ელექტრონიკა რთული, მაგრამ ძალიან სასარგებლო მეცნიერებაა. გარდა ამისა, ის პერსპექტიულია, მიუხედავად უკვე შექმნილი გამოგონების დიდი რაოდენობით. მაგრამ სანამ იმოქმედებთ, უნდა გესმოდეთ, რა არის ელექტროტექნიკა ელექტრონიკის საფუძვლებთან. ჩვენ მათ განვიხილავთ გამოყენებული მოწყობილობების მაგალითის გამოყენებით.
მუშაობა ალტერნატიულ დენზე
მაგალითად ძრავა იქნება აღებული. ელექტროტექნიკა და ელექტრონიკის საფუძვლები ამ შემთხვევაში ემყარება ორ ძირითად ნაწილს: ფიქსირებულ და გამოხატულს. პირველი არის ინდუქტორი, ხოლო მეორე არის არმატურა ბარაბნის გრაგნილით. ამ შემთხვევაში მნიშვნელოვანია მთელი რიგი პირობების არსებობა. ასე რომ, ინდუქტორს უნდა ჰქონდეს ცილინდრული ფორმა და დამზადებული იყოს ფერომაგნიტური შენადნობისგან. ასევე გვჭირდება ბოძები აგზნების გრაგნილით, რომლებიც ფიქსირდება ჩარჩოზე. გრაგნილი ქმნის მთავარ მაგნიტურ ნაკადს. ზოგადი ელექტროტექნიკის წიგნი ელექტრონიკის საფუძვლებით დაგეხმარებათ გაიგოთ როგორ გამოთვალოთ საჭირო მნიშვნელობები. ამ მეთოდის გარდა, მაგნიტური ნაკადი შეიძლება შეიქმნას მუდმივი მაგნიტებით, რომლებიც მიმაგრებულია ჩარჩოზე. არმატურა ეხება ბირთვს, გრაგნილს და კოლექტორს. პირველი აწყობილია ელექტრო ფოლადის იზოლირებული ფურცლებიდან.
ანალოგური მოწყობილობები
ჩვენ ვაგრძელებთ ელექტრონიკის საფუძვლების შესწავლას და განვიხილავთ მოწყობილობების ტიპებს უკვე მათი მუშაობის პრინციპის მიხედვით. ანალოგური მოწყობილობების მთავარი მახასიათებელია მიღებული სიგნალის უწყვეტი ცვლილება აღწერილი ფიზიკური პროცესის შესაბამისად. მათემატიკურად, ის შეიძლება გამოიხატოს როგორც უწყვეტი ფუნქცია, სადაც არის შეუზღუდავი რაოდენობის მნიშვნელობები დროის სხვადასხვა მომენტში. ამ შემთხვევაში შეგვიძლია მოვიყვანოთ შემდეგი მაგალითი: ჰაერის ტემპერატურა იცვლება და ანალოგური სიგნალი შესაბამისად გარდაიქმნება. რა გამოიხატება როგორც ძაბვის ვარდნა (თუმცა ამის აღსანიშნავად მრავალი სხვა გზა არსებობს, მაგალითად, ქანქარა ცვლის თავის პოზიციას). ანალოგური მოწყობილობები მარტივი, საიმედო და სწრაფია. ეს უზრუნველყოფს მათ ფართო გამოყენებას. მართალია, შეუძლებელია იმის თქმა, რომ მათ შეუძლიათ დაიკვეხნონ სიგნალის დამუშავების სპეციალური სიზუსტით. ასევე, ანალოგურ მოწყობილობებს არ აქვთ მაღალი ხმაურის იმუნიტეტი. ისინი ძლიერ არიან დამოკიდებული სხვადასხვა გარე ფაქტორებზე (ფიზიკური დაბერება, ტემპერატურა, გარე ველები). მათ ასევე ხშირად ადანაშაულებენ სიგნალის დამახინჯებაში და დაბალ ეფექტურობაში.
ციფრული მოწყობილობები
ისინი მიმართულია დისკრეტულ სიგნალებთან მუშაობაზე. როგორც წესი, იგი შედგება პულსების გარკვეული თანმიმდევრობისგან, რომელსაც შეუძლია მიიღოს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა - "ჭეშმარიტი" ან "ცრუ". ყველამ, ვინც იცის ელექტრონიკის საფუძვლები, ასევე იცის, რომ მათი დანერგვა შესაძლებელია სხვადასხვა ელემენტის ბაზაზე. დიახ, ადამიანს აქვსტრანზისტორების, ოპტოელექტრონული ელემენტების, ელექტრომაგნიტური რელეების, მიკროსქემების არჩევის შესაძლებლობა. ანუ არის მრავალფეროვნება და საკმაოდ ვრცელია. როგორც წესი, სქემები იკრიბება ლოგიკური ელემენტებიდან. ტრიგერები და მრიცხველები გამოიყენება კომუნიკაციისთვის (მაგრამ არა ყოველთვის). მსგავსი რამ შეიძლება ნახოთ რობოტიკაში, ავტომატიზაციის სისტემებში, საზომ ინსტრუმენტებში, რადიოში და ტელეკომუნიკაციებში. ციფრული მოწყობილობების მნიშვნელოვანი უპირატესობაა მათი წინააღმდეგობა ჩარევის მიმართ, მონაცემთა დამუშავებისა და ჩაწერის სიმარტივე. მათ ასევე შეუძლიათ ინფორმაციის გადაცემა ისეთი მცირე დამახინჯებით, რომ მათი იგნორირება შეიძლება. ამიტომ, ციფრული მოწყობილობები უფრო სასურველია ვიდრე ანალოგური.
