Азы электроники: ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Содержание

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ


Электроника имеет короткую, но богатую событиями историю. Первый ее период связан с простейшими передатчиками ключевого действия и способными воспринимать их сигналы приёмниками, которые появились в начале нашего века. Затем наступила эпоха вакуумных ламп, которая ознаменовала собой возможность претворения в жизнь самых смелых идей. Сейчас мы являемся свидетелями нового этапа развития электроники, связанного с появлением элементов на твёрдом теле и характеризующегося неиссякаемым потоком новых ошеломляющих достижений. Технология изготовления больших интегральных схем (БИС) даёт возможность производить такие кристаллы кремния, на основе которых создают калькуляторы, вычислительные машины и даже «говорящие машины» со словарным запасом в несколько сотен слов. Развитие технологии сверхбольших интегральных схем открывает возможность создания ещё более замечательных устройств.

Наверное, стоит сказать и о том, что в истории развития электроники наблюдается тенденция уменьшения стоимости устройств при увеличении объёма их производства. Стоимость электронной микросхемы, например, постоянно уменьшается по отношению к единице её первоначальной стоимости по мере совершенствования процесса производства. На самом деле зачастую панель управления и корпус прибора стоят дороже, чем его электронная часть.

Если вас заинтересовали успехи электроники и если у вас есть желание самостоятельно конструировать всевозможные хитроумные вещи, которые были бы надёжны, недороги, просты и красивы, то эта книга — для вас. В ней мы попытались раскрыть предмет электроники, показать, как он интересен и в чем состоят его секреты. Первую главу мы посвящаем изучению законов, практических правил и хитростей, составляющих в нашем понимании основу искусства электроники. Начинать всегда следует с самого начала, поэтому мы выясним, что такое напряжение, ток, мощность и из каких компонентов состоит электронная схема. На первых порах, пока вы не научитесь видеть, слышать, осязать и ощущать электричество, вам придётся столкнуться с определёнными абстрактными понятиями (их особенно много в гл. 1), а также увязать свои представления о них с показаниями таких визуальных приборов, как осциллографы и вольтметры. Первая глава содержит в себе много математики, больше, чем другие главы, несмотря на то что мы старались свести математические выкладки к минимуму и хотели бы способствовать развитию интуитивного понимания построения и работы электронных схем.

Раз уж мы занялись основами электроники, нам следует прежде всего начать с так называемых активных схем (усилителей, генераторов, логических схем и т. п.), благодаря которым электроника и вызывает к себе такой интерес. Читатель, у которого уже есть некоторые знания по электронике, может эту главу пропустить. Она предназначена для тех, кто прежде электроникой никогда не занимался. Итак, приступим к делу.

Напряжение, ток и сопротивление


Основы на пальцах. Часть 1

Довелось мне однажды преподавать электронику в одной шараге. Нетривиально занятие, скажу я вам. 🙂 Дабы облегчить усвоение материала я вводил ряд упрощений. Совершенно бредовых и антинаучных, но более менее наглядно показывающих суть процесса. Методика «канализационной электрики» успешно показала себя в полевых испытаниях, а посему будет использована и тут. Хочу лишь обратить внимание, что это всего лишь наглядное упрощение, справедливое для общего случая и конкретного момента, чтобы понять суть и к реальной физике процесса не имеющая практически никакого отношения. Зачем оно тогда? А чтобы проще запомнить, что к чему и не путать напряжение и ток и понимать как на все это влияет сопротивление, а то я от студентов такого наслушался…

Ток, напряжение, сопротивление.

Канализация как пример цепи

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода – ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище – полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть.

Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери (гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще 😉 ).
Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов – напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже. Движению тока препятствует сопротивление, образуемое из полезной нагрузки и потерь. В результате напряжение-давление ослабевает тем сильней, чем больше сопротивление. Ну, а теперь, положим нашу канализацию в математическое русло.

Закон Ома
Закон Ома

Сила тока в цепи пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная полному сопротивлению цепи.
I = U/R
U – величина напряжения в вольтах.
R – сумма всех сопротивлений в омах.
I – протекающий по цепи ток.

Закон Ома на практике

Для примера просчитаем простейшую цепь, состоящую из трех сопротивлений и одного источника. Схему я буду рисовать не так как принято в учебниках по ТОЭ, а ближе к реальной принципиальной схеме, где принимают точку нулевого потенциала – корпус, обычно равный минусу питания, а плюс считают точкой с потенциалом равным напряжению питания. Для начала считаем, что напряжение и сопротивления у нас известны, а значит нам нужно найти ток. Сложим все сопротивления (о правилах сложения сопротивлений читай на врезке), дабы получить общую нагрузку и поделим напряжение на получившийся результат – ток найден! А теперь посмотрим как распределяется напряжение на каждом из сопротивлений. Выворачиваем закон Ома наизнанку и начинаем вычислять.

U=I*R поскольку ток в цепи един для всех последовательных сопротивлений, то он будет постоянен, а вот сопротивления разные. Итогом стало то, что Uисточника = U1 +U2 +U3. Исходя из этого принципа можно, например, соединить последовательно 50 лампочек рассчитанных на 4.5 вольта и спокойно запитать от розетки в 220 вольт – ни одна лампочка не перегорит. А что будет если в эту связку, в серединку, всандалить одно здоровенное сопротивление, скажем на КилоОм, а два других взять поменьше – на один Ом? А из расчетов станет ясно, что почти все напряжение выпадет на этом большом сопротивлении.

Закон Кирхгоффа.

Закон Кирхгоффа на примере

Согласно этому закону сумма токов вошедших и вышедших из узела равна нулю, причем токи втекающие в узел принято обозначать с плюсом, а вытекающие с минусом. По аналогии с нашей канализацией – вода из одной мощной трубы разбегается по кучи мелких. Данное правило позволяет вычислять примерный потребляемый ток, что иногда бывает просто необходимо при расчете принципиальных схем.

Мощность и потери
Мощность которая расходуется в цепи выражается как произведение напряжения на ток.
Р = U * I
Потому чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Т.к. резистор (или провода) не выполняет какой либо полезной нагрузки, то мощность, выпадающая него это потери в чистом виде. В данном случае мощность можно через закон ома выразить так:
P= R * I2

Как видишь, увеличение сопротивления вызывает увеличение мощности расходующееся на потери, а если возрастает ток, то потери увеличиваются в квадратичной зависимости. В резисторе вся моща уходит в нагрев. По этой же причине, кстати, аккумуляторы нагреваются при работе – у них тоже есть внутреннее сопротивление, на котором и происходит рассеяние части энергии.

Вот для чего аудиофилы для своих сверхмощных звуковых систем берут толстенные медные провода с минимальным сопротивлением, чтобы снизить потери мощности, так как токи там бывают немалые.

Есть закон полного тока в цепи, правда на практике мне он никогда не пригождался, но знать его не помешает, поэтому утяни из сети какой либо учебник по ТОЭ (теоретические основы электротехники) лучше для средних учебных заведений, там все гораздо проще и понятней описано – без ухода в высшую математику.

Часть 2. Резистор. Конденсатор. Индуктивность

Основной набор. Уровень 1 (Основы электроники)

Конструктор помогает узнать суть электроники и из чего она состоит. Набор содержит резисторы, кнопки, транзисторы, конденсаторы, излучатели звука, индикаторы, реле и различные микросхемы. Два учебных пособия из комплекта конструктора расскажут о том, как эти компоненты могут использоваться для создания самых разных устройств.

В рамках учебного курса из 30-ти уроков предстоит изучить основы, такие как закон Ома и закончить сборкой собственных электронных устройств с использованием микросхем.
В уроках рассматриваются принципиально важные моменты для любого электронщика. Это правила построения электрических цепей, принципы использования мультиметра для измерения их параметров, основы создания колебательных систем, принципы формирования цифровых сигналов, варианты применения счетчика импульсов, таймера, логических элементов и многое другое. Основу каждого урока составляет один или несколько экспериментов, помогающих на практике узнать как все работает. Все, что необходимо, для проведения экспериментов — от электронных компонентов до инструментов, входит в состав конструктора.

 

В учебном пособии стартового набора доступны 30 уроков с экспериментами из общего учебного курса:

  • Урок №1. Основные понятия электричества.
    Напряжение, сопротивление, мощность, сила тока, закон Ома.
  • Урок №2. Светодиод.
    Особенности применения и подключения
  • Урок №3. Тактовая кнопка.
    Использование в электрической цепи
  • Урок №4. Работа с мультиметром.
    Методика измерения электрических характеристик
  • Урок №5. Переменное сопротивление.
    Реостат и потенциометр, их назначение и применение.
  • Урок №6. Транзисторы.
    Описание и разновидности. Построение цепи на основе биполярного транзистора
  • Урок №7. Последовательное соединение проводников.
    Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.
  • Урок №8. Терморезистор и фоторезистор.
    Описание и особенности использования.
  • Урок №9. Делитель напряжения.
    Принцип деления напряжения. Расчет параметров цепи.
  • Урок №10. Вольт-амперная характеристика.
    Определение и функциональное предназначение.
  • Урок №11. RGB-светодиод.
    Особенности подключения полноцветного светодиода.
  • Урок №12. Параллельное соединение проводников.
    Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.
  • Урок №13. Конденсатор.
    Разновидности, характеристики и применение.
  • Урок №14. Однопереходный транзистор.
    Принцип работы и практическое использование в схемах.
  • Урок №15. Создание простого колебательного контура.
    Мигающий светодиод.
  • Урок №16. Начало работы с микросхемами.
    Микросхема счетчика импульсов в мини-проекте «Бегущий огонёк».
  • Урок №17. Применение микросхемы триггера Шмитта в цифровых системах.
    Мини-проект «Автоматический бегущий огонёк».
  • Урок №18. Особенности работы с 7-сегментным цифровым индикатором.
    Мини-проект «Змейка».
  • Урок №19. Знакомство с логическими элементами.
    Микросхема с элементом «НЕ» в мини-проекте «Автоматический ночной светильник»
  • Урок №20. Микросхема с логическим элементом «И».
    Понятие обратной связи и мини-проект «Код доступа».
  • Урок №21. Триггеры в электронике.
    Микросхема D-триггера в мини-проекте «Пластификатор цифр».
  • Урок №22. Изучение 555-го таймера.
    Моностабильный режим работы. Мини-проект «Таймер для домофона».
  • Урок №23. Работа 555-го таймера в режиме генератора непрерывных колебаний.
    Мини-проект «Полицейский маяк».
  • Урок №24. Принципы создания звука. Звуковой динамик.
    Мини-проект «Музыкальный синтезатор».
  • Урок №25. Расширенное управление таймером.
    Мини-проект «Спецсигналы».
  • Урок №26. Применение драйвера 7-сегментного индикатора.
    Мини-проект «Секундомер».
  • Урок №27. Разновидности электродвигателей. Коллекторный двигатель и управление им с помощью реле.
    Мини-проект «Привод автомобильного стеклоочистителя».
  • Урок №28. Управление электродвителем с применением Н-моста.
    Мини-проект «Лебедка».
  • Урок №29. Микросхема-драйвер для управления электродвигателем.
    Мини-проект «Повелитель мотора».
  • Урок №30. Управление сервоприводом.
    Мини-проект «Сервометроном».

Состав набора:

Учебное пособие по основам электроники
часть 1 — 1 шт.

 

Набор светодиодов:
Красный — 5 шт.
Желтый — 5 шт.
Зеленый — 5 шт.

 

Набор резисторов:
120 Ом — 10 шт.
240 Ом — 10 шт.
1 кОм — 10 шт.
10 кОм — 10 шт.
100 кОм — 10 шт.

​Набор тактовых кнопок с колпачками:
Тактовый кнопки — 3 шт.
Цветные колпачки — 3 шт.

 

Биполярный транзистор
n-p-n типа — 5 шт.

 

 

 

Переменный резистор (потенциометр) — 1 шт.

 

Фоторезистор VT93N1 — 1 шт.

 

Набор перемычек для макетной платы — 1 шт.

 

Болтовой клеммник — 1 шт

 

Макетная плата
82х53 — 1 шт.

 

Соединительные провода
«папа-папа» длиной 20 см 
— 20 шт

 

Батарейный отсек на 4 батарейки АА — 1 шт.

 

Мультиметр цифровой — 1 шт.

 

Набор электролитических конденсаторов:
1 мкФ — 5 шт.
47 мкФ — 5 шт.
4,7 мкФ — 5 шт.
100 мкФ — 5 шт.
220 мкФ — 5 шт.

 

Термистор 10 кОм — 1 шт.

 

RGB светодиод — 1 шт.

 

Биполярный транзистор
p-n-p типа — 5 шт.

 

Батарейки АА — 4 шт.

Для данного товара еще нет отзывов, ваш отзыв может стать первым!

