Dispozitive și dispozitive electronice, originea și dezvoltarea electronicii

Ce este electronica

Electronica este un domeniu al științei și tehnologiei care cuprinde studiul și aplicarea fenomenelor electronice și ionice care apar în vid, gaze, lichide, solide și plasme, precum și la granițele acestora.

Electronica constă din două secțiuni principale:

• electronica fizică, al cărei subiect sunt studiile teoretice și experimentale ale fenomenelor electronice și ionice, principiile de construcție a dispozitivelor și instalațiilor electronice, principiile obținerii, conversiei și transferului energiei electrice folosind dispozitive și dispozitive electronice, mecanismul de acțiune al fluxuri de electroni, ioni, cuante și câmpuri electromagnetice pe materie;

• electronica tehnică (aplicată), al cărei subiect este teoria și practica utilizării dispozitivelor, dispozitivelor, sistemelor și instalațiilor electronice în diverse domenii ale activității umane — știință, industrie, comunicații, agricultură, construcții, transport etc.

Dispozitive și dispozitive electronice

Dispozitivele și dispozitivele electronice sunt în centrul atenției în electronică. Ele sunt obiecte directe sau indirecte de cercetare în electronica fizică și servesc ca elemente de bază în dezvoltarea ingineriei în electronica tehnică.

Fenomenele fizice legate de mișcarea electronilor, dar nerealizate în dispozitive electronice (de exemplu, razele cosmice, propagarea undelor radio etc.), nu aparțin electronicii fizice, ci ramurilor corespunzătoare ale fizicii (în special, radiofizica). ).

În mod similar, echipamentele electrice, care conțin chiar și componente electronice individuale ca auxiliare, dar în general nu se bazează pe proprietățile dispozitivelor electronice, de exemplu, un amplificator de mașină electrică, un amplificator magnetic, dar osciloscoape cu fascicul de electroni, instalații de raze X, radare, spectru energetic analizoare de particule etc. — la electronica tehnică (vezi — Tipuri de dispozitive electronice, Ce este electronica de putere).

Originea și dezvoltarea electronicii

Nașterea electronicii a fost precedată de descoperirea arcului electric (1802), a descărcării strălucitoare în gaze (1850), a razelor catodice (1859), a inventării lămpii incandescente (1873) etc.

Cu toate acestea, ca domeniu independent de știință și tehnologie, electronica a început să se dezvolte la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea după descoperirea radiației termoionice (1883) și a radiației fotoelectronilor (1888) și dezvoltarea tubului fasciculului de electroni (1897). diodă cu vid (1904), triodă cu vid (1907), detector cu cristale (1900 — 1905) (vezi —Istoria, principiul de funcționare, proiectarea și aplicarea tuburilor electronice).

Triodă cu vid

Invenția radioului (1895) a stimulat progresul și a avut o influență decisivă asupra dezvoltării ulterioare a electronicii, mai ales în perioada 1913-1920.

Femeie care ascultă radioul prin căști (1923)

În 1933 - 1935 a început să folosească în industrie efectele termice ale curenților de înaltă frecvență pentru încălzirea prin inducție a metalelor și aliajelor și încălzirea capacitivă (dielectrică) a dielectricilor și a materialelor semiconductoare. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial (1939-1945), radarul a jucat un rol important în dezvoltarea electronicii.

Aplicațiile de inginerie non-radio ale dispozitivelor electronice se dezvoltă de mult timp sub influența puternică a ingineriei radio, de la care împrumută elementele de bază, schemele și metodele pentru acestea.

Dezvoltarea ulterioară a aplicațiilor de inginerie radio a electronicii a mers în direcții independente, în special în domeniul tehnologiei nucleare (din 1943), tehnologiei computerelor (din 1949) și automatizării în masă a producției și proceselor.

Primul tranzistor semiconductor (invenția tranzistorului a fost numită cea mai semnificativă invenție a secolului al XX-lea)

De la începutul anilor 1950, după invenția tranzistorului, electronica semiconductoare a început să înflorească, ceea ce a făcut posibilă îndeplinirea cerințelor crescute de fiabilitate, eficiență și dimensiuni ale dispozitivelor electronice complexe și, în special, a asigurat dezvoltarea unui nou secţiunea electronică teoretică şi aplicată — microelectronica.

