که روی قاب ثابت شوند. سیم پیچ شار مغناطیسی اصلی را ایجاد می کند. کتاب مهندسی برق عمومی با مبانی الکترونیک به شما کمک می کند تا نحوه محاسبه مقادیر لازم را یاد بگیرید. علاوه بر این روش، شار مغناطیسی را می توان توسط آهنرباهای دائمی که به قاب متصل می شوند ایجاد کرد. آرماتور به هسته، سیم پیچ و کلکتور اشاره دارد. اولین مورد از ورق های عایق فولاد الکتریکی مونتاژ می شود.
دستگاه های آنالوگ
ما به یادگیری اصول الکترونیک ادامه می دهیم و انواع دستگاه ها را از قبل طبق اصل عملکرد آنها در نظر می گیریم. ویژگی اصلی دستگاه های آنالوگ تغییر مداوم سیگنال دریافتی مطابق با فرآیند فیزیکی توصیف شده است. از نظر ریاضی، می توان آن را به عنوان یک تابع پیوسته بیان کرد که در آن تعداد نامحدودی از مقادیر در نقاط مختلف زمان وجود دارد. در این مورد، می توانیم مثال زیر را ارائه دهیم: دمای هوا تغییر می کند و سیگنال آنالوگ بر این اساس تبدیل می شود. چیزی که به عنوان افت ولتاژ بیان می شود (اگرچه راه های زیادی برای نشان دادن آن وجود دارد، به عنوان مثال، آونگ موقعیت خود را تغییر می دهد). دستگاه های آنالوگ ساده، قابل اعتماد و سریع هستند. این امر کاربرد گسترده آنها را تضمین می کند. درست است، نمی توان گفت که آنها می توانند از دقت ویژه پردازش سیگنال به خود ببالند. همچنین دستگاه های آنالوگ از مصونیت صوتی بالایی برخوردار نیستند. آنها به شدت به عوامل خارجی مختلف (پیری فیزیکی، دما، میدان های خارجی) بستگی دارند. آنها همچنین اغلب به دلیل اعوجاج سیگنال و راندمان پایین سرزنش می شوند.
دستگاه های دیجیتال
هدف آنها کار با سیگنال های گسسته است. به عنوان یک قاعده، از یک دنباله مشخص از پالس ها تشکیل شده است که می تواند تنها دو مقدار داشته باشد - "درست" یا "نادرست". هرکسی که اصول الکترونیک را می‌داند، می‌داند که می‌توان آنها را بر اساس عناصر مختلف پیاده‌سازی کرد. بله، یک نفر داردتوانایی انتخاب از بین ترانزیستورها، عناصر نوری، رله های الکترومغناطیسی، ریز مدارها. یعنی تنوع وجود دارد و کاملاً گسترده است. به عنوان یک قاعده، مدارها از عناصر منطقی مونتاژ می شوند. ماشه ها و شمارنده ها برای ارتباط استفاده می شوند (اما نه همیشه). چیزی مشابه را می توان در رباتیک، سیستم های اتوماسیون، ابزار اندازه گیری، رادیو و مخابرات مشاهده کرد. مزیت مهم دستگاه های دیجیتال مقاومت آنها در برابر تداخل، سهولت پردازش و ضبط داده ها است. آنها همچنین می توانند اطلاعات را با چنان تحریف کوچکی منتقل کنند که می توان آنها را نادیده گرفت. بنابراین، دستگاه های دیجیتال ارجح تر از دستگاه های آنالوگ در نظر گرفته می شوند.
نیمه رساناها
آنها به دلیل تنوع و خواصی که دارند به یک رشته مستقل از الکترونیک تبدیل شده اند. پایه های این امر خیلی وقت پیش، زمانی که آشکارسازهای کریستال شروع به استفاده کردند، گذاشته شد. آنها یکسو کننده های نیمه هادی بودند که برای کار با جریان های فرکانس بالا طراحی شده بودند. در ابتدا از دستگاه های مبتنی بر اکسید مس یا سلنیوم استفاده می شد. درست است، همانطور که مشخص شد، آنها برای کار بسیار کمتر از دستگاه هایی که بر اساس سیلیکون ساخته می شوند، مناسب هستند.