Производитель: Эвольвектор

Серия: Основы электроники

Страна производитель: Россия

Возраст: 12-14 лет,от 14 и старше

Открытое образование — Основы электротехники и электроники

​В курсе рассматриваются основные методы расчета установившихся и переходных процессов в электрических цепях, их применение к наиболее распространенным в инженерной практике электронным схемам, включая усилители, выпрямители, стабилизаторы, триггеры и другие устройства. Большое внимание уделено свойствам и характеристикам полупроводниковых элементов: диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, операционных усилителей, простейших логических элементов. Отдельные главы посвящены схемотехнике цифровых устройств, включая ЦАП и АЦП. Комплекс тестовых и индивидуальных заданий позволит овладеть практическими навыками проектирования и расчета электронных схем, необходимых для осуществления профессиональной деятельности..

Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видео-лекций, изучение текстовых материалов с примерами, иллюстрирующими теоретические положения, выполнение тестовых заданий с анализом ответов и с рекомендациями обучающимся, а также выполнение учебных и контрольных заданий, в которых будет использоваться стандартное приложение для построения и анализа электронных схем. Предусмотрено промежуточное контрольное тестирование по каждому разделу курса и итоговое контрольное тестирование по всему содержанию курса.

1. Аверченков О.Е.. Схемотехника: аппаратура и программы. М.: ДМК Пресс, 2012. 588 с.
2. Ткаченко Ф.А. Электронные приборы и устройства. Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2011. 682 с.
3. Попов В.П.. Основы теории цепей. М.: Юрайт, 2012. 696 с
. 4. Бурбаева Н.В., Днепровская Т.С. Основы полупроводниковой электроники. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. 312 с.
5. Цифровая схемотехника : учеб. пособие для студентов / Е. П. Угрюмов. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 816 с.: ил.; 24 см. – ISBN: 978-5-9775-0162-0
6. Музылева И.В. Элементная база для построения цифровых систем управления. – М. Техносфера, 2006. – 144с. ISBN 5-94836-099-7
7. Импульсная электроника / Е. Ф. Лебедев, Е. А. Мелешко, Ю. С. Протасов, К. Ю. Сахаров. — Москва : Янус-К, 2011-2013. — (Электроника в техническом вузе. Прикладная электроника / под общ. ред. И. Б. Федорова). — ISBN 978-8037-0549-9.

Для успешного освоения курса основ электротехники и электроники необходимы знания математического анализа, теории функций комплексного переменного, общей физики.

РАЗДЕЛ 1. Основы теории электрических цепей
Тема 1. Основные понятия теории цепей. Идеализированные пассивные и активные элементы
Тема 2. Система уравнений электрического равновесия
Тема 3. Простейшие линейные цепи при гармоническом воздействии
Тема 4. Методы расчета сложных электрических цепей
Тема 5. Четырехполюсники
Тема 6. Переходные процессы в цепях с сосредоточенными параметрами
РАЗДЕЛ 2. Электронные приборы
Тема 1. Электропроводность полупроводников
Тема 2. Физические процессы в p-n-переходе
Тема 3. Полупроводниковые диоды
Тема 4. Биполярные транзисторы
Тема 5. Полевые транзисторы
РАЗДЕЛ 3. Усилители аналоговых сигналов
Тема 1. Усилители
Тема 2. Усилительные каскады на биполярных транзисторах
Тема 3. Усилительные каскады на полевых транзисторах
Тема 4. Усилительные каскады на операционных усилителях (ОУ)
РАЗДЕЛ 4. Элементы цифровой электроники
Тема 1. Базовые элементы цифровой электроники
Тема 2. Схемотехника логических элементов
Тема 3.  Комбинационные устройства
Тема 4. Последовательные устройства
Тема 5. Запоминающие устройства
Тема 6. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи

По окончании освоения дисциплины обучающийся будет способен:

  • применять основные законы электротехники и методы расчета и анализа электрических цепей к решению поставленных задач по проектированию электронных устройств;
  • ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором элементной базы при заданных требованиях к параметрам аналоговых и цифровых устройств, на основе использования основных свойств и характеристик различных полупроводниковых элементов (приборов) и типовых схем, а также на основе знания принципов работы и параметров наиболее распространенных аналоговых и цифровых схемотехнических устройств;

Электротехника и Основы электроники.

 

Основы Электротехники и Электроники

Что такое основы электротехники и электроники? 

Это понятие можно воспринимать как науку, представляющую огромное пространство, заполненное  множеством теоретических и практических задач, определяемых небольшим рядом элементарных законов.


Эта наиважнейшая наука подвластна любому из нас.

Стоит только овладеть знанием  данных решающих законов, как сразу  можно «потирать руки».
Если корневая часть науки освоена,  то дальнейшее изучение будет сопровождаться  более интересными, вытекающими из элементарных  законов, последствиями.  Да и самые первые понятия тоже  увлекательны.
Тут же теорию можно подтверждать на практике, наслаждаться ранее неизвестными, электрическими явлениями и закономерностями.

Электричество определяется движением частиц. Интенсивность этого движения в веществах зависит от многих причин; деформация, воздействие света, нагревание, трение, химические реакции.

Подробнее…

В цепях, состоящих из последовательно соединенных источника и приемника энергии, соотношения между током, ЭДС и сопротивлением всей цепи или , между напряжением и сопротивлением на каком-либо участке цепи определяется законом Ома. На практике в цепях, токи, от какой-либо точки, идут по разным путям. Точки, где сходятся несколько проводников, называются узлами, а участки цепи, соединяющие два соседних узла, ветвями.

Подробнее…

При прохождении электрического тока через металлический проводник электроны сталкиваются то с нейтральными молекулами, то с молекулами, потерявшими электроны. Движущийся электрон либо отщепляет от нейтральной молекулы новый электрон, теряя свою кинетическую энергию и образуя новый положительный ион, либо соединяется с молекулой, потерявшей электрон (с положительным ионом), образуя нейтральную молекулу.

Подробнее…

Вокруг проводника с током образуется магнитное поле, так что свободно вращающаяся магнитная стрелка, помещенная вблизи проводника, будет стремиться занять положение, перпендикулярное плоскости, проходящей вдоль него. В этом легко убедиться, проделав следующий опыт.

Подробнее…

Если проводник, по которому проходит электрический ток, внести в магнитное поле, то в результате взаимодействия магнитного поля и проводника с током проводник будет перемещаться в ту или иную сторону. Направление перемещения проводника зависит от направления тока в нем и от направления магнитных линий поля.

Подробнее…

Представим себе два параллельных проводника аб и вг , расположенных на близком расстоянии один от другого. Проводник аб подключен к зажимам батареи Б; цепь включается ключом К, при замыкании которого по проводнику проходит ток в направлении от а к б. К концам же проводника вг присоединен чувствительный амперметр А, по отклонению стрелки которого судят о наличии тока в этом проводнике.

Подробнее…

Информационные помощники

Для начинающих электриков, радиолюбителей и учащихся на электротехнических специальностях.
На ДВД-дисках основные понятия и законы электротехники и начала электроники, подкреплённые практическими действиями на видео.
Электронное издание «История изучения электричества» — это документальный обзор исследований и опытов Великих Изобретателей, учёных-электриков. Описание законов, открытий и практических действий, представлено, как можно точнее к реальным событиям эпохи электричества. Для дальнейшего ознакомления нажмите на нужный заголовок или картинку.


 

 

Азы электроники и электротехники

Каждый день человек сталкивается с электричеством. Оно используется во всех частных домах и квартирах, на производстве, в офисных и промышленных помещениях. Изучением этого понятия занимается наука электротехника. Её основы изучают в школьном курсе физики, поэтому о том, как проложить проводку, распределить напряжение на бытовые приборы, знают даже ученики средних классов. Каждое вещество состоит из определённого количества молекул, которые делятся на атомы.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ДЕЛАТЬ ДИАГНОСТИКУ ЭЛЕКТРОНИКИ СВОИМИ РУКАМИ

Основы электротехники


Ее изучение направлено на достижение следующих целей:. Для эффективной реализации поставленных целей в лицее оборудован кабинет электротехники и электроники, оснащенный интерактивной доской, рабочими столами с вытяжкой и местным освещением, паяльниками, осциллографами, блоками питания, измерительным оборудованием, набором демонстрационных панелей, макетными платами, разнообразным инструментом для обработки материалов.

Рабочая программа предмета рассчитана на 68 учебных часов, 2 часа в неделю, 1 год обучения. Изучаются основы электротехники: электрические цепи постоянного и переменного тока, трехфазная система, элементы электрических цепей и их маркировка.

Рассматриваются основы полупроводниковой электроники и микроэлектроники, методы производства полупроводниковых элементов и микросхем, методы создания печатных плат, изучаются основные функциональные узлы цифровой электроники, физические и технические основы хранения и обработки информации. Рассматриваемый курс рассчитан на 85 часов. Обучение курса проходит на протяжении обучения учащегося в м 2е полугодие и м классах. Метод проектов подразумевает самостоятельное целеполагание, планирование и организацию своей деятельности, поиск, анализ и отбор необходимой технической информации, формирование умений решать возникающие в ходе такой деятельности проблемы, контролировать соответствие результатов своего труда заявленным требованиям, в том числе временным.

Выполнение проекта предполагает разработку устройства, подготовку необходимой технической документации к нему и защиту перед комиссией результатов своей деятельности. Тематика проектов может определяться как самостоятельно, так и на основе заказа со стороны учителей, родителей, лицея или других организаций, что способствует формированию у учащихся аккуратности и ответственности в ходе такой работы.

Лицеисты, обучающиеся по данному направлению, участвуют в городских и областных конкурсах и олимпиадах и становятся их победителями и призерами:. Скутин Владислав, муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по технологии, г. Кировское областное государственное общеобразовательное автономное учреждение «Вятский технический лицей». Адрес лицея: , г. Киров, ул. Ивана Попова, 37 тел. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Главная Сведения об ОО. Педагогический состав.

Страница директора. Анкета Гостя Приемная комиссия Документы для зачисления Подготовительные курсы Дни открытых дверей. ЕГЭ Сочинение. План конкурсов и олимпиад Победители и призеры Всероссийская олимпиада школьников. Уполномоченный по правам ребенка Дорожная безопасность Безопасность в сети Интернет Защитите детей от наркотиков ЗОЖ Правила безопасности при угрозе террористического акта. Советы психолога Права и обязанности родителей Гос. Аттестация педагогических работников Внеурочная работа по предметам План мероприятий Годовой календарный график Конкурсы педагогов Методическая копилка Организация методической работы.

Положение о закупках План закупок Текущие закупки Архив документов. Робототехника Это не фантастика — это реальность! Языки программирования Запрограммируй свой успех! Компьютерный дизайн Сделай мир ярче! Основы электроники и электротехники Принципиальная схема твоего успеха! Экономика Сэкономь время, начни изучать экономику уже сегодня! Технология компьютерной видеообработки Создай свою картину мира! Главная Гос. Ее изучение направлено на достижение следующих целей: освоение знаний о современной технике, связанной с производством, передачей и использованием электрической энергии; о применении электрических сигналов в обработке, хранении, передаче информации; о методах конструирования и производства электронных и микроэлектронных устройств, об основах автоматизированного управления и робототехники; развитие умений: — искать и отбирать информацию, — читать электрические схемы, — разрабатывать и конструировать электронные устройства, — ориентироваться в маркировке электрорадиокомпонентов и микросхем отечественного и зарубежного производства, — работать с компьютерными программами по конструированию электрических схем и печатных плат.

Прочитано раз. Профильный ресурсный центр. Электронный дневник. Фонд развития лицея. Дистанционное обучение. Телестудия ВТЛ. Волонтерский отряд «Крылья». Инновационная площадка. Анкета Гостя. Юбилей 25 лет!

Все права защищены. Контакты: Кировское областное государственное общеобразовательное автономное учреждение «Вятский технический лицей» Адрес лицея: , г.


Главная страница

Всем доброго времени суток, исключительно для популяризации науки, продолжаю выклыдывать курсы видеолекций. Я, как геолог, могу обоссать любого, кто вместо электротехники отправляет на инженерную геологию. Не дай бог еще раз связаться с этим дерьмом, в универе натерпелся и вспоминаю как страшный сон. Ровно до момента, пока не начнется месячная вахта на севере страны и это, пожалуй, самое худшее в профессии.

В основе курса бессмертная теория электротехники, благодаря которой, выросло ни одно поколение замечательных специалистов в этих областях.

