Электрон бол нарийн төвөгтэй боловч маш хэрэгтэй шинжлэх ухаан юм. Үүнээс гадна, аль хэдийн бий болсон олон тооны шинэ бүтээлийг үл харгалзан энэ нь ирээдүйтэй юм. Гэхдээ та үйлдэл хийхээсээ өмнө электроникийн үндсийг цахилгаан инженерчлэл гэж юу болохыг ойлгох хэрэгтэй. Бид тэдгээрийг ашигласан төхөөрөмжүүдийн жишээн дээр авч үзэх болно.
Хувьсах гүйдэл дээр ажиллах
Хөдөлгүүрийг жишээ болгон авч үзэх болно. Энэ тохиолдолд цахилгааны инженерчлэл ба электроникийн үндсүүд нь тогтмол ба илэрхийлэгдсэн хоёр үндсэн хэсэгт суурилдаг. Эхнийх нь ороомог, хоёр дахь нь бөмбөрийн ороомогтой арматур юм. Энэ тохиолдолд хэд хэдэн нөхцөл байдал байгаа нь чухал юм. Тиймээс индуктор нь цилиндр хэлбэртэй байх ёстой бөгөөд ферросоронзон хайлшаар хийгдсэн байх ёстой. Бидэнд мөн хүрээ дээр бэхлэгдсэн өдөөх ороомогтой шон хэрэгтэй болно. Ороомог нь үндсэн соронзон урсгалыг үүсгэдэг. Электроникийн үндсийг агуулсан ерөнхий цахилгаан инженерийн тухай ном нь шаардлагатай утгыг хэрхэн тооцоолох талаар сурахад тусална. Энэ аргаас гадна соронзон урсгалыг хүрээ дээр бэхэлсэн байнгын соронзоор үүсгэж болно. Арматур нь гол, ороомог, коллекторыг хэлдэг. Эхнийх нь цахилгаан гангаар хийсэн тусгаарлагдсан хуудаснаас угсардаг.
Аналог төхөөрөмжүүд
Бид электроникийн үндсийг үргэлжлүүлэн сурч, төхөөрөмжүүдийн төрлийг тэдгээрийн үйл ажиллагааны зарчмын дагуу авч үздэг. Аналог төхөөрөмжүүдийн гол онцлог нь тодорхойлсон физик процессын дагуу хүлээн авсан дохиог тасралтгүй өөрчлөх явдал юм. Математикийн хувьд үүнийг цаг хугацааны янз бүрийн цэгүүдэд хязгааргүй тооны утгууд байдаг тасралтгүй функцээр илэрхийлж болно. Энэ тохиолдолд бид дараахь жишээг өгч болно: агаарын температур өөрчлөгдөж, аналог дохио нь өөрчлөгддөг. Хүчдэлийн уналт гэж юуг илэрхийлдэг вэ (хэдийгээр үүнийг илэрхийлэх өөр олон арга байдаг, жишээлбэл, дүүжин байрлалаа өөрчилдөг). Аналог төхөөрөмжүүд нь энгийн, найдвартай, хурдан байдаг. Энэ нь тэдний өргөн хэрэглээг баталгаажуулдаг. Тэд дохионы боловсруулалтын тусгай нарийвчлалаар сайрхаж чадна гэж хэлэх боломжгүй нь үнэн. Мөн аналог төхөөрөмжүүд нь дуу чимээний өндөр эсэргүүцэлтэй байдаггүй. Эдгээр нь янз бүрийн гадаад хүчин зүйлээс (бие махбодийн хөгшрөлт, температур, гадаад талбар) ихээхэн хамаардаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн дохионы гажуудал, үр ашиг багатай гэж буруутгадаг.
Дижитал төхөөрөмж
Тэдгээр нь салангид дохиотой ажиллах зорилготой. Дүрмээр бол энэ нь "үнэн" эсвэл "худал" гэсэн хоёр утгыг авах боломжтой импульсийн тодорхой дарааллаас бүрддэг. Электроникийн үндсийг мэддэг хүн бүр өөр өөр элементийн суурь дээр хэрэгжиж болно гэдгийг мэддэг. Тийм ээ, хүнд байдагтранзистор, оптоэлектроник элементүүд, цахилгаан соронзон реле, микро схемээс сонгох чадвар. Энэ нь олон янз байдаг бөгөөд энэ нь нэлээд өргөн цар хүрээтэй байдаг. Дүрмээр бол хэлхээг логик элементүүдээс угсардаг. Триггер ба тоолуурыг харилцаа холбоонд ашигладаг (гэхдээ үргэлж биш). Үүнтэй төстэй зүйлийг робот техник, автоматжуулалтын систем, хэмжих хэрэгсэл, радио, харилцаа холбооны салбарт харж болно. Тоон төхөөрөмжүүдийн чухал давуу тал нь хөндлөнгийн эсэргүүцэл, өгөгдлийг боловсруулах, бүртгэх хялбар байдал юм. Тэд мөн ийм жижиг гажуудалтай мэдээллийг дамжуулж чаддаг тул тэдгээрийг үл тоомсорлож болно. Тиймээс дижитал төхөөрөмжийг аналогоос илүүд үздэг.
