Fundamentos de la electrónica: tipos de dispositivos electrónicos y reglas para el funcionamiento técnico de las instalaciones eléctricas

La electrónica es una ciencia compleja pero muy útil. Además, es prometedor, a pesar del gran número de invenciones ya creadas. Pero antes de actuar, es necesario entender qué es la ingeniería eléctrica con los fundamentos de la electrónica. Los consideraremos utilizando el ejemplo de los dispositivos utilizados.

Trabajo en corriente alterna

Como ejemplo, se considerará el motor. La ingeniería eléctrica y los fundamentos de la electrónica en este caso se basan en dos partes principales: fijas y expresadas. Bajo la primera se entiende como un inductor, y bajo la segunda es una armadura con un bobinado de tambor. Importante en este caso es la existencia de una serie de condiciones. Por lo tanto, el inductor debe tener una forma cilíndrica y estar hecho de una aleación ferromagnética. También se necesitan postes con una excitación de bobinado, que se fijan en el bastidor. El devanado crea el flujo magnético principal. Aprender a calcular los valores requeridos ayudará al libro de tareas sobre la ingeniería eléctrica general con los fundamentos de la electrónica. Además de este método, el flujo magnético puede ser creado por imanes permanentes que están unidos al bastidor. Un ancla es un núcleo, un devanado y un colector. La primera se recoge de hojas aisladas de acero eléctrico.

Analog Devices

Continuamos aprendiendo los fundamentos de la electrónica y consideramos los tipos de dispositivos ya basados en el principio de su funcionamiento. La característica principal de los dispositivos analógicos es un cambio continuo en la señal recibida de acuerdo con el proceso físico descrito. Matemáticamente, puede expresarse como una función continua, donde hay un número ilimitado de valores en diferentes instantes de tiempo. En este caso, se puede dar un ejemplo: la temperatura del aire cambia y la señal analógica se transforma apropiadamente . Lo que se expresa en forma de caída de tensión (aunque hay muchas otras maneras de designar esto, por ejemplo, cambiar el péndulo de su posición). Los dispositivos análogos son simples, confiables y tienen alta velocidad. Esto asegura su amplia aplicación. Sin embargo, para decir que pueden presumir una precisión particular de procesamiento de la señal – es imposible. Además, los dispositivos analógicos no tienen alta inmunidad al ruido. Dependen fuertemente de varios factores externos (envejecimiento físico, temperatura, campos externos). Además, a menudo se les atribuye la distorsión de la transmisión de la señal y la baja eficiencia.

Dispositivos digitales

Están destinados a trabajar con señales discretas. Por regla general, consiste en una cierta secuencia de impulsos, que puede tomar sólo dos valores – "verdadero" o "falso". Todo el mundo que conoce los fundamentos de la electrónica también es consciente de que pueden realizarse en diferentes bases de elementos. Por lo tanto, una persona tiene una elección entre los transistores, elementos optoelectrónicos, relés electromagnéticos, microcircuitos. Es decir, la diversidad está presente, y es bastante extensa. Como regla, los circuitos de los elementos lógicos se ensamblan. Los disparadores y contadores se utilizan para la comunicación (pero no siempre). Algo parecido puede observarse en robótica, sistemas de automatización, dispositivos de medición, radio y telecomunicaciones. Una ventaja importante de los dispositivos digitales es su resistencia a la interferencia, facilidad de procesamiento y registro de datos. También pueden transmitir información con distorsiones tan pequeñas que pueden ser ignoradas. Por lo tanto, los dispositivos digitales se consideran más preferibles que los dispositivos analógicos.

Dispositivos Semiconductores

Debido a su variedad y propiedades, se han convertido en un campo independiente de la electrónica. Los fundamentos de esto se establecieron hace mucho tiempo, cuando los detectores de cristal comenzaron a ser utilizados. Eran rectificadores semiconductores, diseñados para operar corrientes de alta frecuencia. En un primer momento, se utilizaron dispositivos basados en óxido de cobre o selenio. Es cierto que, como resultó, son mucho menos adecuados para el trabajo que los dispositivos que se hacen a base de silicio.

OV Losev, empleado del Laboratorio de Radio de Nizhny Novgorod, pudo presumir de los primeros desarrollos exitosos en este campo, que en 1922 creó un dispositivo donde, gracias a la generación de oscilaciones naturales, las señales recibidas mejoraron significativamente. Pero estos acontecimientos, por desgracia, no han recibido un desarrollo adecuado. Y ahora el mundo utiliza triodos semiconductores (son los mismos transistores), que fueron desarrollados conjuntamente por Brattein, Shockley y Bardeen, y la electrónica moderna se está construyendo sobre ellos. Fundamentos de trabajar con ellos, aunque difícil, pero necesario para cualquiera que quiera aprender y practicar en esta área.

Microelectrónica

En cierto modo, esta es la quintaesencia de la electrónica, donde las propiedades de la información alcanzan sus valores máximos. Aquí, la densidad de flujos de datos por unidad de peso es un múltiplo de la de otras partes de esta ciencia. Pero la tarea de la microelectrónica es el procesamiento de la información. Sólo se utilizan dos dígitos: una unidad lógica y cero. Pero el trabajo práctico en esta área es muy difícil – de hecho para ello se requieren una serie de condiciones, que son difíciles (casi imposibles) de proporcionar en el hogar. Entre ellos, la pureza ideal, la alta precisión de trabajo y el uso de equipos complejos.

Justificación matemática

La técnica utiliza álgebra lógica. Fue inventado por George Bull. Por lo tanto, a veces se le llama álgebra booleana. Para fines prácticos, fue aplicado por primera vez por el científico estadounidense Claude Shannon en 1938, cuando se investigaron circuitos eléctricos con interruptores de contacto. Cuando se utiliza una álgebra booleana (también llamada lógica), todas las declaraciones consideradas sólo pueden tener dos valores: "verdadero" o "falso". No son complejos por sí mismos. Pero los enunciados simples pueden formar un multicomponente combinándolo con operaciones lógicas. Si también están denotados por algo (por ejemplo, letras), entonces usando las leyes del álgebra de la lógica, puede describir cualquiera, incluso los circuitos digitales más complejos.

Por supuesto, para conocer los fundamentos de la electrónica, no es necesario ahondar en los matices de la teoría. Una comprensión primitiva de esta dirección es suficiente. Por lo tanto, considere el siguiente ejemplo. Tenemos LED, interruptor y fuente de alimentación. Cuando el elemento de luz se quema – entonces decimos "verdad". LED no está activo – significa "mentira". Es de la construcción de un gran número de tales soluciones que los ordenadores se componen.

Conclusión

La ingeniería eléctrica general con los fundamentos de la electrónica ayudará a entender los procesos que tienen lugar en esta área. Además, el conocimiento del funcionamiento técnico seguro de los dispositivos no será superfluo. Es necesario trabajar en un lugar especialmente preparado para esta actividad. Además, se debe tener cuidado para excluir la posibilidad de recibir una descarga eléctrica. Para ello, puede utilizar guantes de goma (cuando el trabajo se realiza con cables desnudos) y otros medios de protección. En la práctica, será útil utilizar un respirador o dispositivo similar al soldar.