Электротехника и электроника как основа физики

А также — c разработкой, эксплуатацией и оптимизацией электронных компонентов , электронных схем и устройств, оборудования и технических систем [1]. Под электротехникой также понимают техническую науку , которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования [2] [3] [4]. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века. В настоящее время электротехника как наука включает в себя следующие научные специальности: электромеханика , ТОЭ , светотехника , силовая электроника. Кроме того, к отраслям электротехники часто относят энергетику [2] , хотя легитимная классификация [5] рассматривает энергетику как отдельную техническую науку. Основное отличие электротехники от слаботочной электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и другие устройства на базе интегральных схем, а также сами интегральные схемы [6]. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в слаботочной электронике — информации. Основы для развития электротехники заложили обширные экспериментальные исследования и создание теорий электричества и магнетизма. Широкое практическое применение электричества стало возможно только в XIX веке с появлением вольтова столба , что позволило как найти приложение открытым законам, так и углубить исследования. В этот период вся электротехника базировалась на постоянном токе.

EL111 Основы электротехники

Универсальная штекерная панель этого учебного пакета основана на проверенной решетке с шагом 19 мм. Универсальная штекерная панель и базовый блок питания, который также содержит генератор сигналов, представляют собой основу, на которой также можно использовать наборы элементов цифровой техники и систем автоматического регулирования. Пластина для хранения с подписанными разъемами позволяет поддерживать порядок. Вариант набора элементов TP M дополнительно содержит измерительный модуль, интегрированный в блок питания, а также необходимые для его работы измерительные провода, переходник и ПО для дистанционного БП. На безопасной стороне!

Электрическая прочность — это одна из важнейших характеристик изоляции.

Учебное оборудование по электротехнике и электронике

Основы электротехники, электроники и автоматики. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Расчет электрических и магнитных цепей и полей. Решение задач.

Учебное оборудование по электротехнике и электронике

Если сравнить электроцепь с канализацией, то источник питания это сливной бачок, текущая вода — ток, давление воды-напряжение, а несущееся по трубам говнище — полезная нагрузка. Чем выше сливной бачок, тем больше потенциальная энергия воды, находящейся в нем, и тем сильней будет напор-ток проходящий по трубам, а значит больше дерьма-нагрузки он сможет смыть. Кроме текущего дерьма, потоку препятствует трение о стенки труб, образуя потери. Чем толще трубы тем меньше потери гы гы гы теперь ты помнимаешь почему аудиофилы для своей мощной акустики берут провода потолще ;. Итак, подведем итог. Электроцепь содержит источник, создающий между своими полюсами разность потенциалов — напряжение. Под действием этого напряжения ток устремляется через нагрузку туда, где потенциал ниже.

по электротехнике и электронике в качестве учебного пособия для студентов . янного тока, являются фундаментальными законами электротехники.

Ее изучение направлено на достижение следующих целей:. Для эффективной реализации поставленных целей в лицее оборудован кабинет электротехники и электроники, оснащенный интерактивной доской, рабочими столами с вытяжкой и местным освещением, паяльниками, осциллографами, блоками питания, измерительным оборудованием, набором демонстрационных панелей, макетными платами, разнообразным инструментом для обработки материалов. Рабочая программа предмета рассчитана на 68 учебных часов, 2 часа в неделю, 1 год обучения. Изучаются основы электротехники: электрические цепи постоянного и переменного тока, трехфазная система, элементы электрических цепей и их маркировка.

Модуль «Реактивные элементы. Нелинейные элементы. Комплект учебно-лабораторного оборудования «Теоретические основы электротехники и основы электроники» компьютерное исполнение далее стенд предназначен для изучения измерительных приборов и способов измерений в электрических цепях, изучения электрических цепей постоянного и переменного тока, полупроводниковых приборов, аналоговых электронных устройств на операционных усилителях, элементов и узлов цифровой техники и других элементов электронной техники. Также оборудование может быть использовано на семинарах и курсах повышения квалификации электротехнического персонала предприятий и организаций.

Начиналось всё так. В один прекрасный выходной день, года два назад, после обычного утреннего моциона, я присел на свое излюбленное местечко.

Файловый архив студентов. Логин: Пароль: Забыли пароль? Email: Логин: Пароль: Принимаю пользовательское соглашение. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Катанова [] Хакасский технический институт филиал СФУ [] Каспийский государственный университет технологий и инжиринга им. Есенова [] Актюбинский региональный государственный университет им.

Электричество применяется во многих областях, оно окружает нас практически повсюду. Электроэнергия позволяет получать безопасное освещение дома и на работе, кипятить воду, готовить пищу, работать на компьютере и станках. Вместе с тем, обращаться с электричеством необходимо уметь, иначе можно не только получить травмы, но и нанести вред имуществу. Как правильно прокладывать проводку, организовывать снабжение объектов электричеством, изучает такая наука, как электротехника.


Основы электроники для начинающих видео

Электроника для начинающих. Начальный курс электроники. Основы электроники. Курс лекций по электронике.


Поиск данных по Вашему запросу:

Основы электроники для начинающих видео

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Основы электротехники. 01. Введение

Видеоуроки по электронике


А также — c разработкой, эксплуатацией и оптимизацией электронных компонентов , электронных схем и устройств, оборудования и технических систем [1]. Под электротехникой также понимают техническую науку , которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования [2] [3] [4]. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века.

В настоящее время электротехника как наука включает в себя следующие научные специальности: электромеханика , ТОЭ , светотехника , силовая электроника. Кроме того, к отраслям электротехники часто относят энергетику [2] , хотя легитимная классификация [5] рассматривает энергетику как отдельную техническую науку. Основное отличие электротехники от слаботочной электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и другие устройства на базе интегральных схем, а также сами интегральные схемы [6].

В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в слаботочной электронике — информации. Основы для развития электротехники заложили обширные экспериментальные исследования и создание теорий электричества и магнетизма. Широкое практическое применение электричества стало возможно только в XIX веке с появлением вольтова столба , что позволило как найти приложение открытым законам, так и углубить исследования.

В этот период вся электротехника базировалась на постоянном токе. В конце XIX века, с преодолением проблемы передачи электроэнергии на большие расстояния за счёт использования переменного тока и созданием трёхфазного электродвигателя , электричество повсеместно внедряется в промышленность, а электротехника приобретает современный вид, включающий множество разделов, и оказывает влияние на смежные отрасли науки и техники [4].

Электротехника имеет множество разделов, самые важные из которых описаны ниже. Хотя инженеры работают каждый в своей области, многие из них имеют дело с комбинацией из нескольких наук. К таким устройствам относят: трансформаторы , электрические генераторы , ТЭНы , электродвигатели , низковольтную аппаратуру и электронику для управления силовыми приводами. Многие государства мира имеют электрическую сеть , называемую электроэнергетической системой, которая соединяет множество генераторов с потребителями энергии.

Потребители получают энергию из сети, не тратя ресурсы на выработку своей собственной энергии. Энергетики работают как над проектированием и обслуживанием сети, так и над энергетическими системами, присоединёнными к сети.

Такие системы называются внутрисетевыми и могут как поставлять энергию в сеть, так и потреблять её. Энергетики работают также и над системами, не присоединёнными к сети, называемыми внесетевыми, которые в некоторых случаях являются более предпочтительными, чем внутрисетевые системы. Имеется перспектива создания энергетических систем, контролируемых со спутника , имеющих обратную связь в реальном времени, что позволит избежать скачков напряжения и предотвратить нарушения энергоснабжения.

Предметами изучения электромеханики являются: преобразование электрической энергии в механическую и наоборот, электрические машины , электромеханические комплексы и системы.

Цель электромеханики — управление режимами работы и регулирование параметров обратимого преобразования электрической энергии в механическую. К основным направлениям электромеханики относятся: общая теория электромеханического преобразования энергии; проектирование электрических машин ;анализ переходных процессов в электрических машинах.

Задачами автоматических систем управления и автоматизации в целом является моделирование различных динамических систем и разработка систем управления, которые заставляют работать динамические системы нужным образом. Для создания таких устройств могут использоваться электрические схемы , процессоры цифровой обработки сигналов , микроконтроллеры и программируемые логические контроллеры.

Системы управления имеют широкую область применения от систем, встраиваемых в энергетические установки например, на коммерческих авиалайнерах , автоматов постоянной скорости имеющихся во множестве современных автомобилей и ЧПУ в станках до систем управления на базе промышленных ПК в автоматизации промышленного производства. Инженеры часто используют обратную связь при проектировании систем управления.

Например, в автомобиле с автоматом постоянной скорости скорость транспортного средства постоянно отслеживается, и данные передаются системе, которая соответственно регулирует выходную мощность двигателя.

Если имеется стандартная система обратной связи, можно использовать теорию управления для определения того, как система должна реагировать на поступающую информацию. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. На эту тему нужна отдельная статья. Основная статья: История электротехники. Основная статья: Электроэнергетика. Основная статья: Электромеханика. Основная статья: Системы управления.

Основная статья: Электроника. Wiley Electrical and Electronics Engineering Dictionary. Основы электротехники. Дата обращения 15 июня Теоретическая электротехника. Справочные материалы. Номенклатура специальностей научных работников, утвержденная приказом Минобрнауки России от Дата обращения 4 февраля Фото и Видео:. Категории : Электротехника Технические науки. Скрытые категории: Статьи с ссылкой на БСЭ, без указания издания Википедия:Статьи с некорректным использованием шаблонов:Cite web не указан язык Википедия:Статьи с некорректным использованием шаблонов:Cite web указан неверный параметр Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN Википедия:Перенаправления вместо статей Статьи со ссылками на Викисловарь Статьи со ссылками на Викиновости.

Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править код История. В других проектах Викисклад Викиновости. Эта страница в последний раз была отредактирована 5 июля в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Подробнее см. Условия использования. Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Свяжитесь с нами Разработчики Заявление о куки Мобильная версия.


Электротехника для начинающих

Начиналось всё так. В один прекрасный выходной день, года два назад, после обычного утреннего моциона, я присел на свое излюбленное местечко. Необходимо было исполнить задуманное накануне,- найти что-нибудь по основам электротехники, электроники и всё, что попадётся в этом направлении. К моему удивлению и сожалению, оказалось, довольно сложно найти в сети то, что хотелось. А необходимость в этом была.

Электроника для начинающих Посмотрел ваши видео. .. Аналогии хороши в самом начале, для понимания основы какого-то.

Электроника для начинающих (часть 1)

Электроника для начинающих — это готовый набор различных электронных компонентов, который позволит вам пройти первые 11 экспериментов по второму изданию хитовой книги от Чарльза Платта продаётся отдельно. Набор будет интересен взрослым и подросткам, кто пока ещё мало понимает в схемотехнике, но хочет разобраться с электричеством, различными компонентами и тем, как создаются электронные устройства. Вы разберётесь со всем этим не через сухую теорию, а в увлекательной форме, через серию небольших проектов, которые создадите своими руками: книга Чарльза Платта рассчитана именно на это. Электроника для начинающих поставляется в красочной коробке, поэтому набор может послужить полезным и презентабельным подарком для пытливых умов в возрасте от 10 лет. Когда с первыми 11 экспериментами будет покончено, можно переходить ко второй части набора , которая содержит дополнительные компоненты, позволяющие дойти до го эксперимента. В состав входят сотни компонентов нескольких десятков видов. Если вы захотите собрать всё необходимое самостоятельно, вам понадобится не один день и поход в десяток магазинов. Мы упростили задачу, собрав все компоненты в этой коробке:. Хитовая книга от Чарльза Платта об электронике как таковой. Набор для опытов 12—25 с электричеством по второму изданию книги Чарльза Платта.

Дерзай! Электроника для начинающих, Набор для изучения основ электротехники

Люди начинают интересоваться электроникой в любом возрасте и по разным причинам. Кому-то наука необходима для работы или учёбы, а у кого-то она просто вызывает интерес. Чтобы получить полное представление об этой теме и разобраться в основных ее терминах, потребуется изучить основы электроники и электротехники. В школьные годы всем приходилось изучать азы электроники на уроках физики. Но из-за сложных терминов, обилия формул и разных единиц измерения усвоить информацию смогли далеко не все.

Войдите , пожалуйста.

Электроника — это просто!

Детали наборов отличаются простотой и наглядностью, позволяют собирать разнообразные электронные устройства, не прибегая к пайке. При минимуме радиоэлектронных компонентов и соединительных проводов можно собрать большое количество разнообразных электронных устройств. Конструирование и изготовление функционально законченных действующих конструкций с последующим их использованием. Перечисленные ниже книги, наборы и видеокурсы помогают последовательно с постепенным усложнением заданий изучать электронику. Базовая книга для изучения основ электроники — «Электроника для начинающих» Чарльза Платта. Благодаря книге можно получить необходимый объём теоретических знаний, а затем при выполнении практических работ закрепить их.

