Dispositius i dispositius electrònics, origen i desenvolupament de l'electrònica
Què és l'electrònica
L'electrònica és un camp de la ciència i la tecnologia que abasta l'estudi i l'aplicació dels fenòmens electrònics i iònics que es produeixen al buit, gasos, líquids, sòlids i plasmes, així com als seus límits.
L'electrònica consta de dues seccions principals:
-
electrònica física, la matèria de la qual són estudis teòrics i experimentals dels fenòmens electrònics i iònics, els principis de construcció de dispositius i instal·lacions electrònics, els principis d'obtenció, conversió i transferència d'energia elèctrica mitjançant dispositius i dispositius electrònics, el mecanisme d'acció de la fluxos d'electrons, ions, quants i camps electromagnètics sobre la matèria;
-
electrònica tècnica (aplicada), la matèria de la qual és la teoria i la pràctica de l'ús de dispositius, dispositius, sistemes i instal·lacions electrònics en diversos camps de l'activitat humana: ciència, indústria, comunicacions, agricultura, construcció, transports, etc.
Dispositius i aparells electrònics
Els dispositius i dispositius electrònics prenen el protagonisme de l'electrònica. Són objectes directes o indirectes de recerca en electrònica física i serveixen com a elements bàsics en els desenvolupaments de l'enginyeria en electrònica tècnica.
Els fenòmens físics relacionats amb el moviment dels electrons, però no realitzats en dispositius electrònics (per exemple, raigs còsmics, propagació d'ones de ràdio, etc.), no pertanyen a l'electrònica física, sinó a les branques corresponents de la física (en particular, la radiofísica). ).
De la mateixa manera, els equips elèctrics, fins i tot que contenen components electrònics individuals com a auxiliars, però generalment no es basen en les propietats dels dispositius electrònics, per exemple, un amplificador de màquina elèctrica, un amplificador magnètic, però oscil·loscopis de feix d'electrons, instal·lacions de raigs X, radars, espectre d'energia. analitzadors de partícules, etc. — a l'electrònica tècnica (vegeu — Tipus d'aparells electrònics, Què és l'electrònica de potència).
Origen i desenvolupament de l'electrònica
El naixement de l'electrònica va ser precedit pel descobriment de l'arc elèctric (1802), la descàrrega brillant en gasos (1850), els raigs catòdics (1859), la invenció de la làmpada incandescent (1873), etc.
Tanmateix, com a camp independent de la ciència i la tecnologia, l'electrònica va començar a desenvolupar-se a finals del segle XIX i principis del XX després del descobriment de la radiació termoiònica (1883) i la radiació fotoelectrònica (1888) i el desenvolupament del tub de feix d'electrons (1897). díode de buit (1904), triode de buit (1907), detector de cristalls (1900 — 1905) (vegeu -Història, principi de funcionament, disseny i aplicació dels tubs electrònics).
Triode al buit
La invenció de la ràdio (1895) va estimular el progrés i va tenir una influència decisiva en el desenvolupament posterior de l'electrònica, especialment en el període 1913-1920.
Dona escoltant la ràdio a través dels auriculars (1923)
El 1933-1935 va començar a utilitzar a la indústria els efectes tèrmics dels corrents d'alta freqüència per a l'escalfament per inducció de metalls i aliatges i l'escalfament capacitiu (dielèctric) de materials dielèctrics i semiconductors. Durant la Segona Guerra Mundial (1939-1945), el radar va tenir un paper important en el desenvolupament de l'electrònica.
Les aplicacions d'enginyeria no radiofònica dels dispositius electrònics s'han desenvolupat durant molt de temps sota la forta influència de l'enginyeria de ràdio, de la qual prenen prestats els elements bàsics, els esquemes i els mètodes per a ells.
El desenvolupament posterior de les aplicacions d'enginyeria de ràdio de l'electrònica va anar en direccions independents, especialment en el camp de la tecnologia nuclear (a partir de 1943), la tecnologia informàtica (a partir de 1949) i l'automatització massiva de la producció i els processos.
