Elektronički uređaji i uređaji, nastanak i razvoj elektronike

Što je elektronika

Elektronika je područje znanosti i tehnologije koje obuhvaća proučavanje i primjenu elektroničkih i ionskih fenomena koji se javljaju u vakuumu, plinovima, tekućinama, čvrstim tijelima i plazmi, kao i na njihovim granicama.

Elektronika se sastoji od dva glavna dijela:

• fizikalne elektronike, čiji su predmet teorijska i eksperimentalna proučavanja elektroničkih i ionskih pojava, principi konstrukcije elektroničkih uređaja i instalacija, principi dobivanja, pretvorbe i prijenosa električne energije pomoću elektroničkih uređaja i uređaja, mehanizam djelovanja strujanja elektrona, iona, kvanta i elektromagnetskih polja na tvari;

• tehnička (primijenjena) elektronika, čiji je predmet teorija i praksa uporabe elektroničkih uređaja, uređaja, sustava i instalacija u različitim područjima ljudske djelatnosti — znanosti, industriji, komunikacijama, poljoprivredi, graditeljstvu, prometu itd.

Elektronički uređaji i uređaji

Elektronički uređaji i uređaji zauzimaju središnje mjesto u elektronici. Oni su izravni ili neizravni objekti istraživanja u fizikalnoj elektronici i služe kao temeljni elementi u inženjerskom razvoju tehničke elektronike.

Fizikalne pojave povezane s kretanjem elektrona, ali nisu realizirane u elektroničkim uređajima (na primjer, kozmičke zrake, širenje radiovalova itd.), ne pripadaju fizikalnoj elektronici, već odgovarajućim granama fizike (osobito radiofizici ).

Slično, električna oprema, koja čak sadrži pojedinačne elektroničke komponente kao pomoćne, ali općenito ne temeljene na svojstvima elektroničkih uređaja, na primjer, pojačalo električnog stroja, magnetsko pojačalo, već osciloskopi s elektronskim snopom, rendgenske instalacije, radari, energetski spektar analizatori čestica itd. — za tehničku elektroniku (vidi — Vrste elektroničkih uređaja, Što je energetska elektronika).

Nastanak i razvoj elektronike

Rođenju elektronike prethodilo je otkriće električnog luka (1802), tinjajućeg izboja u plinovima (1850), katodnih zraka (1859), izum žarulje sa žarnom niti (1873) itd.

No, kao samostalno područje znanosti i tehnologije, elektronika se počela razvijati krajem 19. i početkom 20. stoljeća nakon otkrića termionskog zračenja (1883.) i fotoelektronskog zračenja (1888.) te razvoja elektronske cijevi (1897.). vakuumska dioda (1904.), vakuumska trioda (1907.), kristalni detektor (1900. — 1905.) (Vidi —Povijest, princip rada, konstrukcija i primjena elektronskih cijevi).

Vakuumska trioda

Izum radija (1895.) potaknuo je napredak i presudno utjecao na daljnji razvoj elektronike, osobito u razdoblju 1913.-1920.

Žena sluša radio kroz slušalice (1923.)

Godine 1933. - 1935. god počeo koristiti u industriji toplinske učinke visokofrekventnih struja za indukcijsko zagrijavanje metala i legura te kapacitivno (dielektrično) zagrijavanje dielektrika i poluvodičkih materijala. Tijekom Drugog svjetskog rata (1939.-1945.) radar je odigrao važnu ulogu u razvoju elektronike.

Neradiotehničke primjene elektroničkih uređaja razvijaju se dugo vremena pod jakim utjecajem radiotehnike, od koje se posuđuju osnovni elementi, sheme i metode za njih.

Daljnji razvoj radiotehničke primjene elektronike išao je u samostalnim smjerovima, posebice u području nuklearne tehnike (od 1943.), računalne tehnike (od 1949.) i masovne automatizacije proizvodnje i procesa.

