Elektronske naprave in naprave, nastanek in razvoj elektronike

Kaj je elektronika

Elektronika je področje znanosti in tehnologije, ki zajema preučevanje in uporabo elektronskih in ionskih pojavov, ki se pojavljajo v vakuumu, plinih, tekočinah, trdnih snoveh in plazmi ter na njihovih mejah.

Elektronika je sestavljena iz dveh glavnih delov:

• fizikalna elektronika, katere predmet so teoretične in eksperimentalne študije elektronskih in ionskih pojavov, principi gradnje elektronskih naprav in inštalacij, principi pridobivanja, pretvorbe in prenosa električne energije z uporabo elektronskih naprav in naprav, mehanizem delovanja tokovi elektronov, ionov, kvantov in elektromagnetnih polj na snovi;

• tehnična (uporabna) elektronika, katere predmet je teorija in praksa uporabe elektronskih naprav, naprav, sistemov in inštalacij na različnih področjih človekovega delovanja — znanosti, industriji, komunikacijah, kmetijstvu, gradbeništvu, prometu itd.

Elektronske naprave in naprave

Elektronske naprave in naprave zavzemajo osrednje mesto v elektroniki. So neposredni ali posredni predmet raziskovanja v fizični elektroniki in služijo kot osnovni elementi v inženirskem razvoju tehnične elektronike.

Fizikalni pojavi, povezani z gibanjem elektronov, ki pa niso realizirani v elektronskih napravah (na primer kozmični žarki, širjenje radijskih valov itd.), ne spadajo v fizikalno elektroniko, temveč v ustrezne veje fizike (zlasti radiofizika ).

Podobno električna oprema, ki celo vsebuje posamezne elektronske komponente kot pomožne, vendar na splošno ne temelji na lastnostih elektronskih naprav, na primer ojačevalnik električnega stroja, magnetni ojačevalnik, ampak osciloskopi z elektronskim žarkom, rentgenske naprave, radarji, energijski spekter analizatorji delcev itd. — za tehnično elektroniko (glej — Vrste elektronskih naprav, Kaj je močnostna elektronika).

Nastanek in razvoj elektronike

Pred rojstvom elektronike je bilo odkritje električnega obloka (1802), žarilne razelektritve v plinih (1850), katodnih žarkov (1859), izum žarnice z žarilno nitko (1873) itd.

Kot samostojno področje znanosti in tehnologije pa se je elektronika začela razvijati v poznem 19. in začetku 20. stoletja po odkritju termionskega sevanja (1883) in fotoelektronskega sevanja (1888) ter razvoju elektronske elektronke (1897). vakuumska dioda (1904), vakuumska trioda (1907), kristalni detektor (1900–1905) (Glej —Zgodovina, princip delovanja, zasnova in uporaba elektronskih elektronk).

Vakuumska trioda

Izum radia (1895) je spodbudil napredek in odločilno vplival na nadaljnji razvoj elektronike, zlasti v obdobju 1913-1920.

Ženska posluša radio skozi slušalke (1923)

V letih 1933-1935 začeli v industriji uporabljati toplotne učinke visokofrekvenčnih tokov za indukcijsko segrevanje kovin in zlitin ter kapacitivno (dielektrično) segrevanje dielektrikov in polprevodniških materialov. Med drugo svetovno vojno (1939-1945) je imel radar pomembno vlogo pri razvoju elektronike.

Neradiotehnične aplikacije elektronskih naprav so se dolgo razvijale pod močnim vplivom radijske tehnike, od koder so si izposodili osnovne elemente, sheme in metode zanje.

Nadaljnji razvoj radiotehničnih aplikacij elektronike je šel v samostojne smeri, predvsem na področju jedrske tehnike (od 1943), računalniške tehnike (od 1949) in množične avtomatizacije proizvodnje in procesov.

Prvi polprevodniški tranzistor (izum tranzistorja imenujemo najpomembnejši izum 20. stoletja)

Od začetka petdesetih let 20. stoletja, po izumu tranzistorja, se je začela razcvet polprevodniške elektronike, ki je omogočila izpolnjevanje povečanih zahtev po zanesljivosti, učinkovitosti in dimenzijah kompleksnih elektronskih naprav, predvsem pa omogočila razvoj novih sekcija teoretične in uporabne elektronike — mikroelektronika.