El primer transistor semiconductor (la invenció del transistor s'ha anomenat l'invent més important del segle XX)
Des de principis de la dècada de 1950, després de la invenció del transistor, va començar a florir l'electrònica de semiconductors, la qual cosa va permetre satisfer els majors requisits de fiabilitat, eficiència i dimensions dels dispositius electrònics complexos i, en particular, va proporcionar el desenvolupament d'un nou secció d'electrònica teòrica i aplicada — microelectrònica.
«Radionette» - el primer model de ràdio portàtil el 1958, produït pel fabricant noruec Radionette
El grau d'implementació d'equips electrònics en diversos camps de l'activitat humana és un criteri per al progrés tècnic modern, ja que l'electrònica pot augmentar dràsticament la productivitat del treball físic i mental, millorar els indicadors econòmics de la producció i també resoldre problemes insolubles per als altres. significa.
Els dispositius i dispositius electrònics són els elements principals de la producció automatitzada moderna (Automatització parcial, total i complexa).
Els avantatges dels dispositius i dispositius electrònics
Els dispositius i dispositius electrònics, en comparació amb els mecànics, electromecànics, pneumàtics i altres, permeten augmentar la velocitat de resposta (en particular, la velocitat del processament de la informació) en molts ordres de magnitud, tenen una sensibilitat significativa als senyals petits, proporcionen una flexibilitat i flexibilitat excepcionals. de blocs funcionals separats, no contenen peces mòbils i, per regla general, tenen dimensions i pes molt més petits.
Un quadcopter és un exemple clàssic de dispositiu mecatrònic (els elements mecànics, elèctrics i electrònics estan indissociablement connectats en un sistema)
Els equips electrònics són universals i flexibles, ja que els mateixos aparells (amplificadors, xancletes, generadors, etc.) es poden utilitzar per resoldre problemes diferents en àrees completament diferents i els paràmetres dels blocs i dispositius (amplificació, tensió de sortida, freqüències de funcionament). ) , nivells d'actuació) s'ajusten en una àmplia gamma pels mitjans més senzills, que permeten el desenvolupament i l'ús de blocs de construcció unificats, la combinació dels quals pot proporcionar diferents funcions en diferents camps d'aplicació.
Classificació de l'electrònica per àrees d'aplicació dels equips electrònics
L'electrònica tècnica (aplicada) es pot classificar segons els camps d'aplicació dels equips electrònics, considerant independentment la radioelectrònica, l'electrònica industrial, el transport, la medicina, la geològica, la nuclear, etc.
Una característica distintiva de la radioelectrònica, la branca més antiga de l'electrònica tècnica, és l'ús d'aparells electrònics per a la transmissió i recepció d'ones electromagnètiques en un ampli rang de freqüències (comunicació per ràdio, radar, televisió, etc.).
L'electrònica industrial abasta el desenvolupament i l'aplicació de dispositius electrònics en la producció industrial.
Exemples de dispositius electrònics industrials:
Arrancadors suaus per a motors elèctrics
Controladors lògics programables
Taulers operadors per al control de dispositius automatitzats
Classificació d'aparells i aparells electrònics
Els dispositius i sistemes específics de l'electrònica tècnica es poden dividir en tres classes principals:
-
informació destinada a la percepció i recollida, tractament i emmagatzematge, transmissió i recepció d'informació amb finalitats de mesura, control i impacte en els processos tecnològics;
-
energia destinada a rebre, convertir i transmetre energia elèctrica;
-
tecnològic, destinat a l'impacte directe de fluxos de partícules o camps electromagnètics sobre una substància amb finalitats de processament mecànic, tèrmic i altres de materials o productes.
Qualsevol instal·lació electrònica utilitzada a la indústria acostuma a combinar diverses classes de dispositius, però aquests últims difereixen en estructura, tipus de dispositius i elements electrònics utilitzats i mètodes de disseny.Per tant, és útil considerar cada classe de dispositius de manera independent, posant èmfasi en les seccions rellevants de l'electrònica tècnica: electrònica de la informació, electrònica de potència i electrònica de procés.
Vegeu també:
Mecatrònica informàtica, tipus i aplicacions dels sistemes mecatrònics