Хагас дамжуулагч
Тэд олон янз байдал, шинж чанараараа электроникийн бие даасан салбар болсон. Үүний үндэс нь маш эрт дээр үеэс буюу болор мэдрэгчийг ашиглаж эхлэхэд тавигдсан. Эдгээр нь өндөр давтамжийн гүйдлийг ажиллуулах зориулалттай хагас дамжуулагч Шулуутгагч байв. Эхлээд зэсийн исэл эсвэл селен дээр суурилсан төхөөрөмжийг ашигласан. Тэд цахиурын үндсэн дээр хийсэн төхөөрөмжүүдээс хамаагүй бага тохиромжтой нь үнэн.
О. В. Лосев, Нижний Новгородын радио лабораторийн ажилтан, 1922 онд байгалийн хэлбэлзэл үүссэний улмаас хүлээн авсан дохио нь мэдэгдэхүйц сайжирсан төхөөрөмжийг бүтээж, энэ чиглэлээр гарсан анхны амжилттай бүтээн байгуулалтуудаар сайрхаж чадна.. Гэвч харамсалтай нь эдгээр бүтээн байгуулалт зохих ёсоор хөгжөөгүй байна. Тэгээдодоо дэлхий даяар хагас дамжуулагч триод (тэдгээр нь бас транзистор) ашигладаг бөгөөд үүнийг Браттайн, Шокли, Бардин нар хамтран бүтээсэн бөгөөд орчин үеийн электроникийг одоо тэдэн дээр бүтээж байна. Тэдэнтэй ажиллах үндсэн суурь нь хэцүү ч гэсэн энэ чиглэлээр суралцаж, дадлага хийхийг хүссэн хэн бүхэнд хэрэгтэй.
Микроэлектроник
Мэдээллийн шинж чанар нь хамгийн дээд хэмжээндээ хүрдэг электроникийн мөн чанар юм. Энд жингийн нэгжид ногдох өгөгдлийн урсгалын нягтрал нь энэ шинжлэх ухааны бусад хэсгүүдийнхээс хэд дахин их байна. Гэхдээ микроэлектроникийн үүрэг бол мэдээлэл боловсруулах явдал юм. Энэ тохиолдолд зөвхөн хоёр цифрийг ашигладаг: логик нэг ба тэг. Гэхдээ энэ чиглэлээр практик ажил хийх нь маш хэцүү байдаг - эцэст нь энэ нь гэртээ хангахад хэцүү (бараг боломжгүй) хэд хэдэн нөхцлийг шаарддаг. Үүнд төгс цэвэр ариун байдал, өндөр нарийвчлалтай ажил, нарийн технологи ашиглах зэрэг багтана.
Математик үндэслэл
Техникийн хувьд логикийн алгебрийг ашигладаг. Үүнийг Жорж Булл зохион бүтээсэн. Тиймээс үүнийг заримдаа Булийн алгебр гэж нэрлэдэг. Практик зорилгоор үүнийг анх Америкийн эрдэмтэн Клод Шеннон 1938 онд контакт унтраалгатай цахилгаан хэлхээг судлахдаа ашигласан. Булийн алгебрыг (мөн логик гэж нэрлэдэг) ашиглах үед тухайн бүх мэдэгдлүүд нь зөвхөн "үнэн" эсвэл "худал" гэсэн хоёр утгатай байж болно. Ганцаараа бол тэд хэцүү биш юм. Гэхдээ энгийн хэллэгүүд нь логик үйлдлүүдтэй хослуулснаар олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй мэдэгдлүүд үүсгэж болно. Хэрэв тэдгээрийг ямар нэг зүйлээр (жишээ нь үсгээр) тодорхойлсон бол логикийн алгебрын хуулиудыг ашиглан та ямар ч, тэр байтугай хамгийн төвөгтэй тоон хэлхээг дүрсэлж болно.
Мэдээж электроникийн үндсийг мэдэхийн тулд онолын нарийн ширийн зүйлийг судлах шаардлагагүй. Энэ чиглэлийн талаархи анхдагч ойлголт нь хангалттай юм. Тиймээс дараах жишээг авч үзье. Бид LED, унтраалга, цахилгаан хангамжтай. Гэрлийн элемент асаалттай үед бид "үнэн" гэж хэлдэг. LED идэвхгүй байна - энэ нь "худал" гэсэн үг юм. Маш олон тооны ийм шийдлүүдийн бүтээн байгуулалтаас компьютерууд бүрддэг.
Дүгнэлт
Цахилгааны ерөнхий инженерчлэл нь электроникийн үндсийг эзэмшсэнээр энэ чиглэлээр болж буй үйл явцыг ойлгоход тусална. Мөн төхөөрөмжүүдийн техникийн аюулгүй ажиллагааны талаархи мэдлэг нь хэт их байх болно. Энэ үйл ажиллагаанд тусгайлан бэлтгэсэн газар ажиллах шаардлагатай байна. Та мөн цахилгаан гэмтлээс зайлсхийх хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд та резинэн бээлий (нүцгэн утастай ажиллах үед) болон бусад хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглаж болно. Гагнуур хийхдээ амьсгалын аппарат эсвэл түүнтэй төстэй төхөөрөмж ашиглах нь практикт ашигтай байх болно.
