Elektronické prístroje a zariadenia, vznik a vývoj elektroniky
Čo je elektronika
Elektronika je oblasť vedy a techniky, ktorá zahŕňa štúdium a aplikáciu elektronických a iónových javov vyskytujúcich sa vo vákuu, plynoch, kvapalinách, pevných látkach a plazme, ako aj na ich hraniciach.
Elektronika pozostáva z dvoch hlavných častí:
-
fyzikálna elektronika, ktorej predmetom sú teoretické a experimentálne štúdium elektronických a iónových javov, princípy konštrukcie elektronických zariadení a inštalácií, princípy získavania, premeny a prenosu elektrickej energie pomocou elektronických zariadení a zariadení, mechanizmus účinku toky elektrónov, iónov, kvantových a elektromagnetických polí na hmote;
-
technická (aplikovaná) elektronika, ktorej predmetom je teória a prax používania elektronických zariadení, zariadení, systémov a inštalácií v rôznych oblastiach ľudskej činnosti — veda, priemysel, komunikácie, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, doprava a pod.
Elektronické zariadenia a zariadenia
Elektronické zariadenia a zariadenia sú stredobodom elektroniky. Sú priamym alebo nepriamym predmetom výskumu vo fyzikálnej elektronike a slúžia ako základné prvky v inžinierskom vývoji v technickej elektronike.
Fyzikálne javy súvisiace s pohybom elektrónov, ale nerealizované v elektronických zariadeniach (napríklad kozmické žiarenie, šírenie rádiových vĺn atď.), nepatria do fyzikálnej elektroniky, ale do príslušných odvetví fyziky (najmä rádiovej fyziky). ).
Podobne elektrické zariadenia, aj keď obsahujú jednotlivé elektronické súčiastky ako pomocné, ale spravidla nie sú založené na vlastnostiach elektronických zariadení, napríklad zosilňovač elektrického stroja, magnetický zosilňovač, ale osciloskopy s elektrónovým lúčom, röntgenové zariadenia, radary, energetické spektrum analyzátory častíc atď. — k technickej elektronike (pozri — Druhy elektronických zariadení, Čo je výkonová elektronika).
Vznik a vývoj elektroniky
Zrodu elektroniky predchádzal objav elektrického oblúka (1802), žeravý výboj v plynoch (1850), katódové lúče (1859), vynález žiarovky (1873) atď.
Ako samostatná oblasť vedy a techniky sa však elektronika začala rozvíjať koncom 19. a začiatkom 20. storočia po objave termionického žiarenia (1883) a fotoelektrónového žiarenia (1888) a vývoji elektrónovej trubice (1897). vákuová dióda (1904), vákuová trióda (1907), kryštálový detektor (1900 – 1905) (Pozri —História, princíp činnosti, konštrukcia a použitie elektróniek).
Vákuová trióda
Vynález rádia (1895) podnietil pokrok a mal rozhodujúci vplyv na ďalší rozvoj elektroniky, najmä v období rokov 1913-1920.
Žena počúvajúca rádio cez slúchadlá (1923)
V rokoch 1933-1935 začali v priemysle využívať tepelné účinky vysokofrekvenčných prúdov na indukčný ohrev kovov a zliatin a kapacitný (dielektrický) ohrev dielektrík a polovodičových materiálov. Počas druhej svetovej vojny (1939-1945) zohral radar dôležitú úlohu vo vývoji elektroniky.
Nerádiové aplikácie elektronických zariadení sa dlhodobo vyvíjajú pod silným vplyvom rádiotechniky, z ktorej si preberajú základné prvky, schémy a metódy.
Ďalší vývoj rádiotechnických aplikácií elektroniky sa uberal samostatnými smermi, najmä v oblasti jadrovej techniky (od roku 1943), výpočtovej techniky (od roku 1949) a hromadnej automatizácie výroby a procesov.
Prvý polovodičový tranzistor (vynález tranzistora sa nazýva najvýznamnejší vynález 20. storočia)
Od začiatku 50. rokov 20. storočia, po vynáleze tranzistora, začala prekvitať polovodičová elektronika, ktorá umožnila splniť zvýšené požiadavky na spoľahlivosť, účinnosť a rozmery zložitých elektronických zariadení a najmä umožnila vývoj nového sekcia teoretickej a aplikovanej elektroniky — mikroelektronika.