«Radionette» - prvi model prenosnega radia leta 1958, ki ga je izdelal norveški proizvajalec Radionette

Stopnja uporabe elektronske opreme na različnih področjih človeške dejavnosti je merilo sodobnega tehničnega napredka, saj lahko elektronika dramatično poveča produktivnost fizičnega in duševnega dela, izboljša ekonomske kazalnike proizvodnje in tudi reši probleme, ki jih drugi ne morejo rešiti. pomeni.

Elektronske naprave in naprave so glavni elementi sodobne avtomatizirane proizvodnje (Delna, popolna in kompleksna avtomatizacija).

Prednosti elektronskih naprav in naprav

Elektronske naprave in naprave v primerjavi z mehanskimi, elektromehanskimi, pnevmatskimi in drugimi omogočajo povečanje hitrosti odziva (zlasti hitrosti obdelave informacij) za več vrst velikosti, imajo veliko občutljivost na majhne signale, zagotavljajo izjemno prilagodljivost in prilagodljivost ločenih funkcionalnih blokov, ne vsebujejo gibljivih delov in imajo praviloma veliko manjše dimenzije in težo.

Kvadrokopter je klasičen primer mehatronske naprave (mehanski, električni in elektronski elementi so neločljivo povezani v enem sistemu)

Elektronska oprema je univerzalna in prilagodljiva, saj lahko z istimi napravami (ojačevalniki, flip-flopi, generatorji itd.) rešujemo različne probleme na popolnoma različnih področjih in parametrih blokov in naprav (ojačitev, izhodna napetost, delovne frekvence). ), nivoji aktiviranja) se prilagajajo v širokem območju na najpreprostejši način, kar omogoča razvoj in uporabo enotnih gradnikov, katerih kombinacija lahko zagotavlja različne funkcije na različnih področjih uporabe.

Razvrstitev elektronike po področjih uporabe elektronske opreme

Tehnično (uporabno) elektroniko lahko razvrstimo glede na področja uporabe elektronske opreme, pri čemer ločeno upoštevamo radijsko elektroniko, industrijsko elektroniko, transportno, medicinsko, geološko, jedrsko itd.

Posebnost radijske elektronike, najstarejše veje tehnične elektronike, je uporaba elektronskih naprav za oddajanje in sprejemanje elektromagnetnega valovanja v širokem frekvenčnem območju (radijske zveze, radar, televizija itd.).

Industrijska elektronika zajema razvoj in uporabo elektronskih naprav v industrijski proizvodnji.

Primeri naprav industrijske elektronike:

Frekvenčni pretvorniki

Mehki zaganjalniki za elektromotorje

Programabilni logični krmilniki

Fotovoltaični krmilniki

Operatorske plošče za krmiljenje avtomatskih naprav

Razvrstitev elektronskih naprav in naprav

Naprave in sisteme, specifične za tehnično elektroniko, lahko razdelimo v tri glavne razrede:

• informacije namenjene zaznavanju in zbiranju, obdelavi in ​​shranjevanju, prenosu in sprejemanju informacij za namen merjenja, nadzora in vplivanja na tehnološke procese;

• energija za sprejem, pretvorbo in prenos električne energije;

• tehnološke, namenjene neposrednemu vplivu tokov delcev ali elektromagnetnih polj na snov z namenom mehanske, toplotne in druge obdelave materialov ali izdelkov.

Vsaka elektronska instalacija, ki se uporablja v industriji, običajno združuje več razredov naprav, vendar se slednji razlikujejo po strukturi, vrstah uporabljenih elektronskih naprav in elementov ter načinih načrtovanja.Zato je koristno obravnavati vsak razred naprav posebej, s poudarkom na ustreznih področjih tehnične elektronike: informacijska elektronika, močnostna elektronika in procesna elektronika.

Poglej tudi:

Računalniška mehatronika, vrste in uporaba mehatronskih sistemov