Elektroniske enheder og enheder, oprindelse og udvikling af elektronik
Hvad er elektronik
Elektronik er et område inden for videnskab og teknologi, der omfatter studiet og anvendelsen af elektroniske og ioniske fænomener, der forekommer i vakuum, gasser, væsker, faste stoffer og plasmaer, såvel som ved deres grænser.
Elektronik består af to hovedsektioner:
-
fysisk elektronik, hvis emne er teoretiske og eksperimentelle undersøgelser af elektroniske og ioniske fænomener, principperne for konstruktion af elektroniske enheder og installationer, principperne for at opnå, konvertere og overføre elektrisk energi ved hjælp af elektroniske enheder og enheder, virkningsmekanismen for strømme af elektroner, ioner, kvanter og elektromagnetiske felter på stof;
-
teknisk (anvendt) elektronik, hvis emne er teorien og praksis for at bruge elektroniske enheder, enheder, systemer og installationer inden for forskellige områder af menneskelig aktivitet - videnskab, industri, kommunikation, landbrug, byggeri, transport osv.
Elektroniske enheder og enheder
Elektroniske enheder og enheder er i centrum i elektronik. De er direkte eller indirekte genstand for forskning i fysisk elektronik og tjener som grundlæggende elementer i den tekniske udvikling inden for teknisk elektronik.
Fysiske fænomener relateret til bevægelse af elektroner, men ikke realiseret i elektroniske enheder (for eksempel kosmiske stråler, radiobølgeudbredelse osv.), hører ikke til fysisk elektronik, men til de tilsvarende grene af fysik (især radiofysik) ).
Tilsvarende elektrisk udstyr, selv indeholdende individuelle elektroniske komponenter som hjælpe, men generelt ikke baseret på egenskaberne af elektroniske enheder, for eksempel en elektrisk maskinforstærker, en magnetisk forstærker, men elektronstråleoscilloskoper, røntgeninstallationer, radarer, energispektrum analysatorer af partikler mv. — til teknisk elektronik (se — Typer af elektronisk udstyr, Hvad er kraftelektronik).
Elektronikkens oprindelse og udvikling
Elektronikkens fødsel gik forud af opdagelsen af den elektriske lysbue (1802), glødeudladningen i gasser (1850), katodestråler (1859), opfindelsen af glødelampen (1873) osv.
Men som et selvstændigt område inden for videnskab og teknologi begyndte elektronik at udvikle sig i slutningen af det 19. og begyndelsen af det 20. århundrede efter opdagelsen af termionstråling (1883) og fotoelektronstråling (1888) og udviklingen af elektronstrålerøret (1897). vakuum diode (1904), vakuum triode (1907), krystal detektor (1900 — 1905) (Se —Historie, funktionsprincip, design og anvendelse af elektronrør).
Vakuum triode
Opfindelsen af radioen (1895) stimulerede fremskridtet og fik afgørende indflydelse på elektronikkens videre udvikling, især i perioden 1913-1920.
Kvinde lytter til radio gennem hovedtelefoner (1923)
I 1933-1935 begyndte at bruge i industrien de termiske virkninger af højfrekvente strømme til induktionsopvarmning af metaller og legeringer og kapacitiv (dielektrisk) opvarmning af dielektriske og halvledermaterialer. Under Anden Verdenskrig (1939-1945) spillede radar en vigtig rolle i udviklingen af elektronik.
Ikke-radiotekniske applikationer af elektroniske enheder har udviklet sig i lang tid under stærk indflydelse fra radioteknik, hvorfra de låner de grundlæggende elementer, ordninger og metoder til dem.
Yderligere udvikling af radiotekniske anvendelser af elektronik gik i uafhængige retninger, især inden for atomteknologi (fra 1943), computerteknologi (fra 1949) og masseautomatisering af produktion og processer.
