Seznam elektronskih komponent
Če razmišljate o projektu elektronike, morate razumeti osnovne elektronske komponente in njihove funkcije. Nekatere komponente, s katerimi se boste verjetno srečali, so upori, kondenzatorji, induktorji, tranzistorji, motorji in diode. Verjetno boste delali tudi z osnovnimi gradniki, kot so žice, mizne plošče, na katerih lahko gradite svoje projekte, in baterije za zagotavljanje energije. Če šele začenjate z elektroniko, poiščite vadnice na spletu; običajno se začnejo s seznamom elektronskih komponent, tako kot se recepti začnejo s seznamom sestavin.
Elektronske komponente in njihova uporaba
Ko odprete sodobne elektronske naprave, pogosto vidite čipe integriranih vezij, ki izgledajo kot črne skrinjice, nameščene na tiskana vezja. S prostim očesom ni mogoče ugotoviti, kateri elektronski deli so znotraj teh čipov, vendar vsebujejo miniaturne različice mnogih istih komponent, ki jih lahko uporabite za izdelavo in prototipiranje lastnih projektov.
V bistvu se elektronika vrti okoli toka mikroskopskih delcev, imenovanih elektroni, skozi vezja, ki jih je ustvaril človek, kjer se njihova energija izkorišča za uporabne stvari, kot so ustvarjanje toplote, oddajanje svetlobe, premikanje predmetov ali izvajanje izračunov. Obstajajo različne komponente za nadzor, kdaj in kam tečejo elektroni, ali za izkoriščanje njihove energije za različne naloge.
Nekatere komponente, ki jih boste srečali v elektroniki, vključujejo upore, ki zadržujejo pretok električne energije; induktorji in kondenzatorji za shranjevanje energije; releji in tranzistorji, ki so vrste elektronskih stikal; in diode, ki prepuščajo elektriko le v eno smer. Naleteli boste tudi na različne naprave, ki omogočajo interakcijo električnega tokokroga s svetom okoli sebe. Ti vključujejo senzorje, ki omogočajo, da se vezja odzivajo na razmere v okoliškem svetu; motorji, ki pretvarjajo električno energijo v mehansko; ter svetleče diode in žarnice, ki za oddajanje svetlobe uporabljajo elektriko.
Električna vezja so pogosto narisana z diagrami, znanimi kot sheme, ki uporabljajo standardne simbole in zapise za označevanje vrst komponent, ki jih je treba vključiti. Naučiti se brati sheme je koristno, če želite sestaviti elektronske naprave ali razumeti, kako delujejo.
Kaj počnejo upori
Kot pove ime, upori upreti pretoku električne energije. Z njimi je mogoče omejiti količino energije, ki gre v druge komponente, na raven, ki je varna in ne poškoduje druge opreme v vezju. Običajno pretvorijo električno energijo v toplotno energijo, zato boste morda opazili, da se upor med uporabo segreje.
Količina upora, ki jo zagotavlja upor, se meri v ohm . Ko kupujete upore, določite upor, ki ga želite, in če morate poznati upor upora v vaši zbirki, ga običajno najdete tako, da pogledate barvne trakove, natisnjene na njegovi površini. Zapomnite si, kaj označujejo različne barve, ali si oglejte spletno tabelo.
Večina uporov določa tudi nazivno moč v vatih , ki označuje, koliko električne energije lahko varno teče skozi njih. Ne prekoračite tega števila, sicer lahko poškodujete upor ali celo povzročite požar.
Nekateri upori so spremenljivi upori, ki jih je mogoče nastaviti tako, da zagotavljajo večji ali manjši upor. Številčnice na tradicionalnih radijskih sprejemnikih običajno krmilijo spremenljive upore.
Kako delujejo kondenzatorji in induktorji
Kondenzatorji in induktorji se uporabljajo za shranjevanje energije v električnem tokokrogu. Kondenzator običajno je sestavljen iz dveh kovinskih plošč, ki sta postavljeni zelo blizu druga drugi, vendar se ne dotikata. Ko električni tok teče skozi kondenzator, se na eni od obeh plošč naberejo elektroni, medtem ko je druga plošča osiromašena. Ko to zmorejo, elektroni hitijo, da se uravnotežijo med obema ploščama, njihova shranjena energija pa se izkoristi nekje v vezju.
Kondenzatorji se lahko uporabljajo za shranjevanje energije, kadar je potreben hiter izbruh moči, na primer pri ustvarjanju svetle bliskavice v fotoaparatu. Uporabljajo se lahko tudi za izravnavo nihanj energije iz drugih virov, kot so baterije ali stenske vtičnice. Bodite previdni pri delu z močnimi kondenzatorji; če se dotaknete naelektrenega, vas lahko šokira, če gre shranjena energija skozi vaše telo.