ნახევარგამტარები
ისინი, მათი მრავალფეროვნებისა და თვისებების გამო, ელექტრონიკის დამოუკიდებელ სფეროდ იქცნენ. ამის საფუძველი ძალიან დიდი ხნის წინ ჩაეყარა, როცა ბროლის დეტექტორების გამოყენება დაიწყო. ისინი წარმოადგენდნენ ნახევარგამტარულ გამომსწორებლებს, რომლებიც შექმნილია მაღალი სიხშირის დენებისაგან. თავდაპირველად გამოიყენებოდა სპილენძის ოქსიდის ან სელენის საფუძველზე შექმნილი მოწყობილობები. მართალია, როგორც აღმოჩნდა, ისინი ბევრად ნაკლებად ვარგისია სამუშაოდ, ვიდრე ის მოწყობილობები, რომლებიც დამზადებულია სილიკონის ბაზაზე.
O. V. ლოსევი, ნიჟნი ნოვგოროდის რადიო ლაბორატორიის თანამშრომელი, რომელმაც ჯერ კიდევ 1922 წელს შექმნა მოწყობილობა, სადაც ბუნებრივი რხევების წარმოქმნის გამო, მიღებული სიგნალები მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა, შეეძლო დაიკვეხნოს ამ სფეროში პირველი წარმატებული განვითარებით.. მაგრამ ამ მოვლენებს, სამწუხაროდ, სათანადო განვითარება არ მიუღია. დაახლა მსოფლიო იყენებს ნახევარგამტარულ ტრიოდებს (ისინი ასევე არიან ტრანზისტორები), რომლებიც ბრატეინმა, შოკლიმ და ბარდინმა ერთობლივად განავითარეს და მათზე ახლა შენდება თანამედროვე ელექტრონიკა. მათთან მუშაობის საფუძვლები, თუმცა რთულია, აუცილებელია მათთვის, ვისაც სურს ისწავლოს და ივარჯიშო ამ სფეროში.
მიკროელექტრონიკა
თავისებურად, ეს არის ელექტრონიკის კვინტესენცია, სადაც ინფორმაციის თვისებები მაქსიმალურ მნიშვნელობებს აღწევს. აქ მონაცემთა ნაკადების სიმკვრივე წონის ერთეულზე არის ამ მეცნიერების სხვა ნაწილების მრავლობითი. მაგრამ მიკროელექტრონიკის ამოცანაა ინფორმაციის დამუშავება. ამ შემთხვევაში გამოიყენება მხოლოდ ორი ციფრი: ლოგიკური ერთი და ნული. მაგრამ პრაქტიკული მუშაობა ამ სფეროში ძალიან რთულია - ყოველივე ამის შემდეგ, ის მოითხოვს მთელ რიგ პირობებს, რომელთა უზრუნველყოფაც ძნელია (თითქმის შეუძლებელი) სახლში. მათ შორისაა სრულყოფილი სისუფთავე, მაღალი სიზუსტე სამუშაო და დახვეწილი ტექნოლოგიების გამოყენება.
მათემატიკური დასაბუთება
ლოგიკის ალგებრა გამოიყენება ტექნიკისთვის. ის გამოიგონა ჯორჯ ბულმა. ამიტომ, მას ზოგჯერ ლოგიკურ ალგებრასაც უწოდებენ. პრაქტიკული მიზნებისთვის იგი პირველად გამოიყენა ამერიკელმა მეცნიერმა კლოდ შენონმა 1938 წელს, როდესაც შეისწავლა ელექტრული სქემები საკონტაქტო გადამრთველებით. როდესაც გამოიყენება ლოგიკური ალგებრა (ასევე უწოდებენ ლოგიკას), მაშინ ყველა განსახილველ განცხადებას შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ ორი მნიშვნელობა: "true" ან "false". მარტო ისინი არ არიან რთული. მაგრამ მარტივ განცხადებებს შეუძლიათ შექმნან მრავალკომპონენტიანი განცხადებები ლოგიკურ ოპერაციებთან კომბინაციით.თუ ისინი ასევე მითითებულია რაღაცით (მაგალითად, ასოებით), მაშინ ლოგიკის ალგებრის კანონების გამოყენებით შეგიძლიათ აღწეროთ ნებისმიერი, თუნდაც ყველაზე რთული ციფრული სქემები.
რა თქმა უნდა, ელექტრონიკის საფუძვლების გასაგებად, არ არის საჭირო თეორიის ნიუანსებში ჩაღრმავება. საკმარისია ამ მიმართულების პრიმიტიული გაგება. ასე რომ, განიხილეთ შემდეგი მაგალითი. გვაქვს LED, გადამრთველი და კვების წყარო. როდესაც სინათლის ელემენტი ჩართულია, ჩვენ ვამბობთ "ჭეშმარიტი". LED არ არის აქტიური - ეს ნიშნავს "ცრუ". სწორედ ასეთი გადაწყვეტილებების დიდი რაოდენობის აგებიდან შედგება კომპიუტერები.
დასკვნა
ზოგადი ელექტროინჟინერია ელექტრონიკის საფუძვლებით დაგეხმარებათ გაიგოთ ამ სფეროში მიმდინარე პროცესები. ასევე, ცოდნა მოწყობილობების უსაფრთხო ტექნიკური მუშაობის შესახებ არ იქნება ზედმეტი. აუცილებელია ამ საქმიანობისთვის სპეციალურად მომზადებულ ადგილზე მუშაობა. თქვენ ასევე უნდა იზრუნოთ, რომ გამორიცხოთ ელექტრო დაზიანების შესაძლებლობა. ამისათვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ რეზინის ხელთათმანები (შიშველი მავთულხლართებით მუშაობისას) და დაცვის სხვა საშუალებები. პრაქტიკაში სასარგებლო იქნება რესპირატორის ან მსგავსი მოწყობილობის გამოყენება შედუღებისას.
