L'elettronica è una scienza complessa ma molto utile. Inoltre, è promettente, nonostante il gran numero di invenzioni già create. Ma prima di agire, devi capire cos'è l'ingegneria elettrica con le basi dell'elettronica. Li considereremo utilizzando l'esempio dei dispositivi utilizzati.
Lavoro su corrente alternata
Il motore verrà preso come esempio. L'ingegneria elettrica e le basi dell'elettronica in questo caso si basano su due parti principali: fissa ed espressa. Il primo è un induttore e il secondo è un'armatura con un avvolgimento di tamburo. Importante in questo caso è la presenza di una serie di condizioni. Quindi, l'induttore deve avere una forma cilindrica ed essere fatto di una lega ferromagnetica. Abbiamo anche bisogno di pali con un avvolgimento di eccitazione, che sono fissati sul telaio. L'avvolgimento crea il flusso magnetico principale. Il libro di ingegneria elettrica generale con le basi dell'elettronica ti aiuterà a imparare a calcolare i valori necessari. Oltre a questo metodo, il flusso magnetico può essere creato da magneti permanenti fissati al telaio. L'armatura si riferisce al nucleo, all'avvolgimento e al collettore. Il primo è assemblato da lamiere coibentate di acciaio elettrico.
Dispositivi analogici
Continuiamo ad apprendere le basi dell'elettronica e consideriamo le tipologie di dispositivi già secondo il principio del loro funzionamento. La caratteristica principale dei dispositivi analogici è il continuo cambiamento del segnale ricevuto secondo il processo fisico descritto. Matematicamente, può essere espressa come una funzione continua, in cui esiste un numero illimitato di valori in diversi momenti. In questo caso, possiamo fare il seguente esempio: la temperatura dell'aria cambia e il segnale analogico viene trasformato di conseguenza. Ciò che viene espresso come una caduta di tensione (sebbene ci siano molti altri modi per denotarlo, ad esempio un pendolo che cambia la sua posizione). I dispositivi analogici sono semplici, affidabili e veloci. Ciò garantisce la loro ampia applicazione. È vero, è impossibile dire che possano vantare una speciale precisione di elaborazione del segnale. Inoltre, i dispositivi analogici non hanno un'elevata immunità ai disturbi. Dipendono fortemente da vari fattori esterni (invecchiamento fisico, temperatura, campi esterni). Sono anche spesso accusati di distorsione del segnale e bassa efficienza.
Dispositivi digitali
Hanno lo scopo di lavorare con segnali discreti. Di norma, consiste in una certa sequenza di impulsi, che può assumere solo due valori: "vero" o "falso". Chiunque conosca le basi dell'elettronica è anche consapevole che possono essere implementate su diverse basi di elementi. Sì, una persona hala possibilità di scegliere tra transistor, elementi optoelettronici, relè elettromagnetici, microcircuiti. Cioè, c'è una varietà ed è piuttosto ampia. Di norma, i circuiti sono assemblati da elementi logici. Trigger e contatori vengono utilizzati per la comunicazione (ma non sempre). Qualcosa di simile può essere visto nella robotica, nei sistemi di automazione, negli strumenti di misura, nella radio e nelle telecomunicazioni. Un importante vantaggio dei dispositivi digitali è la loro resistenza alle interferenze, facilità di elaborazione e registrazione dei dati. Possono anche trasmettere informazioni con una distorsione così piccola da poter essere ignorate. Pertanto, i dispositivi digitali sono considerati più preferibili rispetto a quelli analogici.
Semiconduttori
Loro, a causa della loro diversità e proprietà, sono diventati un campo indipendente dell'elettronica. Le basi per questo furono gettate molto tempo fa, quando iniziarono ad essere utilizzati i rivelatori di cristalli. Erano raddrizzatori a semiconduttore progettati per far funzionare correnti ad alta frequenza. Inizialmente sono stati utilizzati dispositivi a base di ossido di rame o selenio. È vero, come si è scoperto, sono molto meno adatti al lavoro rispetto a quei dispositivi realizzati sulla base del silicio.
O. V. Losev, un dipendente del laboratorio radiofonico di Nizhny Novgorod, che già nel 1922 creò un dispositivo in cui, grazie alla generazione di oscillazioni naturali, i segnali ricevuti migliorarono notevolmente, poté vantare i primi sviluppi di successo in quest'area. Ma questi sviluppi, purtroppo, non hanno ricevuto un adeguato sviluppo. Eora il mondo usa triodi a semiconduttore (sono anche transistor), che Brattain, Shockley e Bardeen hanno sviluppato congiuntamente, e su di essi viene ora costruita l'elettronica moderna. Le basi per lavorare con loro, sebbene difficili, sono necessarie per chiunque voglia imparare e fare pratica in quest'area.
Microelettronica
A suo modo, è la quintessenza dell'elettronica, dove le proprietà dell'informazione raggiungono i loro valori massimi. Qui, la densità dei flussi di dati per unità di peso è un multiplo di quella in altre parti di questa scienza. Ma il compito della microelettronica è l'elaborazione delle informazioni. In questo caso vengono utilizzate solo due cifre: uno logico e zero. Ma il lavoro pratico in questo settore è molto difficile: dopotutto, richiede una serie di condizioni difficili (quasi impossibili) da fornire a casa. Tra questi ci sono la perfetta pulizia, il lavoro di alta precisione e l'uso di una tecnologia sofisticata.
Giustificazione matematica
L'algebra della logica è usata per la tecnica. È stato inventato da George Bull. Pertanto, a volte viene anche chiamata algebra booleana. Per scopi pratici, fu utilizzato per la prima volta dallo scienziato americano Claude Shannon nel 1938, quando studiò i circuiti elettrici con interruttori di contatto. Quando si utilizza l'algebra booleana (chiamata anche logica), tutte le affermazioni in questione possono avere solo due valori: "vero" o "falso". Da soli, non sono difficili. Ma istruzioni semplici possono formare istruzioni multicomponente combinandole con operazioni logiche. Se sono anche designati da qualcosa (ad esempio, da lettere), quindi usando le leggi dell'algebra della logica, puoi descrivere qualsiasi circuito digitale, anche il più complesso.
Certo, per conoscere le basi dell'elettronica, non è necessario approfondire le sfumature della teoria. È sufficiente una comprensione primitiva di questa direzione. Quindi, considera il seguente esempio. Abbiamo LED, interruttore e alimentatore. Quando l'elemento luminoso è acceso, diciamo "vero". Il LED non è attivo - significa "falso". È dalla costruzione di un gran numero di tali soluzioni che consistono i computer.
Conclusione
L'ingegneria elettrica generale con le basi dell'elettronica ti aiuterà a comprendere i processi che si svolgono in quest'area. Inoltre, la conoscenza del funzionamento tecnico sicuro dei dispositivi non sarà superflua. È necessario lavorare in un luogo appositamente preparato per questa attività. Dovresti anche fare attenzione ad escludere la possibilità di lesioni elettriche. Per fare ciò, puoi usare guanti di gomma (quando lavori con fili scoperti) e altri mezzi di protezione. Sarà utile in pratica utilizzare un respiratore o un dispositivo simile durante la saldatura.
