Elektronikai eszközök és eszközök, az elektronika eredete és fejlődése

Mi az elektronika

Az elektronika a tudomány és a technológia olyan területe, amely a vákuumban, gázokban, folyadékokban, szilárd anyagokban és plazmákban, valamint azok határain előforduló elektronikus és ionos jelenségek tanulmányozását és alkalmazását foglalja magában.

Az elektronika két fő részből áll:

• fizikai elektronika, melynek tárgya az elektronikai és ionos jelenségek elméleti és kísérleti vizsgálata, az elektronikai eszközök és berendezések felépítésének alapelvei, az elektromos energia megszerzésének, átalakításának és átvitelének elvei elektronikus eszközök és eszközök segítségével, az elektromosság hatásmechanizmusa. elektronok, ionok, kvantumok és elektromágneses terek áramlása az anyagon;

• műszaki (alkalmazott) elektronika, amelynek tárgya az elektronikai eszközök, eszközök, rendszerek és berendezések felhasználásának elmélete és gyakorlata az emberi tevékenység különböző területein - tudomány, ipar, hírközlés, mezőgazdaság, építőipar, közlekedés stb.

Elektronikus eszközök és eszközök

Az elektronikai eszközök és eszközök központi szerepet játszanak az elektronikában. Közvetlen vagy közvetett tárgyai a fizikai elektronika kutatásának, és a műszaki elektronikai fejlesztések alapvető elemeiként szolgálnak.

Az elektronok mozgásával kapcsolatos, de az elektronikai eszközökben nem megvalósított fizikai jelenségek (például kozmikus sugarak, rádióhullámok terjedése stb.) nem a fizikai elektronikához, hanem a fizika megfelelő ágaihoz (különösen a rádiófizikához) tartoznak. ).

Hasonlóképpen az elektromos berendezések, amelyek akár segédeszközként is tartalmaznak egyes elektronikus alkatrészeket, de általában nem az elektronikai eszközök tulajdonságain alapulnak, például elektromos gépi erősítő, mágneses erősítő, hanem elektronsugaras oszcilloszkóp, röntgenberendezés, radar, energiaspektrum részecskeanalizátorok stb. – a műszaki elektronikához (lásd – Elektronikus eszközök típusai, Mi az a teljesítményelektronika).

Az elektronika eredete és fejlődése

Az elektronika megszületését megelőzte az elektromos ív felfedezése (1802), az izzító kisülés gázokban (1850), a katódsugarak (1859), az izzólámpa feltalálása (1873) stb.

Az elektronika azonban a tudomány és a technika önálló területeként a 19. század végén és a 20. század elején a termionos sugárzás (1883) és a fotoelektronsugárzás felfedezése (1888), valamint az elektronsugárcső kifejlesztése (1897) után fejlődésnek indult. vákuumdióda (1904), vákuumtrióda (1907), kristálydetektor (1900–1905) (Lásd –Az elektroncsövek története, működési elve, tervezése és alkalmazása).

Vákuum trióda

A rádió feltalálása (1895) előrelépést serkentett és döntő befolyást gyakorolt ​​az elektronika további fejlődésére, különösen az 1913-1920 közötti időszakban.

Nő, aki fejhallgatón hallgat rádiót (1923)

1933-1935-ben elkezdte alkalmazni az iparban a nagyfrekvenciás áramok hőhatásait fémek és ötvözetek indukciós melegítésére, valamint dielektrikumok és félvezető anyagok kapacitív (dielektromos) melegítésére. A második világháború idején (1939-1945) a radar fontos szerepet játszott az elektronika fejlődésében.

Az elektronikai eszközök nem rádiómérnöki alkalmazásai hosszú ideje a rádiótechnika erős hatására fejlődnek, ahonnan kölcsönzik a hozzájuk tartozó alapelemeket, sémákat, módszereket.

Az elektronika rádiótechnikai alkalmazásainak továbbfejlesztése önálló irányokba ment, különösen a nukleáris technológia (1943-tól), a számítástechnika (1949-től), valamint a gyártás és folyamatok tömeges automatizálása területén.

Az első félvezető tranzisztor (a tranzisztor feltalálását a XX. század legjelentősebb találmányának nevezték)

Az 1950-es évek eleje óta, a tranzisztor feltalálása után virágzásnak indult a félvezető elektronika, amely lehetővé tette az összetett elektronikai eszközök megbízhatósági, hatékonysági és méretbeli megnövekedett követelményeinek teljesítését, és különösen új fejlesztést biztosított. elméleti és alkalmazott elektronika — mikroelektronika — szekció.