Электротехника

Практическая электроника — это самостоятельная область универсальных знаний, предполагающая владение основными приёмами работы с устройствами, позволяющими собирать и обрабатывать большие массивы полезной информации. Помимо этого с её помощью возможно конструирование электронных устройств любой степени сложности, включая системы автоматического управления САУ , преобразователи электрической энергии и многое другое. Основы электроники или её азы, представленные в большом количестве открытых источников, привлекают к ней множество исследователей, готовых к поиску новых решений в области обработки и преобразования цифровой информации. Сфера применения азов электронных знаний с каждым годом только расширяется, что объясняется постоянно возрастающими требованиями к уровню технических дисциплин, а также повсеместным использованием результатов их практического применения. И, действительно, сегодня любое пользующееся повышенным спросом техническое устройство обязательно содержит электрическую схему. К тому же в современном производстве ни один технологический процесс не обходится без средств управления, в состав которого обязательно входят электронные компоненты.

Ознакомительный набор для начинающих и для повторения начальных тем занятий дома. «Основы электроники для чайников», Кэтлин Шамие, 3-е издание, ISBN Видео-уроки по изучению электроники для школьников.

Primary Menu

Основы электроники для начинающих видео

Выберите регион , чтобы увидеть способы получения товара. Вход с паролем и Регистрация. Мой регион: Россия.

Основы теоретической электротехники для начинающих

Учебник по электротехнике. В сети их много и далеко не факт, что этот — самый лучший и полный. Однако, из нескольких источников можно узнать намного больше, чем из одного. Вам осталось только сравнить и решить — читать или не читать. Этот учебник — попытка простым языком объяснить сложные «электрические вещи» и научить человека, совершенно не разбирающегося в электротехнике, разбираться в ней «от» и «до». В процессе написания этого учебника будут освещены такие вопросы, как: природа электрического тока, физические величины, используемые в электротехнике, принципы построения электрических схем и их проектирования, принципы работы многих электронных компонентов, возможности и функционал конкретных компонентов и многое-многое другое.

Физическая электроника — область науки и техники, занимающаяся исследованием физических явлений, составляющих основу для разработок и создания новых электронных приборов и устройств. После окончания в дипломе будет указана престижная и наиболее востребованная на сегодня квалификация: «Физик.

Основы электроники для чайников

Начала инженерного образования. Копосов Д. Сообщество увлеченных людей, которые собрали, написали и опубликовали детальные рекомендации что и как можно сотворить на основе беспаечных макетных плат. Руководство от самых первых шагов, включая оптимальный выбор кабеля для перемычек, вплоть до описания сложных конструкций на основе самодельных модулей и проведения олимпиад по электронике. Удобный набор для занятий в классе, грамотная методичка, большая макетная плата, есть перспектива развития в сторону сборки схем на основе логики низкой интеграции в старших классах.

Сейчас без электричества невозможно представить жизнь. Это не только свет и обогреватели, но и вся электронная аппаратура начиная с самых первых электронных ламп и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами. Их работа описывается самыми разными, иногда очень сложными формулами.


Введение в базовую электронику

Если вы разрабатываете электронный продукт, но не являетесь инженером-электриком, эта статья для вас. В нем представлен обзор всех основных электронных принципов, которые вам необходимо понять, чтобы эффективно управлять запуском вашего оборудования.

Многим предпринимателям, запускающим новый электронный аппаратный продукт, не хватает инженерных навыков для разработки собственного продукта. Поэтому вместо этого они предпочитают отдавать на аутсорсинг большую часть или всю разработку.

Это, конечно, хорошо, а аутсорсинг — отличный способ заполнить любые пробелы в ваших собственных навыках. Тем не менее, я считаю, что базовое понимание электроники по-прежнему важно для любого, кто выводит электронный продукт на рынок.

Как основателю аппаратного стартапа вам не нужно знать, как делать все самому, но чтобы добиться успеха, вы должны иметь фундаментальное понимание всех различных задач, с которыми вам приходится справляться.

Как основателю аппаратного стартапа вам не нужно знать, как делать все самому, но чтобы добиться успеха, вы должны иметь фундаментальное понимание всех различных задач, которыми вы должны управлять.Нажмите, чтобы твитнуть Независимо от того, являетесь ли вы совсем не техническим специалистом, новым производителем электроники, разработчиком программного обеспечения или инженером другого типа, эта статья будет вам полезна. Я не буду углубляться в какую-либо конкретную подтему, а вместо этого дам вам обзор основных электронных принципов.

Напряжение/ток/мощность

Все начинается с напряжения и тока. Самая распространенная аналогия для понимания напряжения и силы тока — это вода, стекающая из приподнятого резервуара вниз по трубе.

Напряжение представляет собой давление воды, которое определяется высотой резервуара для воды. Чем выше бак, тем выше давление. Однако произвольная высота резервуара не имеет значения. Вместо этого имеет значение разница между высотой резервуара и высотой земли для труб.

То же самое относится к электрическому напряжению, которое измеряется в вольтах (В). Напряжение измеряется как разница между двумя точками. Например, когда вы говорите, что что-то составляет 5 вольт, это на самом деле означает 5 вольт по отношению к напряжению земли (то есть 0 вольт).

Электрический ток, с другой стороны, эквивалентен количеству воды, протекающей по трубе, и измеряется в амперах (А). Требуется напряжение, чтобы совершить работу, чтобы создать этот ток. Чем больше напряжение приложено, тем больше ток будет произведен.

Мощность — это скорость выполнения работы, измеряемая в ваттах. Существуют различные уравнения для расчета электрической мощности, но проще всего понять, что мощность — это просто напряжение, умноженное на ток.

 


Иллюстрация напряжения, тока и сопротивления – предоставлено Build-Electronic-Circuits.com

 

Резистор

Как следует из названия, резистор сопротивляется протеканию электрического тока. Величина сопротивления измеряется в Омах. Резистор считается пассивным компонентом , потребляющим мощность, которая рассеивается в виде тепла.

 


Обозначение резистора с постоянным значением

 

Номинальная мощность резистора определяет, сколько энергии он может потреблять без перегрева.

 
Примеры различных типов постоянных резисторов

 

Резистор, несомненно, является самым простым и наиболее часто используемым электрическим компонентом. Хотя они в основном сопротивляются только протеканию тока, резисторы имеют широкое применение.

Резисторы

можно использовать для точного деления напряжения или ограничения допустимого тока. Их также можно использовать для синхронизации и фильтрации в сочетании с конденсатором или катушкой индуктивности.

Наиболее фундаментальным, основным уравнением, используемым в электрическом проектировании, является закон Ома, который определяет взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Этот закон можно записать с помощью следующего уравнения:

Ток = Напряжение / Сопротивление

Если есть только одно электрическое уравнение, вы должны помнить, что это закон Ома. В качестве примера закона Ома давайте рассмотрим простейшую возможную схему, состоящую из источника напряжения (V) и резистора (R).

 


Простая принципиальная схема с источником напряжения и резистором

 

Предположим, что источник напряжения равен 3 В, а сопротивление резистора равно 100 Ом. Какой ток (I) будет течь в этой цепи?

Ток = Напряжение / Сопротивление = 3 В / 100 Ом = 0,03 А = 30 мА (мА = миллиампер = тысячные доли ампера)

Большинство сопротивлений имеют фиксированное постоянное значение, но также доступны переменные резисторы.Эти переменные резисторы называются потенциометрами .

Существуют также специализированные резисторы, такие как термистор , сопротивление которого зависит от температуры. Для измерения температуры можно использовать термистор.

Конденсатор

Конденсатор служит для хранения электрической энергии. Во многих отношениях вы можете рассматривать конденсатор как перезаряжаемую батарею. Конденсаторы и резисторы являются двумя наиболее часто используемыми электрическими компонентами.

 


Обозначение конденсатора

 

Емкость — это количество энергии, которое может хранить конденсатор, и измеряется в единицах, называемых фарадами (Ф).

 


Примеры различных конденсаторов

 

Конденсаторы

имеют множество целей, включая накопление энергии, фильтрацию, синхронизацию и развязку.

Одной из основных характеристик конденсаторов, которая делает их полезными для фильтрации, является их сопротивление (технически называемое импедансом), которое уменьшается с увеличением частоты.

Например, для неколеблющегося сигнала постоянного тока конденсатор выглядит как открытый переключатель с очень высоким сопротивлением.Принимая во внимание, что для высокочастотного колебательного сигнала конденсатор эквивалентен замкнутому переключателю с очень низким сопротивлением.

Развязка является одним из наиболее распространенных применений конденсаторов. Развязывающие конденсаторы размещаются рядом с выводом питания интегральных схем (ИС) для подавления связи с другими частями схемы через соединение источника питания. Эти конденсаторы служат небольшим локализованным резервуаром энергии для питания ИС током во время быстрых переходных нагрузок.

Индуктор

Катушка индуктивности — это просто катушка проволоки, и на самом деле их обычно называют катушками.Подобно конденсатору, катушка индуктивности накапливает электрическую энергию. Однако конденсатор хранит эту энергию электрически, тогда как индуктор хранит ее магнитно.

 


Символ катушки индуктивности

 

Резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности представляют собой три типа пассивных электрических компонентов. Однако катушки индуктивности не так распространены, как резисторы и конденсаторы. Катушки индуктивности чаще всего используются в схемах, называемых импульсными стабилизаторами (см. ниже).Индукторы также обычно используются для фильтрации.

 


Примеры различных катушек индуктивности

 

Сопротивление (еще раз импеданс) катушки индуктивности изменяется в зависимости от частоты противоположным образом, как у конденсатора. Индуктор выглядит как замкнутый переключатель для сигнала постоянного тока и открытый переключатель для высокочастотного колебательного сигнала.

Полупроводник

Полупроводник — это материал, который находится на пороге между проводником и изолятором.Самым распространенным полупроводниковым материалом на сегодняшний день является кремний. Используя полупроводниковые материалы, можно создавать электрические устройства, которые могут работать и как проводник, и как изолятор, как выключатель.

Диоды и транзисторы являются двумя наиболее важными компонентами, созданными из полупроводниковых материалов.

Диод

Диод — это полупроводниковый прибор. Наиболее распространенной функцией диода является то, что он позволяет току течь только в одном направлении.

 


Символ диода

 

Например, если вам нужно преобразовать переменный ток (AC), который меняет направление тока, в постоянный ток (DC), вы должны использовать диод.

Особый тип диода, называемый светоизлучающим диодом (LED), также чрезвычайно распространен. В светодиоде, когда электрический ток проходит через полупроводниковый диод, он испускает фотоны света. Этот процесс во много раз эффективнее, чем свет, производимый источником света накаливания, который тратит энергию в виде тепла.

Транзистор

Пожалуй, самым важным технологическим достижением прошлого века является транзистор. Транзисторы являются основным компонентом любого современного компьютера.Транзистор — это не что иное, как электрический переключатель.

 


Символ транзистора

 

В цифровых приложениях они могут быть выключены (0) или включены (1). Соберите вместе достаточное количество этих переключателей, и они смогут хранить данные и выполнять сложные вычисления. Современный микропроцессор может содержать миллиарды транзисторных переключателей.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов по разработке нового электронного оборудования .

Транзисторы также можно использовать в аналоговых приложениях, где вместо того, чтобы быть полностью включенными или выключенными, их можно использовать для контроля величины тока, проходящего через них. Например, обычное аналоговое использование транзисторов для усиления сигнала.

Интегральная схема (ИС)

Хотя транзисторы являются основными строительными блоками для сложных компьютерных микросхем, на самом деле изобретение интегральной схемы (также обычно называемой микрочипом или просто микросхемой) сделало все это возможным.

 


Примеры интегральных схем (ИС), которые также обычно называют микрочипами

 

Интегральная схема представляет собой цельный кусок полупроводникового материала (опять же, обычно кремния), который содержит различные электрические компоненты (транзисторы, диоды, резисторы и конденсаторы).

Вместо схемы, состоящей из отдельных компонентов, ИС объединяет их все вместе. Это позволяет сигналам между компонентами проходить гораздо быстрее без потери мощности.

Возможно, вы удивитесь, узнав, что мой бывший работодатель, Texas Instruments, изобрел интегральную схему много лет назад. Джек Килби был инженером TI, который изобрел эту технологию, изменившую мир.

Трансформатор

Трансформатор состоит из двух или более катушек индуктивности. Энергия передается от одной катушки к другой через магнитное поле. Чаще всего трансформатор используется для повышения или понижения напряжения. Чаще всего они используются в преобразователях переменного тока в постоянный.

 


Символ трансформатора

 

Линейный регулятор

Регулятор обычно относится к цепи, которая регулирует напряжение. Так, например, если у вас есть входное напряжение, которое может варьироваться от 6 до 20 В, вы можете использовать регулятор для получения постоянного выходного напряжения 5 В постоянного тока.

Существует два основных типа регуляторов: линейные и импульсные. Линейный регулятор гораздо проще для понимания и использования.

В линейном регуляторе используется транзистор, подобный крану, для контроля того, какой ток передается на выход, и, таким образом, он может регулировать напряжение на выходе.