Induktorji shranjevanje energije z uporabo magnetnega polja. Običajno so sestavljeni iz drobnih žic, zvitih v tuljavo, oblika, ki je ugodna za ustvarjanje takšnega polja. Naravno se upirajo spremembam v količini električnega toka, ki teče skozi njih, kar se lahko uporabi za filtriranje šuma v električnih tokokrogih, kot so nihanje napetosti zaradi napajanja ali hrup v radijskem signalu.
Sposobnost kondenzatorja za shranjevanje energije ali kapacitivnost , se meri v enotah, imenovanih faradi , medtem ko je sposobnost induktorja za to znana kot induktivnost in merske enote, imenovane henry .
Releji, tranzistorji in vakuumske cevi
Pogosto želite uporabiti en del vezja za nadzor, ali lahko elektrika teče skozi drug del vezja. Morda boste na primer želeli uporabiti toplotni ali svetlobni senzor za vklop ali izklop opozorilne lučke v določenih situacijah ali pa boste morda želeli prikazati izhod na zaslonu glede na rezultate izračuna.
Tako kot lahko luč prižgete ali ugasnete z mehanskim stikalom, lahko to storite tudi z električnim stikalom. Ena najpreprostejših vrst električnih stikal se imenuje elektromehanski rele . Uporablja elektromagnet, ki ustvari magnetno polje, ko skozi njega teče tok, da odpre ali zapre stikalo. Dovajanje električne energije na magnet odpre ali zapre pot za elektriko drugje v vezju.
Tranzistorji služijo podobnemu namenu, le da ne delujejo na podlagi elektromagnetov, ampak delujejo na podlagi kemijskih in fizikalnih lastnosti na mikroskopski ravni materialov, uporabljenih za njihovo izdelavo. Tranzistorje je mogoče uporabiti kot stikala za odpiranje ali zapiranje tokokroga na podlagi napetosti, ki se uporablja na določenem mestu, ali pa jih uporabiti kot ojačevalnike, s čimer v bistvu nadomestijo majhno uporabo električnega toka z večjo, sorazmerno.
Tranzistorji so vseprisotni v današnji elektroniki in so eden od osnovnih gradnikov sodobnih računalniških naprav. Preden so jih izumili in izpopolnili, so namesto njih uporabljali naprave, imenovane vakuumske cevi. Vakuumske cevi so veliko večji, dražji in manj zanesljivi kot tranzistorji.
Ena najbolj znanih ugotovitev o razvoju sodobne tehnologije se imenuje Moorov zakon , poimenovan po soustanovitelju Intela Gordonu Mooru, ki je opazil, da se približno vsakih 18 mesecev število tranzistorjev, ki jih lahko inženirji namestijo na računalniški čip določene velikosti, podvoji, medtem ko se stroški prepolovijo.
Vhodne in izhodne naprave
Električna vezja so na koncu uporabna samo za interakcijo z zunanjim svetom. Elektronske naprave nam pomagajo pri komunikaciji, ustvarjanju svetlobe v temi, ustvarjanju toplote, ko je hladno, in premikanju stvari z mesta na mesto. Prav tako pogosto želimo, da se odzovejo na spremembe v svojem okolju, ne da bi človek moral obrniti številčnico ali stikalo.
Žarnice in svetleče diode ali LED sta dve skupni komponenti za pretvarjanje električne energije v svetlobo. Svetleče diode so pogosto učinkovitejše od žarnic, ker oddajajo manj odpadne toplote in trajajo dlje. Lahko kupite žarnice in LED, ki oddajajo potrebno količino svetlobe v barvi, ki vam je všeč.
Električni motorji se uporabljajo za pretvorbo električne energije v mehansko. Pogosti so v vsem, od otroških igrač do električnih avtomobilov. Večina deluje z uporabo elektromagnetov za obračanje vrtečega se predmeta.
Širok izbor elektronskih senzorjev je na voljo tudi za spreminjanje pretoka električne energije v tokokrogu glede na različne okoliščine. Mikrofoni pretvarjajo mehansko energijo zvoka v električno energijo, svetlobni senzorji ustvarjajo električno energijo ali omogočajo pretok toka, ko je prisotna svetloba, druge vrste senzorjev pa vplivajo na tokokroge na podlagi vlage, toplote ali drugih okoljskih dejavnikov.