Prvi poluvodički tranzistor (izum tranzistora nazvan je najznačajnijim izumom 20. stoljeća)

Od početka 1950-ih, nakon izuma tranzistora, počela je procvat poluvodičke elektronike, što je omogućilo ispunjavanje povećanih zahtjeva za pouzdanošću, učinkovitošću i dimenzijama složenih elektroničkih uređaja, a posebno je omogućilo razvoj novih odjel teorijske i primijenjene elektronike — mikroelektronika.

«Radionette» - prvi model prijenosnog radija iz 1958. godine, proizveden od strane norveškog proizvođača Radionette

Stupanj primjene elektroničke opreme u raznim područjima ljudske djelatnosti kriterij je suvremenog tehničkog napretka, budući da elektronika može dramatično povećati produktivnost fizičkog i mentalnog rada, poboljšati ekonomske pokazatelje proizvodnje, a također riješiti probleme koji su drugi nerješivi. sredstva.

Elektronički uređaji i uređaji glavni su elementi moderne automatizirane proizvodnje (Djelomična, potpuna i kompleksna automatizacija).

Prednosti elektroničkih uređaja i uređaja

Elektronički uređaji i uređaji, u usporedbi s mehaničkim, elektromehaničkim, pneumatskim i drugima, omogućuju povećanje brzine odziva (osobito brzine obrade informacija) za mnoge redove veličine, imaju značajnu osjetljivost na male signale, pružaju iznimnu fleksibilnost i fleksibilnost odvojenih funkcionalnih blokova, ne sadrže pokretne dijelove i u pravilu su znatno manjih dimenzija i težine.

Kvadrokopter je klasičan primjer mehatroničkog uređaja (mehanički, električni i elektronički elementi neraskidivo su povezani u jedan sustav)

Elektronička oprema je univerzalna i fleksibilna, jer se istim uređajima (pojačala, flip-flopovi, generatori itd.) mogu rješavati različiti problemi u potpuno različitim područjima i parametrima blokova i uređaja (pojačanje, izlazni napon, radne frekvencije). ), razine aktiviranja) podešavaju se u širokom rasponu na najjednostavniji način, što omogućuje razvoj i korištenje jedinstvenih sastavnih dijelova, čija kombinacija može pružiti različite funkcije u različitim područjima primjene.

Podjela elektronike prema područjima primjene elektroničke opreme

Tehnička (primijenjena) elektronika može se klasificirati prema područjima primjene elektroničke opreme, promatrajući zasebno radioelektroniku, industrijsku elektroniku, prometnu, medicinsku, geološku, nuklearnu itd.

Osobitost radioelektronike, najstarije grane tehničke elektronike, jest uporaba elektroničkih uređaja za prijenos i prijam elektromagnetskih valova u širokom frekvencijskom području (radiokomunikacije, radar, televizija i dr.).

Industrijska elektronika obuhvaća razvoj i primjenu elektroničkih uređaja u industrijskoj proizvodnji.

Primjeri industrijskih elektroničkih uređaja:

Pretvarači frekvencije

Meki pokretači za elektromotore

Programabilni logički kontroleri

Fotonaponski regulatori

Operatorske ploče za upravljanje automatiziranim uređajima

Klasifikacija elektroničkih uređaja i uređaja

Uređaji i sustavi specifični za tehničku elektroniku mogu se podijeliti u tri glavne klase:

• informacije namijenjene percepciji i prikupljanju, obradi i pohranjivanju, prijenosu i primanju informacija u svrhu mjerenja, upravljanja i utjecaja na tehnološke procese;

• energija namijenjena za primanje, pretvaranje i prijenos električne energije;

• tehnološke, namijenjene izravnom utjecaju tokova čestica ili elektromagnetskih polja na tvar u svrhu mehaničke, toplinske i druge obrade materijala ili proizvoda.

Svaka elektronička instalacija koja se koristi u industriji obično kombinira nekoliko klasa uređaja, ali se potonji razlikuju po strukturi, vrstama elektroničkih uređaja i elemenata koji se koriste te metodama projektiranja.Stoga je korisno svaku klasu uređaja razmotriti zasebno, s naglaskom na relevantne dijelove tehničke elektronike: informacijsku elektroniku, energetsku elektroniku i procesnu elektroniku.

Vidi također:

Računalna mehatronika, vrste i primjena mehatroničkih sustava