Elektroniniai prietaisai ir prietaisai, elektronikos atsiradimas ir raida

Kas yra elektronika

Elektronika yra mokslo ir technologijų sritis, apimanti elektroninių ir joninių reiškinių, vykstančių vakuume, dujose, skysčiuose, kietose medžiagose ir plazmose, taip pat jų ribose, tyrimą ir taikymą.

Elektronika susideda iš dviejų pagrindinių skyrių:

• fizinė elektronika, kurios objektai yra teoriniai ir eksperimentiniai elektroninių ir joninių reiškinių tyrimai, elektroninių prietaisų ir instaliacijų konstravimo principai, elektros energijos gavimo, konvertavimo ir perdavimo naudojant elektroninius prietaisus ir prietaisus principai, elektroninių prietaisų veikimo mechanizmas. elektronų, jonų, kvantų ir elektromagnetinių laukų srautai ant medžiagos;

• techninė (taikomoji) elektronika, kurios dalykas – elektroninių prietaisų, prietaisų, sistemų ir įrenginių naudojimo teorija ir praktika įvairiose žmogaus veiklos srityse — mokslo, pramonės, ryšių, žemės ūkio, statybos, transporto ir kt.

Elektroniniai prietaisai ir prietaisai

Elektroniniai prietaisai ir prietaisai užima svarbiausią vietą elektronikoje. Jie yra tiesioginiai arba netiesioginiai fizinės elektronikos tyrimų objektai ir naudojami kaip pagrindiniai techninės elektronikos inžinerinės plėtros elementai.

Fiziniai reiškiniai, susiję su elektronų judėjimu, bet nerealizuoti elektroniniuose įrenginiuose (pavyzdžiui, kosminiai spinduliai, radijo bangų sklidimas ir kt.), priklauso ne fizinei elektronikai, o atitinkamoms fizikos šakoms (ypač radijo fizikai). ).

Panašiai elektros įranga, net turinti atskirų elektroninių komponentų kaip pagalbinių elementų, bet paprastai ne pagrįsta elektroninių prietaisų savybėmis, pavyzdžiui, elektros mašinų stiprintuvas, magnetinis stiprintuvas, bet elektronų pluošto osciloskopai, rentgeno įrenginiai, radarai, energijos spektras. dalelių analizatoriai ir kt. - į techninę elektroniką (žr. Elektroninių prietaisų tipai, Kas yra galios elektronika).

Elektronikos kilmė ir raida

Prieš elektronikos atsiradimą buvo atrastas elektros lankas (1802), švytėjimo išlydis dujose (1850), katodiniai spinduliai (1859), kaitrinės lempos išradimas (1873) ir kt.

Tačiau elektronika, kaip nepriklausoma mokslo ir technologijų sritis, pradėjo vystytis XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje, kai buvo atrasta terminė spinduliuotė (1883 m.) ir fotoelektroninė spinduliuotė (1888 m.) ir elektronų pluošto vamzdis (1897 m.). vakuuminis diodas (1904), vakuuminis triodas (1907), kristalų detektorius (1900–1905) (žr.Elektroninių vamzdžių istorija, veikimo principas, konstrukcija ir pritaikymas).

Vakuuminis triodas

Radijo išradimas (1895 m.) paskatino pažangą ir turėjo lemiamos įtakos tolimesnei elektronikos raidai, ypač 1913-1920 m.

Moteris, klausanti radijo per ausines (1923)

1933-1935 metais pradėjo naudoti pramonėje aukšto dažnio srovių šiluminį poveikį metalų ir lydinių indukciniam kaitinimui bei dielektrikų ir puslaidininkinių medžiagų talpiniam (dielektriniam) šildymui. Antrojo pasaulinio karo metu (1939-1945) radarai vaidino svarbų vaidmenį kuriant elektroniką.

Ne radijo inžinerijos elektroninių prietaisų taikymas ilgą laiką buvo kuriamas stipriai veikiant radijo inžinerijai, iš kurios jie pasiskolina pagrindinius elementus, schemas ir metodus.

Tolesnė elektronikos radijo inžinerijos taikymas vyko savarankiškomis kryptimis, ypač branduolinės technologijos (nuo 1943 m.), kompiuterinės technologijos (nuo 1949 m.) ir masinės gamybos bei procesų automatizavimo srityse.

