Lidé se začínají o elektroniku zajímat v každém věku a z různých důvodů. Někdo potřebuje vědu k práci nebo studiu, u jiného to jen vzbuzuje zájem. Pro úplné pochopení tohoto tématu a pochopení jeho základních pojmů budete muset studovat základy elektroniky a elektrotechniky.
Obsah
- Základní pojmy
- Využití elektřiny
- Specifikace
- Omezovače elektrického proudu
Základní pojmy
Během školních let se všichni museli v hodinách fyziky naučit základy elektroniky. Ale kvůli složitým pojmům, množství vzorců a různým měrným jednotkám nebyl každý schopen asimilovat informace. V životě jsou různé situace, kdy člověk potřebuje tyto znalosti. Dnes existuje mnoho návodů, publikací a časopisů, které popisují základy elektroniky. Pro začátečníky jsou tyto návody dobrými pomocníky., protože všechny základní pojmy a procesy v nich jsou prezentovány v přístupném jazyce.
Nejčastějšími pojmy z oblasti elektroniky, které lidé slyší v běžném životě, jsou slova proud, napětí a odpor. Abyste pochopili jejich podstatu, musíte si uvědomit, že jakákoli látka je sbírka kladně a záporně nabitých částic (protonů a elektronů).
Směrově se pohybující proud elektronů tvoří proud. Síla, která je pohybuje jedním směrem, se nazývá stres. Pohyb negativních částic neprobíhá bez zábran, brání mu tření, kterému se ve fyzice říká odpor. Tyto veličiny spolu souvisejí, takže když znáte dvě z nich, můžete snadno vypočítat třetí pomocí příslušného vzorce.
Každá hodnota v elektronice má své označení a měří se ve specifických jednotkách. Proud A - v ampérech, odpor R - v ohmech, napětí U - ve voltech.
Využití elektřiny
Takzvaná elektronika pro „figuríny“ začátečníkům nejen vysvětluje podstatu výskytu elektrického proudu, ale uvádí i příklady jeho aplikace. Rozsah zdrojů napětí je velmi široký. Všechny mají různé velikosti a specifikace:
- Lithiová baterie. Určeno pro jmenovité zatížení 3V. Díky svým malým rozměrům se dobře hodí pro použití v kapesních zařízeních (hodinky, svítilny). Může mít kapacitu 30-500 mAh.
- Nikl-metal hydridový prvek. Vyznačuje se vysokou hustotou energie a kapacitou rychlého nabíjení. Často se používá k napájení různých robotů.
Olověná baterie je také druh napájecího zdroje a zaujímá zvláštní místo mezi známými zdroji energie. Jeho design se skládá z následujících prvků:
- pozitivní a negativní kontakt;
- sada elektrod s různými náboji;
- pojistný a oddělovací ventil.
Všechny díly jsou uzavřeny v robustním pouzdře. Taková baterie je hlavním zdrojem napětí pro většinu elektronických zařízení. Snadno a rychle se dobíjí, dobře se hodí pro systémy, ve kterých nehraje hlavní roli hmotnost zařízení, ale jeho akumulace energie.
Specifikace
Výkon baterie je ovlivněn způsobem připojení. Sériové připojení vede ke zvýšení napětí, paralelní - ke zvýšení proudu.
Hlavní charakteristikou zdroje energie v elektronice je kapacita. Tato hodnota slouží jako míra náboje v ní uloženého a přímo závisí na hmotnosti účinné látky. Uvedením jmenovité kapacity výrobci míní maximální množství elektřiny, které lze za konkrétních podmínek vytěžit. Ale protože podmínky pro použití baterií nejsou zdaleka ideální, v praxi je úroveň kapacity nižší, než se uvádí. Hlavními faktory ovlivňujícími její pokles jsou doba provozu, teplotní režim, počet nabití a vybití.
Jako měrná jednotka pro tento parametr je obvyklé používat watthodiny (W * h), kilowatthodiny (kW * h), ampérhodiny (A * h) nebo miliampérhodiny (mA * h). Watthodina je definována jako součin proudu a napětí vyrobeného zařízením za jednu hodinu. Úroveň napětí je konstantní a závisí na typu zdroje energie (lithium, alkalický, olověný).
V případě úplného vybití většina zdrojů napětí selže. Aby se zabránilo poškození, výrobci určují poměr proudu, který z něj lze odebírat. To se nazývá hloubka vybití a měří se jako procento maximální kapacity.
Omezovače elektrického proudu
Některá elektronická zařízení vyžadují omezení elektrického proudu. Aby toho bylo dosaženo, je do obvodu zabudováno speciální omezovací zařízení - rezistor. Jako spotřebitel, nikoli současný výrobce, se efektivně vypořádá s funkcí oddělení napěťových a vstupních (výstupních) vedení. Používá se jako doplněk k aktivním prvkům integrovaných obvodů.
Existuje mnoho typů rezistorů. V závislosti na provedení, technických parametrech a složení jsou to:
-
Lineární. Odpor zůstává konstantní bez ohledu na potenciální rozdíl aplikovaný na takové odpory. Vyznačují se přímým voltampérovým vedením. - Nelineární. Odpor závisí na rozdílu mezi přiloženým napětím nebo procházejícím proudem. Rezistory tohoto typu pracují volně v souladu s Ohmovým zákonem a mají nelineární charakteristiku. Používá se v robotických projektech jako senzory.
- Proměnné. Vybaveno speciální hřídelí, která umožňuje měnit parametry odporu během provozu.
- Trvalý. Indikátory v nich nastavené nelze změnit.
- Uhlík. Jádra uvnitř takových rezistorů jsou vyrobena z uhlíku a mají miskovité kontakty. Díky poréznímu tělu jsou citlivé na okolní vlhkost.
- Fólie. Vyrábějí se nanášením stříkaného kovu na keramický podklad. Vyznačují se vysokou spolehlivostí, proto se úspěšně používají v základních elektronických systémech.
- Drátěný. Jejich konstrukce se skládá z keramického jádra a drátěného vinutí z různých kovových slitin. Složení slitin závisí na požadované odolnosti. Vykazuje stabilní výkon při vysokém výkonu.
-
Slinutý kov. K jejich výrobě se používá směs keramiky a vypalovaných kovů. Procento určitých složek určuje úroveň odporu. - Tavitelné. V běžném provozu fungují jako omezovače. S rostoucím jmenovitým výkonem fungují jako pojistky, které chrání elektrický obvod před zkratem.
- Citlivé na teplo. Mohou poskytnout kladný i záporný koeficient v závislosti na kolísání teploty.
- Fotosenzitivní. Hlavním faktorem ovlivňujícím jejich činnost je intenzita dopadajícího světelného toku. Čím jasnější světlo, tím nižší je odpor rezistoru.
Pokud jde o rezistory, které během provozu mění odpor, používá se termín jako tolerance, měřeno v procentech. Ukazuje, jak se měnící se indikátory blíží nominálním hodnotám. Například zařízení s nominálním elektrickým odporem 500Ω a tolerancí 10% může v praxi udávat hodnoty v rozsahu od 550 do 450Ω.
