Elektroniskās ierīces un ierīces, elektronikas izcelsme un attīstība

Kas ir elektronika

Elektronika ir zinātnes un tehnoloģiju joma, kas aptver elektronisko un jonu parādību izpēti un pielietojumu vakuumā, gāzēs, šķidrumos, cietās vielās un plazmās, kā arī to robežās.

Elektronika sastāv no divām galvenajām sadaļām:

• fizikālā elektronika, kuras priekšmets ir elektronisko un jonu parādību teorētiskie un eksperimentālie pētījumi, elektronisko ierīču un instalāciju uzbūves principi, elektriskās enerģijas iegūšanas, pārveidošanas un pārvades principi, izmantojot elektroniskās ierīces un ierīces, elektronisko ierīču un ierīču darbības mehānisms. elektronu, jonu, kvantu un elektromagnētisko lauku plūsmas uz vielu;

• tehniskā (lietišķā) elektronika, kuras priekšmets ir elektronisko ierīču, ierīču, sistēmu un instalāciju izmantošanas teorija un prakse dažādās cilvēka darbības jomās — zinātnē, rūpniecībā, komunikācijās, lauksaimniecībā, celtniecībā, transportā u.c.

Elektroniskās ierīces un ierīces

Elektroniskās ierīces un ierīces ieņem galveno vietu elektronikā. Tie ir tieši vai netieši fizikālās elektronikas pētījumu objekti un kalpo kā pamatelementi tehniskās elektronikas inženiertehniskajā attīstībā.

Fizikālās parādības, kas saistītas ar elektronu kustību, bet nerealizējušās elektroniskajās ierīcēs (piemēram, kosmiskie stari, radioviļņu izplatīšanās u.c.), nepieder pie fizikālās elektronikas, bet gan pie atbilstošām fizikas nozarēm (jo īpaši radiofizikas). ).

Tāpat elektroiekārtas, kas pat satur atsevišķas elektroniskas sastāvdaļas kā palīgierīces, bet parasti nav balstītas uz elektronisko ierīču īpašībām, piemēram, elektrisko mašīnu pastiprinātājs, magnētiskais pastiprinātājs, bet gan elektronu staru osciloskopi, rentgena iekārtas, radari, enerģijas spektrs daļiņu analizatori utt. — uz tehnisko elektroniku (sk. Elektronisko ierīču veidi, Kas ir spēka elektronika).

Elektronikas izcelsme un attīstība

Pirms elektronikas dzimšanas tika atklāta elektriskā loka (1802), gāzizlāde (1850), katoda stari (1859), kvēlspuldzes izgudrošana (1873) utt.

Tomēr kā neatkarīga zinātnes un tehnikas joma elektronika sāka attīstīties 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā pēc termiskā starojuma (1883) un fotoelektronu starojuma (1888) atklāšanas un elektronu stara caurules izstrādes (1897). vakuuma diode (1904), vakuuma triode (1907), kristāla detektors (1900–1905) (sk.Elektronu lampu vēsture, darbības princips, dizains un pielietojums).

Vakuuma triode

Radio izgudrojums (1895) veicināja progresu un izšķiroši ietekmēja elektronikas turpmāko attīstību, īpaši laika posmā no 1913. līdz 1920. gadam.

Sieviete, kas klausās radio austiņās (1923)

1933. - 1935. gadā sāka izmantot rūpniecībā augstfrekvences strāvu termisko efektu metālu un sakausējumu indukcijas karsēšanai un dielektriķu un pusvadītāju materiālu kapacitatīvai (dielektriskai) sildīšanai. Otrā pasaules kara laikā (1939-1945) radaram bija liela nozīme elektronikas attīstībā.

Elektronisko ierīču lietojumprogrammas, kas nav saistītas ar radiotehniku, jau ilgu laiku attīstās spēcīgā radiotehnikas ietekmē, no kuras tās aizņemas to pamatelementus, shēmas un metodes.

Elektronikas radioinženierijas lietojumu tālākā attīstība noritēja patstāvīgos virzienos, īpaši kodoltehnoloģijas (no 1943. gada), datortehnoloģijas (no 1949. gada) un ražošanas un procesu masveida automatizācijas jomā.

Pirmais pusvadītāju tranzistors (tranzistora izgudrojums tiek saukts par nozīmīgāko 20. gadsimta izgudrojumu)

Kopš 1950. gadu sākuma, pēc tranzistora izgudrošanas, pusvadītāju elektronika sāka uzplaukt, kas ļāva izpildīt paaugstinātās prasības attiecībā uz sarežģītu elektronisko ierīču uzticamību, efektivitāti un izmēriem un jo īpaši nodrošināja jaunas ierīces izstrādi. teorētiskās un lietišķās elektronikas sadaļa — mikroelektronika.