Преимущество линейного стабилизатора в том, что он дешев, прост в использовании и обеспечивает самое чистое и бесшумное напряжение питания. Их основным недостатком является то, что в некоторых приложениях они тратят неприемлемое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Импульсный регулятор

По сравнению с линейными стабилизаторами импульсные стабилизаторы намного сложнее, требуют больше компонентов, создают больше электрических помех и стоят дороже.

Импульсные стабилизаторы

существуют главным образом по двум причинам: они тратят меньше энергии в большинстве приложений и позволяют делать такие изящные вещи, как повышать более низкое напряжение питания до более высокого напряжения.

Например, предположим, что ваш продукт питается от литий-ионной батареи 3,7 В, но для компонента требуется источник питания 12 В.

Вы можете сложить вместе четыре батареи, чтобы получить 4 x 3,7 В = 14,8 В, а затем снизить это напряжение до 12 В с помощью линейного регулятора. Однако в большинстве случаев лучшим решением является повышение напряжения 3,7 В до 12 В с помощью импульсного стабилизатора с режимом повышения.

 


Принципиальная схема импульсного понижающего регулятора

 

Импульсные стабилизаторы используют катушки индуктивности и конденсаторы для накопления и высвобождения энергии с определенной скоростью.Изменяя коэффициент заполнения (процент времени включения по сравнению с временем выключения), они могут регулировать выходное напряжение.

Условие, при котором их энергоэффективность вступает в игру по сравнению с линейным регулятором, когда входное напряжение значительно выше, чем выходное напряжение.

В этом сценарии линейный регулятор может терять более половины потребляемой мощности, в то время как импульсный регулятор может терять только несколько процентов подаваемой мощности.

Кристалл

Кристалл — это кусок кварца, работающий по физическому принципу, известному как пьезоэлектрический эффект.Когда вы сжимаете кусок кварца, он электрически колеблется с очень точной частотой, зависящей от приложенного механического давления.

 


Символ кристалла

 

Для работы как микроконтроллеров, так и микропроцессоров требуется очень точная синхронизация. Это назначение кристалла кварца.

Когда точная синхронизация не так важна, некоторые микроконтроллеры предлагают возможность вместо этого использовать менее точный внутренний генератор, состоящий из резистора и конденсатора (называемый RC-генератором).

Блок микроконтроллера (MCU)

Для современных электронных продуктов микроконтроллер может быть наиболее важным компонентом, поскольку он служит «мозгом» продукта.

Микроконтроллер содержит центральный процессор (ЦП), память и несколько периферийных устройств, интегрированных в один кремниевый чип. Это высокоинтегрированный компьютерный чип, предназначенный для самостоятельной работы без необходимости использования внешних чипов поддержки.

Микроконтроллер превосходно взаимодействует с внешним миром с помощью датчиков, переключателей, источников света, преобразователей, реле, двигателей и т. д.Принимая во внимание, что микропроцессоры очень быстро обрабатывают огромные объемы данных.

Arduino — это семейство комплектов разработки на базе 8-битных микроконтроллеров от Atmel. Для довольно простых приложений достаточно 8-битного микроконтроллера.

Но для более сложных приложений, требующих более высокой скорости обработки и большего объема памяти, следует использовать 32-разрядный микроконтроллер. Самые популярные 32-битные микроконтроллеры основаны на архитектуре Arm Cortex-M.

Микропроцессорный блок (MPU)

Микропроцессор необходим для приложений, требующих быстрой обработки больших объемов данных.На фундаментальном уровне микропроцессор ничем не отличается от микроконтроллера, они просто быстрее, сложнее, дороже и потребляют больше энергии.

В отличие от микроконтроллера, в котором процессор и память интегрированы в одну микросхему, для микропроцессора обычно требуется отдельная микросхема для памяти. Это дает вам возможность включать столько памяти, сколько требуется для вашего приложения.

Но процессору нужен очень высокоскоростной интерфейс с любой оперативной памятью, а это существенно усложняет конструкцию печатной платы.

Другое большое различие между микропроцессором и микроконтроллером заключается в том, что микропроцессор почти всегда работает в операционной системе (Linux, Android, Windows и т. д.). С другой стороны, микроконтроллер просто выполняет код прошивки без необходимости в операционной системе.

Принципиальная схема

Схема — это концептуальная инженерная схема, показывающая, как все электронные компоненты соединяются друг с другом. Различные компоненты представлены с помощью символов, показанных в этой статье.

 


Пример принципиальной схемы

 

Печатная плата (PCB)

Схема — это всего лишь абстрактная диаграмма. Чтобы превратить его в реальный дизайн, теперь его необходимо «преобразовать» в макет печатной платы (PCB).

Тот же пакет программного обеспечения, который используется для создания принципиальной схемы, также используется для разработки топологии печатной платы. Затем это программное обеспечение выполняет все необходимые проверки, чтобы убедиться, что топология печатной платы точно соответствует принципиальной схеме.

 


Пример печатной платы (PCB)

 

Электронный модуль

Электронный модуль представляет собой автономную схему, предназначенную для выполнения определенной функции и для интеграции в существующую систему. Одним из наиболее распространенных типов электронных модулей является беспроводной модуль.

 


Пример электронного модуля

 

Например, если вы хотите добавить WiFi в свой дизайн, то у вас есть два маршрута.Вы можете самостоятельно разработать схему, необходимую для реализации WiFi. Эта схема будет построена на основе микросхемы с WiFi-радио. Другой вариант — вместо этого вы можете использовать модуль WiFi, который уже является полностью работающей схемой.

Модули

в основном используются, потому что они упрощают конструкцию. Это означает сокращение времени выхода на рынок и снижение затрат на разработку. Кроме того, для беспроводных функций можно использовать модули, чтобы снизить стоимость сертификатов, таких как сертификация FCC.

Макет

Макетная плата — это макетная плата без пайки, которая позволяет быстро и легко соединять различные электронные компоненты, включая даже довольно простые микросхемы.

 


Пример схемы, построенной на макетной плате

 

Макеты

отлично подходят для простых проектов, которые не работают на сколько-нибудь значительной скорости. Например, если вы хотите построить простую схему, которая будет мигать светодиодом при нажатии кнопки, вы можете использовать макетную плату.

Но если вы хотите спроектировать сложную микропроцессорную схему, макетная плата не подойдет.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Мы живем в аналоговом мире, тогда как компьютеры работают в цифровом мире.Аналоговый относится к сигналам и информации, которые представлены непрерывно изменяющимися величинами.

Например, в нашем аналоговом мире вы можете сказать, что сейчас 13:00, 14:00 или любое другое значение между этими двумя временами. С другой стороны, в цифровом домене есть только два состояния: 0 (выключено) или 1 (включено).

Для того, чтобы компьютерный чип мог обрабатывать любую аналоговую величину, он должен сначала быть преобразован в серию цифровых данных. Это назначение аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Многие микроконтроллеры включают встроенные аналого-цифровые преобразователи или могут быть добавлены в виде внешней микросхемы.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)

Противоположностью аналого-цифровому преобразователю является, как вы уже догадались, цифро-аналоговый преобразователь. Многие микроконтроллеры также включают встроенные ЦАП, хотя и не так часто, как АЦП.

Типичный пример ЦАП для аудио. Например, когда вы разговариваете по смартфону, ваш голос преобразуется из аналогового в цифровой, а затем передается по беспроводной сети в цифровом формате на принимающий телефон. Затем принимающий телефон преобразует цифровые данные обратно в аналоговый звук, который подается на динамик.

Основное преимущество передачи данных в цифровом формате по сравнению с аналоговыми данными заключается в том, что цифровые данные гораздо менее чувствительны к помехам и шумам.

UART/I2C/SPI

Вообще говоря, цифровые чипы взаимодействуют друг с другом двумя способами: последовательным или параллельным. Последовательная связь означает, что все данные передаются последовательно по проводу, в отличие от , при параллельной связи данные передаются по нескольким проводам одновременно.

Большинство микросхем взаимодействуют с использованием последовательных методов из-за необходимости меньшего количества проводов, что упрощает конструкцию.Недостатком последовательной связи является то, что обычно она не такая быстрая, как параллельная.

Например, соединение между микропроцессором и любой оперативной памятью должно быть очень быстрым, поэтому обычно требуется параллельный интерфейс.

Universal-Asynchronous-Receive-Transit (UART) — один из старейших и наиболее распространенных последовательных протоколов. Асинхронный просто означает, что тактовый сигнал не используется для целей синхронизации.

Для интерфейса UART требуется как минимум две линии: приемная и передающая.Таким образом, данные передаются только в одном направлении по каждой из двух линий данных.

I2C — популярный последовательный протокол, использующий два провода: тактовый сигнал и двунаправленную линию данных. I2C считается синхронным, поскольку он использует часы для синхронизации. I2C обычно используется для сопряжения всех видов датчиков с микроконтроллером.

SPI — еще один очень распространенный протокол последовательной связи. Как и в случае с UART, SPI использует две однонаправленные линии данных, но вместо этого синхронизируется с тактовым сигналом.

SPI, как правило, является предпочтительным выбором, когда скорость передачи данных более критична. Например, вы можете использовать SPI при подключении цветного дисплея к микроконтроллеру. Но вы, вероятно, будете использовать I2C для подключения датчика температуры к микроконтроллеру.

Заключение

Эта статья была разработана, чтобы дать вам очень краткое введение в самые фундаментальные основы электроники, включая обзор многих доступных электронных компонентов.

Тем не менее, чтобы иметь какое-либо применение, эти электронные компоненты должны быть соединены вместе для формирования электронных цепей.Поэтому обязательно прочитайте мой блог «Введение в основные электронные схемы».

Наконец, не забудьте загрузить бесплатное руководство в формате PDF : Ultimate Guide to Develop and Sell Your New Electronic Hardware Product . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиум-контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

4.7 3 голосов

Рейтинг статьи

Что такое базовая электроника? | Наука

Обновлено 19 сентября 2017 г.

Автор O PaulI

Электроны, компонент атомов, и их использование, известное как электроника, играют важную роль во многих предметах домашнего обихода.Базовая электроника включает в себя минимальные «электронные компоненты», которые составляют часть повседневного электронного оборудования. Эти электронные компоненты включают резисторы, транзисторы, конденсаторы, диоды, катушки индуктивности и трансформаторы. Работающие от батареи, они предназначены для работы в соответствии с определенными законами и принципами физики. Базовая электроника касается также измерения напряжения, тока (потока электронов) и сопротивления в собранной рабочей «схеме».

Принципы электроники

Все электронное оборудование работает по фундаментальному физическому принципу, известному как закон Ома, который гласит, что цепь содержит напряжение, прямо пропорциональное току и сопротивлению, с которыми сталкивается ток в этой цепи.Схема состоит из электронных компонентов, также известных как элементы схемы, соединенных проводами с батареей и спроектированных так, чтобы подчиняться закону Ома.

Блок питания

Аккумулятор вырабатывает напряжение и ток, которые питают электронные компоненты. Электроны текут по проводам и модулируются расположением электронных компонентов для получения определенных результатов. Напряжение измеряется в единицах, называемых вольтами, а сила тока в единицах, называемых амперами или амперами.

Резисторы

Резистор представляет собой элемент цепи, предназначенный для оказания сопротивления потоку электронов, называемому током. При этом он выделяет тепло и, в свою очередь, рассеивает мощность — сопротивление, умноженное на квадрат тока. Нагревательный змеевик является примером применения резистора. Соединённые последовательно резисторы имеют аддитивную величину (то есть общее сопротивление цепи равно сумме номиналов всех резисторов). При параллельном расположении их общая ценность уменьшается.Единицей сопротивления является ом. На практике у нас есть килоомы и мегаомы.

Конденсаторы

Конденсаторы представляют собой элементы схемы, противоположные резисторам: они накапливают электроэнергию. Их емкость измеряется в фарадах и практических единицах фарад, таких как микрофарад и пикофарад. При параллельном расположении их общая стоимость увеличивается. При последовательном соединении их общая стоимость уменьшается. Основные схемы электроники всегда включают в себя несколько конденсаторов.

Диоды и транзисторы

Диод, элемент схемы, способствует протеканию тока только в одном направлении.У него два вывода, в отличие от транзистора, у которого их три. В транзисторе ток может течь более чем в одном направлении. И диоды, и транзисторы модулируют направление тока и напряжение.

Катушки индуктивности, трансформаторы и RLC-схемы

Основные электронные схемы часто включают катушки индуктивности и трансформаторы в качестве элементов схемы. Катушка индуктивности представляет собой катушку из проволоки, которая создает желаемое магнитное поле, в отличие от конденсатора, который создает желаемое электрическое поле. В сочетании с резистором и конденсатором катушка индуктивности вносит свой вклад в специальную схему «настройки», называемую цепью RLC, которая может настраиваться на различные частоты при протекании через нее электрического тока.Трансформаторы, еще один тип элементов схемы, могут повышать или понижать напряжение до желаемых значений. Все эти компоненты схемы составляют то, что обычно называют «основной электроникой».