O. V. Losev، کارمند آزمایشگاه رادیویی نیژنی نووگورود، که در سال 1922 دستگاهی را ایجاد کرد که در آن، به دلیل تولید نوسانات طبیعی، سیگنال های دریافتی به طور قابل توجهی بهبود یافتند، می توانست از اولین پیشرفت های موفق در این زمینه ببالد.. اما افسوس که این تحولات توسعه مناسبی دریافت نکرده است. ودر حال حاضر جهان از تریودهای نیمه هادی استفاده می کند (آنها نیز ترانزیستور هستند) که براتین، شاکلی و باردین مشترکاً آنها را توسعه دادند و اکنون الکترونیک مدرن بر روی آنها ساخته می شود. اصول کار با آنها، اگرچه دشوار است، اما برای هر کسی که می خواهد در این زمینه یاد بگیرد و تمرین کند، ضروری است.
میکروالکترونیک
در نوع خود، ذات الکترونیک است، جایی که خواص اطلاعات به حداکثر مقادیر خود می رسد. در اینجا، چگالی جریان داده ها در واحد وزن، مضربی از چگالی در سایر بخش های این علم است. اما وظیفه میکروالکترونیک پردازش اطلاعات است. در این مورد، فقط دو رقم استفاده می شود: یک منطقی و صفر. اما کار عملی در این زمینه بسیار دشوار است - به هر حال، به تعدادی شرایط نیاز دارد که فراهم کردن آنها در خانه دشوار (تقریباً غیرممکن) است. از جمله آنها می توان به تمیزی کامل، کار با دقت بالا و استفاده از فناوری پیشرفته اشاره کرد.
توجیه ریاضی
جبر منطق برای تکنیک استفاده می شود. توسط جورج بول اختراع شد. بنابراین، گاهی اوقات به آن جبر بولی نیز می گویند. برای اهداف عملی، برای اولین بار توسط دانشمند آمریکایی کلود شانون در سال 1938، زمانی که مدارهای الکتریکی را با کلیدهای تماسی مطالعه کرد، استفاده شد. هنگامی که از جبر بولی (که منطق نیز نامیده می شود) استفاده می شود، تمام عبارات مورد نظر فقط می توانند دو مقدار داشته باشند: "درست" یا "نادرست". به تنهایی، آنها دشوار نیستند. اما عبارات ساده می توانند با ترکیب با عملیات منطقی، گزاره های چند جزئی را تشکیل دهند.اگر آنها نیز با چیزی مشخص شوند (مثلاً با حروف)، پس با استفاده از قوانین جبر منطق، می توانید هر یک، حتی پیچیده ترین مدارهای دیجیتال را توصیف کنید.
البته، برای دانستن مبانی الکترونیک، نیازی به کاوش در نکات ظریف تئوری نیست. درک بدوی از این جهت کافی است. بنابراین، مثال زیر را در نظر بگیرید. ما LED، سوئیچ و منبع تغذیه داریم. وقتی عنصر نور روشن است، می گوییم "درست". LED فعال نیست - به معنای "کاذب" است. از ساخت تعداد زیادی از چنین راه حل هایی است که رایانه ها تشکیل می شوند.
نتیجه گیری
مهندسی برق عمومی با اصول الکترونیک به شما کمک می کند تا فرآیندهای در حال انجام در این زمینه را درک کنید. همچنین دانش در مورد عملکرد فنی ایمن دستگاه ها اضافی نخواهد بود. لازم است در مکانی که مخصوص این فعالیت آماده شده است کار کنید. همچنین باید مراقب باشید که احتمال آسیب الکتریکی را از بین ببرید. برای انجام این کار، می توانید از دستکش لاستیکی (هنگام کار با سیم های خالی) و سایر وسایل حفاظتی استفاده کنید. استفاده از ماسک تنفسی یا دستگاه مشابه در هنگام لحیم کاری در عمل مفید خواهد بود.