«Radionette» - pirmais portatīvā radio modelis 1958. gadā, ko ražoja norvēģu ražotājs Radionette

Elektronisko iekārtu ieviešanas pakāpe dažādās cilvēka darbības jomās ir mūsdienu tehnikas progresa kritērijs, jo elektronika var ievērojami palielināt fiziskā un garīgā darba produktivitāti, uzlabot ražošanas ekonomiskos rādītājus, kā arī atrisināt problēmas, kuras nav atrisinātas citiem. nozīmē.

Elektroniskās ierīces un ierīces ir mūsdienu automatizētās ražošanas galvenie elementi (Daļēja, pilna un sarežģīta automatizācija).

Elektronisko ierīču un ierīču priekšrocības

Elektroniskās ierīces un ierīces, salīdzinot ar mehāniskajām, elektromehāniskajām, pneimatiskajām un citām, ļauj palielināt reakcijas ātrumu (jo īpaši informācijas apstrādes ātrumu) par daudzām kārtām, tām ir ievērojama jutība pret maziem signāliem, nodrošina izcilu elastību un elastību. no atsevišķiem funkcionāliem blokiem, nesatur kustīgas daļas, un parasti tiem ir daudz mazāki izmēri un svars.

Kvadrokopteris ir klasisks mehatroniskas ierīces piemērs (mehāniskie, elektriskie un elektroniskie elementi ir nesaraujami saistīti vienā sistēmā)

Elektroniskās iekārtas ir universālas un elastīgas, jo vienas un tās pašas ierīces (pastiprinātāji, flip-flops, ģeneratori utt.) var izmantot dažādu problēmu risināšanai pilnīgi dažādās jomās un bloku un ierīču parametros (pastiprinājums, izejas spriegums, darba frekvences). ) , iedarbināšanas līmeņi) tiek regulēti plašā diapazonā ar vienkāršākajiem līdzekļiem, kas ļauj izstrādāt un izmantot vienotus celtniecības blokus, kuru kombinācija var nodrošināt dažādas funkcijas dažādās pielietošanas jomās.

Elektronikas klasifikācija pēc elektronisko iekārtu pielietojuma jomām

Tehnisko (lietišķo) elektroniku var klasificēt pēc elektronisko iekārtu pielietojuma jomām, atsevišķi aplūkojot radioelektroniku, rūpniecisko elektroniku, transportu, medicīnisko, ģeoloģisko, kodolenerģiju u.c.

Radioelektronikas, vecākās tehniskās elektronikas nozares, atšķirīga iezīme ir elektronisko ierīču izmantošana elektromagnētisko viļņu pārraidīšanai un uztveršanai plašā frekvenču diapazonā (radio sakari, radars, televīzija utt.).

Rūpnieciskā elektronika aptver elektronisko ierīču izstrādi un pielietojumu rūpnieciskajā ražošanā.

Rūpniecisko elektronikas ierīču piemēri:

Frekvences pārveidotāji

Mīkstie starteri elektromotoriem

Programmējami loģiskie kontrolleri

Fotoelementu kontrolieri

Operatoru paneļi automatizētu ierīču vadībai

Elektronisko ierīču un ierīču klasifikācija

Tehniskajai elektronikai raksturīgās ierīces un sistēmas var iedalīt trīs galvenajās klasēs:

• informācija, kas paredzēta informācijas uztveršanai un vākšanai, apstrādei un uzglabāšanai, pārraidei un saņemšanai mērīšanas, kontroles un ietekmes uz tehnoloģiskajiem procesiem nolūkā;

• enerģija, kas paredzēta elektriskās enerģijas saņemšanai, pārveidei un pārvadīšanai;

• tehnoloģisks, paredzēts daļiņu plūsmu vai elektromagnētisko lauku tiešai ietekmei uz vielu materiālu vai izstrādājumu mehāniskai, termiskai un citai apstrādei.

Jebkura rūpniecībā izmantotā elektroniskā instalācija parasti apvieno vairākas ierīču klases, taču pēdējās atšķiras pēc uzbūves, izmantoto elektronisko ierīču un elementu veidiem un projektēšanas metodēm.Tāpēc ir lietderīgi aplūkot katru ierīču klasi atsevišķi, akcentējot attiecīgās tehniskās elektronikas sadaļas: informācijas elektroniku, spēka elektroniku un procesu elektroniku.

Skatīt arī:

Datoru mehatronika, mehatronisko sistēmu veidi un pielietojumi