Den første halvledertransistor (opfindelsen af transistoren er blevet kaldt den mest betydningsfulde opfindelse i det 20. århundrede)
Siden begyndelsen af 1950'erne, efter opfindelsen af transistoren, begyndte halvlederelektronikken at blomstre, hvilket gjorde det muligt at opfylde de øgede krav til pålidelighed, effektivitet og dimensioner af komplekse elektroniske enheder og især forudsat udviklingen af en ny afsnit af teoretisk og anvendt elektronik — mikroelektronik.
«Radionette» - den første model af en bærbar radio i 1958, produceret af den norske producent Radionette
Graden af implementering af elektronisk udstyr inden for forskellige områder af menneskelig aktivitet er et kriterium for moderne tekniske fremskridt, da elektronik dramatisk kan øge produktiviteten af fysisk og mentalt arbejde, forbedre de økonomiske produktionsindikatorer og også løse problemer, der er vanskelige for andre midler.
Elektroniske enheder og enheder er hovedelementerne i moderne automatiseret produktion (Delvis, fuld og kompleks automatisering).
Fordelene ved elektroniske enheder og enheder
Elektroniske enheder og enheder, sammenlignet med mekaniske, elektromekaniske, pneumatiske og andre, gør det muligt at øge reaktionshastigheden (især hastigheden af informationsbehandling) med mange størrelsesordener, har betydelig følsomhed over for små signaler, giver exceptionel fleksibilitet og fleksibilitet af separate funktionsblokke, indeholder ingen bevægelige dele og har som regel meget mindre dimensioner og vægt.
En quadcopter er et klassisk eksempel på en mekatronisk enhed (mekaniske, elektriske og elektroniske elementer er uløseligt forbundet i ét system)
Elektronisk udstyr er universelt og fleksibelt, da de samme enheder (forstærkere, flip-flops, generatorer osv.) kan bruges til at løse forskellige problemer på helt forskellige områder og parametrene for blokkene og enhederne (forstærkning, udgangsspænding, driftsfrekvenser) ) , aktiveringsniveauer) justeres i et bredt område med de enkleste midler, som tillader udvikling og brug af forenede byggeklodser, hvis kombination kan give forskellige funktioner i forskellige anvendelsesområder.
Klassificering af elektronik efter anvendelsesområder for elektronisk udstyr
Teknisk (anvendt) elektronik kan klassificeres efter anvendelsesområderne for elektronisk udstyr, idet man uafhængigt betragter radioelektronik, industriel elektronik, transport, medicinsk, geologisk, nuklear osv.
Et karakteristisk træk ved radioelektronik, den ældste gren af teknisk elektronik, er brugen af elektroniske enheder til transmission og modtagelse af elektromagnetiske bølger i et bredt frekvensområde (radiokommunikation, radar, fjernsyn osv.).
Industriel elektronik dækker over udvikling og anvendelse af elektroniske enheder i industriel produktion.
Eksempler på industrielle elektroniske enheder:
Programmerbare logiske controllere
Betjeningspaneler til styring af automatiserede enheder
Klassificering af elektroniske enheder og enheder
Enheder og systemer, der er specifikke for teknisk elektronik, kan opdeles i tre hovedklasser:
-
information beregnet til perception og indsamling, behandling og lagring, transmission og modtagelse af information med henblik på måling, kontrol og indvirkning på teknologiske processer;
-
energi beregnet til modtagelse, konvertering og transmission af elektrisk energi;
-
teknologisk, beregnet til direkte påvirkning af partikelstrømme eller elektromagnetiske felter på et stof med henblik på mekanisk, termisk og anden behandling af materialer eller produkter.
Enhver elektronisk installation, der bruges i industrien, kombinerer normalt flere klasser af enheder, men sidstnævnte adskiller sig i struktur, typer af elektroniske enheder og elementer, der anvendes, og designmetoder.Derfor er det nyttigt at overveje hver klasse af enheder uafhængigt, idet der lægges vægt på de relevante sektioner af teknisk elektronik: informationselektronik, kraftelektronik og proceselektronik.
Se også:
Computermekatronik, typer og anvendelser af mekatroniske systemer