Измерительные инструменты

Базовая электроника не является полной без упоминания основных инструментов, используемых в электронных измерениях. К ним относятся аналоговые и цифровые измерители, измеряющие напряжение, ток, сопротивление и емкость; блоки питания, обеспечивающие стабильное регулируемое напряжение и ток; осциллографы, которые измеряют формы сигналов от цепей; и функциональные генераторы, которые обеспечивают стандартные желаемые формы сигналов.

Изучите электронику с помощью этих 10 простых шагов

Хотите научиться электронике, чтобы создавать свои собственные гаджеты?

Существует множество ресурсов по изучению электроники — так с чего же начать?

А что тебе, собственно, нужно?

И в каком порядке?

Если вы не знаете, что вам нужно выучить, вы легко можете потратить много времени на изучение ненужных вещей.

И если вы пропустите некоторые из простых, но важных первых шагов, вы будете долго бороться даже с основными схемами.

Если ваша цель — воплотить собственные идеи с помощью электроники, то этот контрольный список для вас.

Вы хотите, чтобы этот пошаговый контрольный список в формате PDF содержал точные шаги, которые я рекомендую для изучения электроники с нуля?
Щелкните здесь, чтобы загрузить контрольный список сейчас >>

Если вы будете следовать приведенному ниже контрольному списку, вы быстро освоитесь, даже если у вас не было опыта.

На выполнение некоторых из этих шагов у вас могут уйти выходные, другие можно выполнить менее чем за час — если вы найдете правильный учебный материал.

Начните с прочтения всех шагов до конца, чтобы получить общее представление.

Затем решите, какой учебный материал вы будете использовать для выполнения каждого шага.

Тогда начинайте изучать электронику.

Шаг 1. Изучите замкнутый цикл

Если вы не знаете, что нужно для работы схемы, как вы можете создавать схемы?

Самое первое, что нужно выучить, это замкнутый цикл.

Очень важно, чтобы схема работала.

После завершения этого шага вы должны знать, как заставить работать простую схему. И вы должны быть в состоянии исправить одну из самых распространенных ошибок в цепи — отсутствующее соединение.

Это простое, но необходимое знание при изучении электроники.

Шаг 2. Получите базовые сведения о напряжении, токе и сопротивлении

Ток течет, сопротивление сопротивляется, напряжение нарастает.

И все они влияют друг на друга.

Это важно знать для правильного изучения электроники.

Поймите, как они работают в цепи, и вы сделаете этот шаг гвоздем.

Но углубляться в закон Ома не нужно — этому шагу можно научиться по простым мультикам.

После завершения этого шага вы сможете взглянуть на очень простую схему и понять, как течет ток и как напряжение распределяется между компонентами.

Шаг 3. Изучайте электронику, создавая схемы на основе принципиальных схем

Нет необходимости больше ждать – вы должны начать строить схемы прямо сейчас.Не только потому, что это весело, но и потому, что это то, что вы хотите научиться делать хорошо.

Если вы хотите научиться плавать, вы должны практиковаться в плавании. То же самое и с электроникой.

После завершения этого шага вы должны знать, как работают принципиальные схемы и как использовать макетную плату для построения из них цепей.

В Интернете можно найти бесплатные электрические схемы практически для всего: радиоприемников, MP3-плееров, открывателей гаражей, и теперь вы сможете их собрать!

Шаг 4. Получите общее представление об этих компонентах

Наиболее распространенные компоненты, которые вы увидите в начале изучения электроники:

Вы можете быстро получить общее представление о каждом из них, если у вас есть хорошие учебные материалы.

Но обратите внимание на последнее утверждение «при условии, что у вас есть хороший учебный материал» — потому что там много ужасного учебного материала.

После выполнения этого шага вы должны знать, как работают эти компоненты и что они делают в цепи.

Вы должны уметь смотреть на простую принципиальную схему и думать:

«Ага, эта схема делает это!».

Шаг 5. Получите опыт использования транзистора в качестве переключателя

Транзистор является наиболее важным компонентом электроники.

На предыдущем шаге вы узнали, как это работает. Теперь пришло время использовать его.

Соберите несколько различных схем, в которых транзистор действует как переключатель. Как схема LDR.

После выполнения этого шага вы должны знать, как управлять такими вещами, как двигатели, зуммер или свет с помощью транзистора.

И вы должны знать, как можно использовать транзистор для определения таких вещей, как температура или свет.

Шаг 6: Научитесь паять

Прототипы на макетной плате создаются легко и быстро.Но они выглядят не очень хорошо, и соединения могут легко выпасть.

Если вы хотите создавать гаджеты, которые хорошо выглядят и служат долго, вам нужно припаять.

Пайка — это весело, и этому легко научиться.

После выполнения этого шага вы должны знать, как сделать хорошее паяное соединение, чтобы вы могли создавать свои собственные устройства, которые будут хорошо выглядеть и служить долгое время.

Шаг 7. Узнайте, как ведут себя диоды и конденсаторы в цепи

К этому моменту у вас будет хорошая основа для создания схем.

Но ваши усилия по изучению электроники не должны останавливаться на достигнутом.

Теперь пришло время научиться видеть, как работают более сложные схемы.

После выполнения этого шага — если вы видите принципиальную схему с каким-либо образом соединенными резистором, конденсатором и диодом — вы сможете увидеть, что произойдет с напряжениями и токами при подключении батареи, чтобы вы могли понять что делает схема.

Примечание. Если вы также понимаете, как работает нестабильный мультивибратор, значит, вы прошли долгий путь.Но не беспокойтесь об этом слишком сильно, большинство объяснений этой схемы ужасны.

Шаг 8. Создание схем с использованием интегральных схем

До сих пор вы использовали отдельные компоненты для создания забавных и простых схем. Но вы по-прежнему ограничены самыми основными функциями.

Как вы можете добавить в свои проекты интересные функции, такие как звук, память, интеллект и многое другое?

Тогда вам нужно научиться использовать интегральные схемы (ИС).

Эти схемы могут показаться очень сложными и трудными, но это не так сложно, если вы научитесь правильно их использовать. И это откроет для вас целый новый мир!

После выполнения этого шага вы должны знать, как использовать любую интегральную схему.

Шаг 9. Создайте собственную печатную плату

К этому моменту вы должны были построить довольно много цепей.

И вы можете оказаться немного ограниченным, потому что некоторые схемы, которые вы хотите построить, требуют большого количества соединений.

Чтобы правильно изучить электронику, вам обязательно нужно сделать этот шаг.

Пришло время узнать, как создать собственную печатную плату (PCB)!

Спроектировать печатную плату проще, чем вы думаете. А производство печатных плат стало настолько дешевым, что возиться с травлением уже нет смысла.

Я создал пошаговое руководство, которое вы можете прочитать онлайн или скачать в формате PDF под названием «Создайте свою первую печатную плату».

Учебник проведет вас через все этапы. Он показывает вам все, на что вам нужно нажать, чтобы перейти от ничего не зная к созданию собственной печатной платы.

И вам не нужно разбираться в схеме, чтобы построить ее. Не стесняйтесь найти интересную схему для сборки из любого места в Интернете и спроектировать для нее собственную печатную плату.

После выполнения этого шага вы должны знать, как спроектировать печатную плату на компьютере и как заказать дешевые прототипы печатных плат вашей конструкции в Интернете.

Шаг 10. Научитесь использовать микроконтроллеры в своих проектах

С помощью интегральных схем и собственного дизайна печатной платы вы можете многое сделать.

Но тем не менее, если вы действительно хотите иметь возможность создавать все, что захотите, вам нужно научиться использовать микроконтроллеры. Это действительно выведет ваши проекты на новый уровень.

Научитесь использовать микроконтроллер, и вы сможете создать расширенную функциональность с помощью нескольких строк кода вместо того, чтобы использовать для этого огромную схему компонентов.

После завершения этого шага вы должны знать, как использовать микроконтроллер в проекте, и вы будете знать, где найти дополнительную информацию.

Вы хотите, чтобы этот пошаговый контрольный список в формате PDF содержал точные шаги, которые я рекомендую для изучения электроники с нуля?
Щелкните здесь, чтобы загрузить контрольный список сейчас >>

Нужна помощь с любым из шагов?

С помощью этого контрольного списка вы можете самостоятельно изучить электронику. Вы можете найти свой собственный учебный материал из любого места.

Вы можете найти информацию в книгах, статьях и курсах, которые помогут вам в вашем путешествии.

Я рекомендую найти кого-то, чей стиль преподавания вам нравится, и избегать тех, кто преподает так, как вам не нравится.

Мне нравится учить простым и практичным способом. Стараюсь объяснять как можно проще, чтобы понял даже ребенок. На самом деле, я также написал Electronics For Kids — книгу по электронике для детей.

Если вам нравится мой стиль преподавания, вы можете изучить все эти шаги и многое другое — и стать частью сообщества, полного энтузиастов, изучающих электронику, присоединившись к моему членскому сайту Ohmify.

Узнайте об электронике — домашняя страница

Сайт для изучения электронных технологий. Воспользуйтесь меню выше или выберите тему в полях предварительного просмотра ниже — вы всего в трех кликах от наиболее авторитетной информации о том, что вам нужно знать.

Посетите наш новый раздел о неисправностях транзисторов и узнайте, почему транзисторы выходят из строя и как их проверить с помощью мультиметра. Простые тесты биполярных транзисторов (BJT) и полевых транзисторов (JFET и MOSFET).

 

Уже являющийся одним из самых популярных онлайн-сайтов по обучению электронике, содержащий около 300 страниц и более 1700 иллюстраций и видео по широкому кругу тем электроники, Learnabout Electronics превратился в крупный международный образовательный сайт, которым пользуются миллионы независимых учащихся, крупных образовательные издательства, учебные заведения вооруженных сил, а также колледжи и университеты по всему миру. Используется на уроках электроники. Чтобы узнать больше о сайте Learnabout Electronics, просто нажмите здесь.

Изучите основы электроники — закон Ома, простые схемы и резисторные цепи — последовательное и параллельное объяснение, шаг за шагом. Все самое необходимое; ток напряжения, проводимость и удельное сопротивление объяснены. Как температура влияет на сопротивление? Здесь есть все, включая распознавание компонентов резисторов с 4-, 5- и 6-полосной кодировкой, а также коды SMT и простой поиск неисправностей. Одни из самых полных данных о резисторах в Интернете!

Наши страницы о компонентах и ​​цепях переменного тока предназначены для обучения основам теории переменного тока в 11 простых для изучения модулях.Используйте их как полный курс или изучайте любую отдельную тему, включая конденсаторы, катушки индуктивности, реактивное сопротивление, импеданс, формы сигналов и вектора.

Каждый модуль снабжен бумажной версией, которую можно загрузить, распечатать и сохранить. Онлайн-страницы также используют интерактивные видеоролики, что делает наши пояснительные страницы популярными и одними из самых популярных в Интернете.

Изучение электроники? Затем вам нужно знать о компонентах, включая диоды, полевые транзисторы JFET, МОП-транзисторы, биполярные транзисторы, тиристоры, симисторы и диаки, оптопары и основы теории полупроводников.Найдите полные и простые объяснения многих распространенных типов. Посмотрите наши анимационные видеоролики, чтобы прояснить работу транзистора. В чем разница между общим эмиттером, общей базой и общим коллектором? Узнайте, как правильно тестировать транзисторы, в нашем разделе «Идентификация неисправностей» и получите помощь в решении тех математических задач, которые вам понадобятся, когда вы начинаете заниматься электроникой.

Узнайте, как спроектировать и построить работающий транзисторный усилитель с минимумом математических знаний. Классы усилителей объясняются от A до D, а также многокаскадные усилители, практичные усилители мощности и схемы операционных усилителей.Разберитесь с отрицательной обратной связью, входным импедансом и контролем полосы пропускания. Все, от основных фактов об усилителях до сложных профессиональных проектов, находится здесь, на Learnabout Electronics.

Каждой схеме (почти) нужен источник питания, поэтому вам нужно знать, как работают источники питания. Узнайте об этих жизненно важных схемах — от базовых схем выпрямителей до импульсных источников питания и от базовых компонентов до интегральных схем — все это в наших простых в освоении модулях.

Модули питания также снабжены многочисленными ссылками на ключевые страницы с подробной информацией и основными терминами, с которыми вам необходимо ознакомиться.Воспользуйтесь мощью сотни страниц информации об электронике Learnabout-electronics, чтобы узнать все, что вам нужно знать , а также одним щелчком мыши вы можете найти важные спецификации компонентов блоков питания, чтобы связать вас с данными производителей.

Начните изучать реальные схемы прямо сейчас с Learnabout Electronics.