«Radionette» - primul model de radio portabil în 1958, produs de producătorul norvegian Radionette

Gradul de implementare a echipamentelor electronice în diverse domenii ale activității umane este un criteriu pentru progresul tehnic modern, deoarece electronica poate crește dramatic productivitatea muncii fizice și mentale, poate îmbunătăți indicatorii economici ai producției și, de asemenea, poate rezolva problemele care sunt insolubile de alții. mijloace.

Dispozitivele și dispozitivele electronice sunt principalele elemente ale producției automate moderne (Automatizare parțială, completă și complexă).

Avantajele dispozitivelor și dispozitivelor electronice

Dispozitivele și dispozitivele electronice, în comparație cu cele mecanice, electromecanice, pneumatice și altele, permit creșterea vitezei de răspuns (în special a vitezei de procesare a informațiilor) cu multe ordine de mărime, au o sensibilitate semnificativă la semnale mici, oferă o flexibilitate și flexibilitate excepționale. de blocuri funcționale separate, nu conțin piese mobile și, de regulă, au dimensiuni și greutate mult mai mici.

Un quadcopter este un exemplu clasic de dispozitiv mecatronic (elementele mecanice, electrice și electronice sunt indisolubil legate într-un singur sistem)

Echipamentele electronice sunt universale și flexibile, deoarece aceleași dispozitive (amplificatoare, flip-flops, generatoare etc.) pot fi folosite pentru a rezolva diferite probleme în zone complet diferite și parametrii blocurilor și dispozitivelor (amplificare, tensiune de ieșire, frecvențe de operare). ) , niveluri de acționare) sunt reglate într-o gamă largă prin cele mai simple mijloace, ceea ce permite dezvoltarea și utilizarea blocurilor de construcție unificate, a căror combinație poate oferi diferite funcții în diferite domenii de aplicare.

Clasificarea electronicii pe domenii de aplicare a echipamentelor electronice

Electronica tehnică (aplicată) poate fi clasificată în funcție de domeniile de aplicare a echipamentelor electronice, luând în considerare independent electronica radio, electronica industrială, de transport, medicală, geologică, nucleară etc.

O trăsătură distinctivă a electronicii radio, cea mai veche ramură a electronicii tehnice, este utilizarea dispozitivelor electronice pentru transmiterea și recepția undelor electromagnetice într-o gamă largă de frecvențe (comunicații radio, radar, televiziune etc.).

Electronica industrială acoperă dezvoltarea și aplicarea dispozitivelor electronice în producția industrială.

Exemple de dispozitive electronice industriale:

Convertoare de frecvență

Demaroare soft pentru motoare electrice

Controlere logice programabile

Controlere fotovoltaice

Panouri de operare pentru controlul dispozitivelor automate

Clasificarea dispozitivelor și dispozitivelor electronice

Dispozitivele și sistemele specifice electronicii tehnice pot fi împărțite în trei clase principale:

• informații destinate perceperii și colectării, prelucrării și stocării, transmiterii și recepționării informațiilor în scopul măsurării, controlului și impactului asupra proceselor tehnologice;

• energie destinată recepționării, transformării și transmiterii energiei electrice;

• tehnologice, destinate impactului direct al fluxurilor de particule sau al câmpurilor electromagnetice asupra unei substanțe în scopul prelucrării mecanice, termice și de altă natură a materialelor sau produselor.

Orice instalație electronică utilizată în industrie combină de obicei mai multe clase de dispozitive, dar acestea din urmă diferă prin structură, tipuri de dispozitive electronice și elemente utilizate și metode de proiectare.Prin urmare, este util să luăm în considerare fiecare clasă de dispozitive în mod independent, punând accent pe secțiunile relevante ale electronicii tehnice: electronică informațională, electronică de putere și electronică de proces.

Vezi si:

Mecatronică computerizată, tipuri și aplicații ale sistemelor mecatronice