«Radionette» - prvý model prenosného rádia v roku 1958, vyrobený nórskym výrobcom Radionette
Stupeň implementácie elektronických zariadení v rôznych oblastiach ľudskej činnosti je kritériom moderného technického pokroku, pretože elektronika môže dramaticky zvýšiť produktivitu fyzickej a duševnej práce, zlepšiť ekonomické ukazovatele výroby a tiež vyriešiť problémy, ktoré sú neriešiteľné inými. znamená.
Elektronické zariadenia a zariadenia sú hlavnými prvkami modernej automatizovanej výroby (Čiastočná, úplná a komplexná automatizácia).
Výhody elektronických zariadení a zariadení
Elektronické zariadenia a zariadenia v porovnaní s mechanickými, elektromechanickými, pneumatickými a inými umožňujú zvýšiť rýchlosť odozvy (najmä rýchlosť spracovania informácií) o mnoho rádov, majú výraznú citlivosť na malé signály, poskytujú výnimočnú flexibilitu a flexibilitu samostatných funkčných blokov, neobsahujú žiadne pohyblivé časti a spravidla majú oveľa menšie rozmery a hmotnosť.
Kvadrokoptéra je klasickým príkladom mechatronického zariadenia (mechanické, elektrické a elektronické prvky sú neoddeliteľne spojené v jednom systéme)
Elektronické vybavenie je univerzálne a flexibilné, pretože rovnaké zariadenia (zosilňovače, klopné obvody, generátory atď.) môžu byť použité na riešenie rôznych problémov v úplne odlišných oblastiach a parametroch blokov a zariadení (zosilnenie, výstupné napätie, prevádzkové frekvencie). ) , ovládacie úrovne) sa upravujú v širokom rozsahu najjednoduchšími prostriedkami, čo umožňuje vývoj a používanie jednotných stavebných blokov, ktorých kombinácia môže poskytovať rôzne funkcie v rôznych oblastiach použitia.
Klasifikácia elektroniky podľa oblastí použitia elektronických zariadení
Technickú (aplikovanú) elektroniku možno klasifikovať podľa oblastí použitia elektronických zariadení, nezávisle od rádioelektroniky, priemyselnej elektroniky, dopravy, medicíny, geológie, jadra atď.
Charakteristickým znakom rádiovej elektroniky, najstaršieho odvetvia technickej elektroniky, je používanie elektronických zariadení na vysielanie a príjem elektromagnetických vĺn v širokom frekvenčnom rozsahu (rádiová komunikácia, radar, televízia atď.).
Priemyselná elektronika zahŕňa vývoj a aplikáciu elektronických zariadení v priemyselnej výrobe.
Príklady zariadení priemyselnej elektroniky:
Softštartéry pre elektromotory
Programovateľné logické ovládače
Operátorské panely na ovládanie automatizovaných zariadení
Klasifikácia elektronických zariadení a zariadení
Zariadenia a systémy špecifické pre technickú elektroniku možno rozdeliť do troch hlavných tried:
-
informácie určené na vnímanie a zhromažďovanie, spracovanie a uchovávanie, prenos a príjem informácií za účelom merania, kontroly a vplyvu na technologické procesy;
-
energia určená na príjem, premenu a prenos elektrickej energie;
-
technologické, určené na priame pôsobenie tokov častíc alebo elektromagnetických polí na látku za účelom mechanického, tepelného a iného spracovania materiálov alebo výrobkov.
Akákoľvek elektronická inštalácia používaná v priemysle zvyčajne kombinuje niekoľko tried zariadení, ktoré sa však líšia štruktúrou, typmi použitých elektronických zariadení a prvkov a metódami dizajnu.Preto je užitočné zvážiť každú triedu zariadení samostatne s dôrazom na príslušné časti technickej elektroniky: informačnú elektroniku, výkonovú elektroniku a procesnú elektroniku.
Pozri tiež:
Počítačová mechatronika, typy a aplikácie mechatronických systémov