Узнайте о цифровой электронике с ПЯТЬЮ МОДУЛЯМИ, наполненными информацией и схемами по цифровым технологиям! Начните с двоичной арифметики — булевой алгебры, карт Карно и всего необходимого.Пошаговые инструкции по упрощению логических выражений, чтобы сделать упрощение логических выражений проще простого!

Логические элементы, логические семейства и цифровые схемы, от простых элементов до сложных схем, обеспечивающих работу компьютеров. Мультиплексоры, сумматоры, счетчики, регистры сдвига и многое другое. Загрузите бесплатное программное обеспечение Logisim и более 60 интерактивных моделей распространенных цифровых схем.

Электроника 101.1: Основы электричества — Raspberry Pi

В выпуске 9 HackSpace Дэйв Астельс помогает нам познакомиться с тем, что такое электричество, с некоторыми ключевыми терминами и правилами, а также с несколькими основными компонентами.Получите свой экземпляр журнала HackSpace в магазинах прямо сейчас или загрузите его в виде бесплатного PDF здесь.

tl;dr Электричество — это нечто большее, чем Пикачу.

Основы электричества

Электричество завораживает. На нем основана большая часть наших технологий: компьютеры, освещение, бытовая техника и даже автомобили, поскольку все больше и больше гибридных или электрических. Он следует некоторым четко определенным правилам, что делает его таким полезным.

Согласно Википедии, электричество — это «совокупность физических явлений, связанных с наличием и движением электрического заряда».А что такое электрический заряд? Это недостаток или избыток электронов.

Давайте вернемся назад (или вперед, в зависимости от того, где вы находитесь в жизни) к науке средней школы и атому. Атом — это, на очень упрощенном уровне, ядро, окруженное рядом электронов. Ядро (опять же, рассматривая его просто) состоит из нейтронов и протонов. Нейтроны не имеют заряда, а протоны имеют положительный заряд. Электроны имеют отрицательный заряд. Отрицательный заряд одного электрона прямо противоположен положительному заряду одного протона.Простейший атом, водород, состоит из одного протона и одного электрона. Суммарный заряд атома равен нулю: положительный заряд протона и отрицательный заряд электрона компенсируют — или уравновешивают — друг друга. Электроны атома находятся не просто в аморфном облаке вокруг ядра: вы можете думать о них как о расположенных слоями вокруг ядра… скорее, как о луковице. Или, может быть, огр. Это очень упрощенная визуализация, но ее достаточно для наших целей.

Рисунок 1: Очень стилизованное изображение атома меди с его электронной оболочкой

В более сложном атоме, скажем, в меди, больше протонов, нейтронов и электронов, и электроны находятся в большем количестве слоев.По умолчанию атом меди имеет 29 протонов и 35 нейтронов в ядре, которое окружено 29 электронами. То, как электроны распределены в их слоях, оставляет атом меди с одним электроном в самом внешнем слое. Это представлено в Рисунок 1 (выше). Не углубляясь в физику субатомов, давайте просто скажем, что наличие этого единственного электрона в самом внешнем слое облегчает манипулирование им. Когда мы объединяем группу атомов меди, чтобы получить металлическую медь (т.грамм. провод), эти внешние электроны легко перемещать внутри металла. Те электроны, которые движутся вокруг, это электричество. Количество электронов, движущихся за определенный период времени, называется током.

Одиночный резистор 10 кОм показывает почти 10 000 Ом (ни один электрический компонент не идеален).

Мы начали с разговора об электронах и заряде. Вспомните определение из Википедии: «присутствие и движение электрического заряда». Заряд измеряется в кулонах: 1 кулон примерно равен ·6.242 × 10 18 электронов. Это 6 242 000 000 000 000 000 электронов. Они очень маленькие. На самом деле это будет -1 кулон. +1 кулон будет таким количеством протонов (или, на самом деле, чистой нехваткой такого количества электронов).

Это плата. Теперь давайте рассмотрим движущийся заряд, который в целом гораздо полезнее (если только ваша цель не приклеивать воздушные шары к стене). Рассмотрим некоторое количество заряда, движущегося по проводу. Количество заряда, которое проходит через определенную точку (и, следовательно, через провод) в течение определенного периода времени, называется «ток» (точно так же, как ток в реке) и измеряется в амперах, обычно просто называемых амперами.В частности, 1 ампер равен 1 кулону, протекающему через точку за 1 секунду.

Другим распространенным термином является напряжение. Вы можете думать о напряжении как о давлении воды; это давление, проталкивающее электроны (то есть заряд) через материал. Чем выше напряжение (измеряемое в вольтах), тем быстрее проходит заряд, т.е. тем выше ток.

Последний термин — сопротивление, измеряемое в омах. Сопротивление — это то, на что это похоже. Это мера того, насколько материал сопротивляется движению электронов.Мы говорили, что медь позволяет электронам свободно двигаться. Вот почему он так часто используется для проводов, дорожек печатных плат и т. д. Мы говорим, что это хороший проводник. Стекло, с другой стороны, удерживает свои электроны на месте, не позволяя им двигаться. Это пример хорошего изолятора. Есть материалы, которые находятся между ними: они позволяют электронам двигаться, но не слишком свободно. Они имеют решающее значение для работы электроники.

Существует интересная (и полезная) взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, называемая законом Ома (Георг Ом исследовал и задокументировал эту взаимосвязь): ток (обозначенный I в амперах), протекающий через материал, равен напряжение на материале (обозначается V, в вольтах), деленное на сопротивление материала (обозначается R, в омах): I = V/R .Это уравнение является основополагающим и, как таковое, очень удобным.

Освещение

Не так много электронных устройств, на которых нет хотя бы одного светодиода, тем более гаджетов. Если вы посмотрите на простой Arduino Uno, у него есть светодиоды для питания, Tx, Rx и контакт 13. Первая программа, использующая электронные компоненты, которую пробует большинство людей, — это мигание светодиодом.

Рисунок 2: Цветовой спектр

LED означает светоизлучающий диод. Мы вернемся к диодам в более позднем выпуске; все, что нам нужно знать прямо сейчас, это то, что диод должен идти правильным путем.Так что остается «светоизлучающий». Это просто означает, что он излучает свет: он загорается. В частности, он загорается, когда через него проходит достаточный ток. Однако будьте осторожны. Пропустите через него слишком большой ток, и он, скорее всего, треснет пополам. Серьезно, мы сделали это. В лучшем случае вы получите яркий импульс света, когда он сгорит. Какой ток им нравится? 20 миллиампер (20 мА) является типичным. Поскольку светодиод — это диод, то есть полупроводник (мы рассмотрим их более подробно в следующей статье), он не подчиняется закону Ома.Как? На нем всегда одинаковое напряжение, независимо от тока, протекающего через него.

Светодиод будет иметь определенное Vf (f означает прямое, как «прямое напряжение»), которое будет определено в его спецификации.

Напряжение зависит от цвета света, излучаемого светодиодом, но обычно составляет от 1,8 В до 3,3 В. Vf для красных светодиодов обычно составляет 1,8 В, а для синих светодиодов 3–3,3 В. Как правило, светодиоды с более высокой частотой цвета будут иметь большее значение Vf. На Рисунке 2  (выше) показан цветовой спектр.Цвета на правом конце имеют более низкую частоту, и светодиоды, излучающие эти цвета, будут иметь более низкий Vf, а светодиоды на левом конце имеют более высокую частоту и более высокий Vf.

Цветные полосы резистора показывают сопротивление. Онлайн-калькуляторы могут помочь вам узнать значения.

Таким образом, светодиод будет иметь фиксированное Vf, а типичный светодиод, который мы будем использовать, потребляет около 20 мА тока. Светодиод не будет ограничивать ток, протекающий через него. Именно это мы имели в виду, когда говорили, что это противоречит закону Ома.

Если мы возьмем синий светодиод и подключим его к блоку питания 3,3 В, он будет радостно светить. Сделайте то же самое с красным светодиодом, и он начнет мигать и перегорит. Итак, как нам быть с этим? Как мы можем использовать 3,3 В или 5 В, чтобы светодиод загорелся и не перегорел? Мы просто ограничиваем ток, протекающий через него. А для этого нам нужен резистор и закон Ома.

Получение защиты

Рисунок 3: Светодиод с токоограничивающим резистором

Если мы хотим запитать красный светодиод от источника 5 В, мы знаем следующую информацию: ток должен быть 20 мА, Vcc будет 5 В, а напряжение на светодиоде будет 1.8В. Рассмотрим схему рис. 3 . Напряжение на резисторе будет Vcc – Vf , т.е. 5 – 1,8 = 3,2В . Мы сказали, что ток через светодиод должен быть 20 мА. Поскольку в цепи есть только один путь, который проходит через резистор и светодиод, весь ток должен протекать через оба: какой бы ток ни протекал через резистор, он должен течь через светодиод, ни больше, ни меньше. Это очень важно осознать. Мы можем рассчитать необходимое значение сопротивления, используя закон Ома: R = V/I = 3.2 В/20 мА = 3,2 В/0,020 А = 160 Ом .

Сопротивление резистора должно быть 160 Ом, чтобы через светодиод проходил ток 20 мА. Зная, что значения 20 мА и 1,8 В являются приблизительными, а значения резисторов неточными (наиболее распространенными являются +/- 5 или 10 процентов), мы выбрали резистор с чуть более высоким номиналом. Учитывая общие номиналы резисторов, выберите 180 Ом или 220 Ом. Резистор с более высоким номиналом пропускает немного меньший ток, что может привести к более тусклому освещению. Попробуйте и посмотрите.Для практических целей обычно достаточно просто использовать резистор на 220 Ом.

Параллельные линии

В предыдущем разделе мы соединили резистор и светодиод встык. Это называется последовательной схемой. Если бы мы соединили их рядом, это была бы параллельная цепь. Рассмотрим схемы в Рисунок 4 .

Рисунок 4: А – последовательная схема; Б – параллельная схема

Мы будем использовать 5В для Vcc. Каково общее сопротивление между Vcc и GND в каждой цепи? Какой ток протекает по каждой цепи? Чему равно напряжение на каждом резисторе?

При последовательном соединении резисторов, как в схеме А, сопротивления складываются.Таким образом, два последовательно соединенных резистора по 100 Ом имеют общее сопротивление 200 Ом.

При параллельном соединении резисторов, как в схеме Б, все сложнее. Каждый резистор обеспечивает путь для протекания тока. Таким образом, мы могли бы использовать косвенный метод для расчета общего сопротивления. Каждый резистор имеет сопротивление 100 Ом и имеет один конец, подключенный к 5 В, а другой к 0 В (заземление), поэтому напряжение на каждом из них составляет 5 В. Ток, протекающий через каждый из них, составляет 5 В / 100 Ом = 0,05 А или 50 мА.Он протекает через каждый резистор, поэтому общий ток составляет 100 мА или 0,1 А. Тогда общее сопротивление равно R = V/I = 5V/0,1A = 50 Ом . Более прямым способом является использование уравнения 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn , где Rt — общее сопротивление, а R1, R2 и т. д. — номиналы отдельных резисторов. что параллельно. Используя это, 1/Rt = 1/100 + 1/100 = 2/100 = 1/50 . Таким образом, Rt = 50. Это более быстрый способ сделать это, и он включает только номиналы резисторов.

Мультиметр может считывать напряжение, силу тока и сопротивление

Теперь о текущем.Мы знаем, что последовательное соединение имеет общее сопротивление 200 Ом, поэтому ток будет равен I = V/R = 5В/200 Ом = 0,025А = 25мА . Для одного резистора 100 Ом ток равен 5 В/100 Ом = 0,05 А = 50 мА . Это ожидаемо: чем ниже сопротивление, тем меньше «сопротивление» протекающему току, поэтому при том же напряжении будет протекать больший ток. Мы уже вычислили ток для параллельной цепи: 100 мА. Это выше, потому что мы знаем, что через каждый резистор проходит 50 мА.В параллельной цепи токи складываются.

Два резистора по 10 кОм (килоом) последовательно считывают (почти) 20 кОм

Последний вопрос: какое напряжение на каждом резисторе. Сначала рассмотрим параллельную схему. Один конец каждого резистора подключен к 5 В, а другой конец каждого подключен к 0 В (земля). Итак, ясно, что напряжение на каждом из них составляет 5 В. В последовательной схеме все иначе. Мы можем использовать закон Ома, потому что мы рассчитали ток, протекающий через каждый из них (0.025A), и этот ток протекает через оба резистора. Каждый резистор имеет сопротивление 100 Ом, поэтому напряжение на каждом будет равно В = I×R = 0,025 А × 100 Ом = 2,5 В . Это имеет смысл интуитивно, поскольку резисторы имеют одинаковое значение и через них протекает один и тот же ток. Логично, что напряжение на каждом было бы равным и половине от общего. Помните, что вряд ли это будет ровно половина из-за разброса номиналов резисторов.

Проделаем это еще раз с неодинаковыми резисторами. См. рис. 5 .