"Radionette" - az első hordozható rádió modell 1958-ban, amelyet a norvég Radionette gyártó gyártott

Az elektronikus berendezések alkalmazásának mértéke az emberi tevékenység különböző területein a modern műszaki fejlődés kritériuma, mivel az elektronika drámaian növelheti a fizikai és szellemi munka termelékenységét, javíthatja a termelés gazdasági mutatóit, és megoldhatja a mások által megoldhatatlan problémákat is. eszközök.

Az elektronikus eszközök és eszközök a modern automatizált gyártás fő elemei (Részleges, teljes és összetett automatizálás).

Az elektronikus eszközök és eszközök előnyei

Az elektronikus eszközök és eszközök a mechanikus, elektromechanikus, pneumatikus és másokhoz képest lehetővé teszik a válaszadási sebesség (különösen az információfeldolgozás sebességének) sok nagyságrenddel történő növelését, jelentős érzékenységgel rendelkeznek a kis jelekre, kivételes rugalmasságot és rugalmasságot biztosítanak különálló funkcionális blokkokból állnak, nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, és általában sokkal kisebb méretűek és súlyúak.

A quadcopter a mechatronikai eszköz klasszikus példája (a mechanikai, elektromos és elektronikus elemek elválaszthatatlanul összekapcsolódnak egy rendszerben)

Az elektronikai berendezések univerzálisak és rugalmasak, hiszen ugyanazokkal az eszközökkel (erősítők, flip-flopok, generátorok stb.) teljesen különböző területeken és a blokkok, eszközök paraméterei (erősítés, kimeneti feszültség, működési frekvenciák) különböző problémákat lehet megoldani. ) , működtetési szintek) a legegyszerűbb eszközökkel széles tartományban állíthatók, ami lehetővé teszi olyan egységes építőelemek kifejlesztését és felhasználását, amelyek kombinációja különböző felhasználási területeken különböző funkciókat biztosíthat.

Az elektronika osztályozása az elektronikai berendezések alkalmazási területei szerint

A műszaki (alkalmazott) elektronika az elektronikai berendezések alkalmazási területei szerint osztályozható, önállóan tekintve a rádióelektronika, az ipari elektronika, a közlekedés, az orvosi, a geológiai, a nukleáris stb.

A rádióelektronika, a műszaki elektronika legrégebbi ágának megkülönböztető jellemzője az elektronikus eszközök használata elektromágneses hullámok átvitelére és vételére széles frekvenciatartományban (rádiókommunikáció, radar, televízió stb.).

Az ipari elektronika magában foglalja az elektronikai eszközök fejlesztését és alkalmazását az ipari termelésben.

Példák ipari elektronikai eszközökre:

Frekvenciaváltók

Lágyindítók elektromos motorokhoz

Programozható logikai vezérlők

Fotovoltaikus vezérlők

Kezelőpanelek automatizált eszközök vezérléséhez

Elektronikus eszközök és eszközök osztályozása

A műszaki elektronikára jellemző eszközök és rendszerek három fő osztályba sorolhatók:

• információk észlelésére és gyűjtésére, feldolgozására és tárolására, továbbítására és fogadására szolgáló információk mérési, ellenőrzési és technológiai folyamatokra gyakorolt ​​hatás céljából;

• elektromos energia fogadására, átalakítására és továbbítására szánt energia;

• technológiai, amelynek célja a részecskeáramlás vagy az elektromágneses terek anyagra gyakorolt ​​közvetlen hatása az anyagok vagy termékek mechanikai, termikus és egyéb feldolgozása céljából.

Az iparban használt bármely elektronikai berendezés általában több eszközosztályt is kombinál, de ez utóbbiak szerkezetükben, az alkalmazott elektronikus eszközök és elemek típusaiban, valamint tervezési módszereiben különböznek egymástól.Ezért célszerű az egyes készülékosztályokat külön-külön megvizsgálni, kiemelve a műszaki elektronika releváns szakaszait: információs elektronikát, teljesítményelektronikát és folyamatelektronikát.

Lásd még:

Számítógépes mechatronika, mechatronikai rendszerek típusai és alkalmazásai