Pirmasis puslaidininkinis tranzistorius (tranzistoriaus išradimas vadinamas reikšmingiausiu XX a. išradimu)

Nuo šeštojo dešimtmečio pradžios, išradus tranzistorių, pradėjo klestėti puslaidininkinė elektronika, kuri leido patenkinti išaugusius sudėtingų elektroninių prietaisų patikimumo, efektyvumo ir matmenų reikalavimus ir ypač sudarė galimybę sukurti naują teorinės ir taikomosios elektronikos skyrius – mikroelektronika.

„Radionette“ - pirmasis nešiojamojo radijo modelis 1958 m., pagamintas Norvegijos gamintojo Radionette.

Elektroninės įrangos įdiegimo laipsnis įvairiose žmogaus veiklos srityse yra šiuolaikinės technikos pažangos kriterijus, nes elektronika gali žymiai padidinti fizinio ir protinio darbo našumą, pagerinti ekonominius gamybos rodiklius, taip pat išspręsti problemas, kurios yra sunkiai išsprendžiamos kitiems. reiškia.

Elektroniniai prietaisai ir įrenginiai yra pagrindiniai šiuolaikinės automatizuotos gamybos elementai (Dalinis, pilnas ir kompleksinis automatizavimas).

Elektroninių prietaisų ir prietaisų privalumai

Elektroniniai prietaisai ir įrenginiai, palyginti su mechaniniais, elektromechaniniais, pneumatiniais ir kitais, leidžia daugeliu dydžių padidinti atsako greitį (ypač informacijos apdorojimo greitį), turi didelį jautrumą mažiems signalams, suteikia išskirtinį lankstumą ir lankstumą. atskirų funkcinių blokų, neturi judančių dalių ir, kaip taisyklė, yra daug mažesnių matmenų ir svorio.

Kvadrokopteris yra klasikinis mechatroninio įrenginio pavyzdys (mechaniniai, elektriniai ir elektroniniai elementai yra neatsiejamai susiję vienoje sistemoje)

Elektroninė įranga yra universali ir lanksti, nes tais pačiais įrenginiais (stiprintuvais, šlepetėmis, generatoriais ir kt.) galima spręsti skirtingas problemas visiškai skirtingose ​​srityse ir blokų bei įrenginių parametrais (stiprinimas, išėjimo įtampa, veikimo dažniai). ).

Elektronikos klasifikacija pagal elektroninės įrangos taikymo sritis

Techninė (taikomoji) elektronika gali būti klasifikuojama pagal elektroninės įrangos taikymo sritis, atskirai įvertinant radioelektroniką, pramoninę elektroniką, transporto, medicinos, geologinę, branduolinę ir kt.

Išskirtinis radijo elektronikos, seniausios techninės elektronikos šakos, bruožas yra elektroninių prietaisų naudojimas elektromagnetinėms bangoms perduoti ir priimti plačiame dažnių diapazone (radijo ryšys, radaras, televizija ir kt.).

Pramoninė elektronika apima elektroninių prietaisų kūrimą ir pritaikymą pramoninėje gamyboje.

Pramoninių elektronikos įrenginių pavyzdžiai:

Dažnio keitikliai

Minkštieji paleidikliai elektros varikliams

Programuojami loginiai valdikliai

Fotovoltiniai valdikliai

Valdymo skydeliai automatizuotiems įrenginiams valdyti

Elektroninių prietaisų ir prietaisų klasifikacija

Techninei elektronikai būdingus įrenginius ir sistemas galima suskirstyti į tris pagrindines klases:

• informacija, skirta informacijos suvokimui ir rinkimui, apdorojimui ir saugojimui, perdavimui ir priėmimui matavimo, kontrolės ir poveikio technologiniams procesams tikslu;

• energija, skirta elektros energijai priimti, konvertuoti ir perduoti;

• technologinis, skirtas tiesioginiam dalelių srautų ar elektromagnetinių laukų poveikiui medžiagai mechaninio, terminio ir kitokio medžiagų ar gaminių apdorojimo tikslais.

Bet kuri pramonėje naudojama elektroninė instaliacija dažniausiai sujungia kelias įrenginių klases, tačiau pastarosios skiriasi struktūra, naudojamų elektroninių prietaisų ir elementų rūšimis bei projektavimo metodais.Todėl naudinga kiekvieną įrenginių klasę nagrinėti atskirai, akcentuojant atitinkamas techninės elektronikos dalis: informacinę elektroniką, galios elektroniką ir procesų elektroniką.

Taip pat žiūrėkite:

Kompiuterių mechatronika, mechatroninių sistemų tipai ir pritaikymai