Рисунок 5: А – последовательное подключение; Б – параллельная схема

Для последовательной цепи мы просто добавляем сопротивления: 100 Ом + 82 Ом = 182 Ом . Ток равен 5 В / 182 Ом = 0,0274725 А = 27,4725 мА . Поскольку резисторы неточны, можно с уверенностью назвать это 27,5 мА. Напряжения составляют 100 Ом × 0,0275 А = 2,75 В на резисторе 100 Ом и 82 Ом × 0,275 = 2,25 В на резисторе 82 Ом. Напряжения всегда должны складываться, допуская ошибки округления.Относительно земли напряжение в точке между резисторами составляет 2,75 В. Что произойдет, если мы сделаем верхний резистор меньше (т.е. будем иметь меньшее сопротивление)? Общее сопротивление уменьшается, ток увеличивается, поэтому напряжение на резисторе 100 Ом увеличивается. Это то, что обычно называют делителем напряжения.

Для параллельной цепи мы можем использовать 1/Rt = 1/100 + 1/82 = 82/8200 + 100/8200 = 182/8200 = 1/45 , поэтому Rt = 45 Ом . Суммарный ток 5В/45Ом = 0.111 А = 111 мА . Для отдельных резисторов токи составляют 5 В / 100 Ом = 50 мА и 5 В / 82 Ом = 61 мА . Сложите их, и мы получим общий ток 111 мА. Параллельные резисторы действуют как делитель тока.

Два резистора по 10 кОм, соединенные параллельно, считывают (почти) 5 кОм.

Я призываю вас создать эти маленькие схемы на макетной плате и самостоятельно измерить сопротивления, напряжения и токи.

Резисторы, включенные последовательно для делителя напряжения, резисторы, включенные параллельно для делителя тока

Рассмотрим, что произойдет, если мы заменим резистор, подключенный к Vcc в последовательной цепи, переменным резистором.Напряжение между резисторами будет меняться в зависимости от номинала резистора. Когда сопротивление падает, напряжение растет. Верно и обратное: при увеличении сопротивления напряжение падает. Одно из применений этого заключается в замене переменного резистора фоторезистором. Значение фоторезистора зависит от того, сколько света падает на него (то есть, если быть точным, сколько фотонов попадает на него). Больше света = меньше сопротивление. Теперь делитель напряжения можно использовать для измерения силы света.Все, что вам нужно сделать, это подключить точку между резисторами к аналоговому входу и считать ее.

Рисунок 6 Комбинированные параллельные и последовательные цепи

Мы кратко рассмотрели основные понятия электричества: заряд, ток, напряжение и сопротивление. Мы также более подробно рассмотрели резисторы и способы их комбинирования. Мы закончили практическим примером схемы последовательного резистора, используемой для измерения света.

Базовые знания в области электроники для всех

Эй, в этой статье мы собираемся обсудить основы электроники.Будучи студентом, учителем или специалистом в области электроники, вы должны иметь базовые знания. Итак, в этой статье рассматриваются основные понятия электроники, четкое представление об основных темах электроники и идентификация компонентов.

Темы базовой электроники

Электронная инженерия в основном имеет дело с небольшими схемами с большим контролем, обработкой, интеграцией схем, низким энергопотреблением, более дешевой и компактной конструкцией, портативностью, более высокой эффективностью и т. д. Как правило, на первом этапе базовой электроники вы получаете четкое представление об электричестве, токе, напряжении и мощности.

Электричество

Электричество – это форма энергии, которая передается потоком электрического тока. Электричество или электрическая энергия — это чистая энергия, которую легко передавать, преобразовывать или хранить. В настоящее время почти 90 процентов нашей полезной работы можно выполнить с помощью электроэнергии. Вы можете увидеть примеры и применение электричества в кондиционировании воздуха, освещении, двигателях, насосах, лифтах, обогревателях, охладителях, вентиляторах и т. д.

Ток

Ток — это поток электронов через проводящий путь, объект или любой материал. .Поток электрического тока зависит от давления, разности потенциалов или напряжения между двумя концами проводника и внутреннего сопротивления проводника. Единицей силы тока является ампер.

Напряжение

Проще говоря, напряжение — это электрическое давление, которое заставляет электроны течь через проводник. И это давление создается, когда к двум концам этого проводника прикладывается разность потенциалов. Единицей напряжения является вольт.

Мощность

Математически мощность представляет собой произведение напряжения и силы тока.Мощность измеряется потоком тока от источника питания к нагрузке с приложенным напряжением. Единицей мощности является ватт.

Читайте также:  

Изучение основных электронных компонентов

Изучение электронных компонентов укрепит ваши базовые знания в области электроники.

Резистор

Резистор — это пассивный компонент, препятствующий протеканию тока в электрической или электронной цепи. Другой функцией резистора или резистивного материала является преобразование электрической энергии в тепловую.Свойство резистора называется сопротивлением. Единицей сопротивления является ом.

Катушка индуктивности

Катушка индуктивности также является пассивным компонентом. Основная функция катушки индуктивности — противодействовать изменениям протекающего через нее тока. Индуктор блокирует переменный ток или переменный ток и разрешает постоянный ток или постоянный ток. Свойство катушки индуктивности называется индуктивностью. Единицей индуктивности является генри.

Конденсатор

Конденсатор — это пассивный компонент, основной функцией которого является хранение электрической энергии в виде электрического заряда.Свойство конденсатора противоположно индуктору, конденсатор блокирует постоянный ток (DC) и пропускает переменный ток (AC). Свойство конденсатора называется емкостью. А единица измерения конденсатора называется фарад.

Полупроводниковые устройства

Имея опыт работы в области электроники, вы должны знать о важных полупроводниковых устройствах, таких как транзисторы, диоды, интегральные схемы. В нашем блоге так много статей об этих полупроводниковых устройствах. Итак, вы можете прочитать о них.

Основные символы в электронной технике

Вы должны знать основные электронные символы, такие как резистор, катушка индуктивности, конденсатор, транзистор и другие электронные компоненты.

Здесь я даю ссылки на важные статьи, связанные с электронной техникой. Итак, вы можете прочитать эти статьи, чтобы расширить свои базовые знания.

Читайте также:  

Благодарим Вас за посещение сайта. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Основы проектирования и анализа электронных схем

Электронные схемы состоят из отдельных компонентов схемы (например,g., конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы), которые все соединены между собой на макетной плате или печатной плате (PCB).

В этой статье будут обсуждаться основные концепции проектирования и анализа схем. Но сначала давайте рассмотрим основные элементы схемы.

 

Основные элементы схемы

На высоком уровне электронные схемы состоят из трех элементов:

  • Источник питания: подает питание переменного или постоянного тока на цепь

  • Проводник: среда, через которую электричество течет от источника к нагрузке

  • Нагрузка: любой элемент, который потребляет или рассеивает энергию.На практике электрические нагрузки могут относиться к различным компонентам на макетной плате или печатной плате.

 

Печатные чертежи электрических схем.  

 

Цепи переменного и постоянного тока

В зависимости от характера источника питания цепи могут быть переменного или постоянного тока. Источник питания в цепи переменного тока обеспечивает периодически изменяющийся ток, который графически изображается в виде синусоидальной волны, в то время как цепи постоянного тока имеют однонаправленный ток с чистой синусоидальной формой.Цепи переменного тока используются в устройствах с высокой мощностью, таких как электродвигатели и сети передачи электроэнергии, в то время как цепи постоянного тока обычно используются в устройствах с низким энергопотреблением, таких как портативная электроника и системы управления батареями (BMS).

 

Аналоговые и цифровые схемы

Аналоговые схемы — это электронные системы, в которых ток и напряжение непрерывно изменяются во времени, т. е. они передают информацию в виде изменяющихся во времени непрерывных сигналов. Аналоговые схемы бывают двух типов: активные и пассивные.Активные схемы содержат активные компоненты, такие как транзисторы и диоды, а пассивные схемы содержат пассивные компоненты, такие как резисторы и катушки индуктивности. Обычное применение аналоговых сигналов — это инструментарий в лечении, например, в сигналах электрокардиограммы (ЭКГ).

Цифровые схемы используют цифровые сигналы, состоящие из двух дискретных уровней. Оба уровня представляют разные «состояния», такие как 1/0, ВКЛ/ВЫКЛ или Истина/Ложь. Они часто содержат транзисторы, которые создают логические элементы с использованием булевой логики.Логические вентили — это строительные блоки интегральных схем (ИС), используемых в современных электронных устройствах, таких как ноутбуки, смартфоны и бытовая техника.

 

Проектирование схем

Чертежи принципиальных схем представляют собой символические изображения электрических цепей, которые можно нарисовать на бумаге или в цифровой форме (с использованием программного обеспечения для проектирования печатных плат, такого как EasyEDA). На принципиальной схеме показаны различные компоненты (с использованием стандартных электронных символов) и их соединения.Эти дизайны обычно организованы слева направо на странице.

Чтобы разработать принципиальную схему с помощью программного обеспечения для печатных плат, вы можете начать с базового шаблона схемы. На панели в приложении (которая может быть помечена как «символы» или «инструменты») вы можете выбирать из множества электронных компонентов, таких как конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы и многое другое. Выберите и разместите компоненты в различных точках схемы по мере необходимости и соедините их с помощью соединительных линий. Вы также можете увеличить сложность своих схем, создав дополнительные слои с помощью планов этажей печатных плат.

 

Крупный план дорожек на готовой печатной плате.

 

Тестирование и проверка

В среде программного обеспечения для печатных плат вы можете тестировать свои конструкции, настраивая различные параметры схемы, например, подавая питание постоянного или переменного тока на элемент или изменяя номиналы резисторов. Если ваш проект точен, система должна работать так, как задумано, и давать выходные данные, аналогичные тем, которые вы получили бы в результате расчетов.

Для устранения проблем с электричеством (проверка) вы можете проверить наличие ошибок в своем проекте, запустив средство проверки электрических правил (ERC).Для решения проблем проектирования большинство программных инструментов имеют средство проверки правил проектирования (DRC). DRC проверяет, соответствует ли ваш проект геометрическим ограничениям целевой печатной платы. Например, он проверяет минимальную ширину дорожек, расстояние между дорожками, контактными площадками и сквозными отверстиями, а также проверяет, что заземление аналоговых и цифровых цепей разделено. Как только ваша схема будет готова, вы можете преобразовать ее в макет для изготовления окончательной печатной платы.

 

Анализ электрической цепи

Анализ цепи — это процесс определения напряжений и токов в каждом элементе электронной цепи.Целью этого является решение проблем в электрических цепях с использованием установленного набора уравнений. Двумя популярными методами анализа цепей являются метод узлового напряжения и метод тока сетки. Оба основаны на законах Кирхгофа и Ома.

 

Метод напряжения узла

Метод узлового напряжения (также известный как узловой анализ) использует закон тока Кирхгофа и закон Ома для определения напряжения между узлами (точками в цепи, где соединяются два или более элемента).

Согласно закону Ома, значение тока, протекающего через любые две точки в электронной цепи, прямо пропорционально разности потенциалов (также известной как ЭДС) между двумя точками.Математически это выражается как V = I/R (где v — напряжение в вольтах, I — ток в амперах, а R — сопротивление в Омах).

Текущий закон Кирхгофа (KCL) гласит, что ток, втекающий в узел и выходящий из узла в любой момент времени, эквивалентен. Математически это выражается как IOUT = IIN или — IOUT + IIN = 0. 

Основные этапы узлового анализа включают:

  • Выбор эталонного (или заземляющего) узла и определение его значения как 0 В

  • Использование обозначений, таких как узлы a, b, c и т. д.для определения всех других узловых напряжений

  • Использование KCL для определения узловых напряжений вокруг цепи

  • Решение узловых токов по закону Ома

 

Электронные схемы — это тонкие электростанции, лежащие в основе всех современных устройств и оборудования. Кредит изображения: Pixabay.

 

Метод тока сетки

Метод узлового напряжения использует закон Кирхгофа о напряжении (KVL) для определения значения тока, протекающего по петлям в цепи.КВЛ утверждает, что алгебраическая сумма всех напряжений в контуре равна нулю. Математически KVL можно выразить как ∑ (I1 + I2 + I3) = 0, 

.

Метод текущей сетки основан на концепции петель и сеток. Петля — это любая замкнутая область вокруг цепи, начинающаяся от клеммы любого компонента, вокруг подключенных элементов и обратно до начальной точки. Сетка — это цикл, который не содержит другого цикла.

Чтобы найти токи, протекающие по петлям, с помощью метода тока сетки:

  • Найти сетки внутри схемы

  • Назначьте текущие обозначения каждой сетке, работая по часовой стрелке или против часовой стрелки

  • Написать уравнения KVL для каждой сетки

  • Из полученных уравнений рассчитайте токи сетки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.