אנשים מתחילים להתעניין באלקטרוניקה בכל גיל וממגוון סיבות. מישהו צריך מדע לעבודה או ללימודים, בעוד שאצל אחרים זה פשוט מעורר עניין. כדי לקבל הבנה מלאה של נושא זה ולהבין את המונחים הבסיסיים שלו, תצטרך ללמוד את היסודות של אלקטרוניקה והנדסת חשמל.
תוֹכֶן
- מושגי יסוד
- השימוש בחשמל
- מפרטים
- מגבילי זרם חשמלי
מושגי יסוד
במהלך שנות הלימודים, כולם היו צריכים ללמוד את יסודות האלקטרוניקה בשיעורי פיזיקה. אבל בגלל המונחים המורכבים, שפע הנוסחאות ויחידות המדידה השונות, לא כולם הצליחו להטמיע את המידע. ישנם מצבים שונים בחיים כאשר אדם זקוק לידע הזה. כיום ישנם מדריכים רבים, פרסומים ומגזינים המתארים את יסודות האלקטרוניקה. למתחילים, מדריכים אלה הם עוזרים טובים., שכן כל מושגי היסוד והתהליכים שבהם מוצגים בשפה נגישה.
המונחים הנפוצים ביותר מתחום האלקטרוניקה שאנשים שומעים בחיי היומיום הם המילים זרם, מתח והתנגדות. כדי להבין את המהות שלהם, אתה צריך לזכור שכל חומר הוא אוסף של חלקיקים בעלי מטען חיובי ושלילי (פרוטונים ואלקטרונים).
זרם הנע בכיוון של אלקטרונים יוצר זרם. הכוח שמניע אותם בכיוון אחד נקרא לחץ. התנועה של חלקיקים שליליים אינה מתרחשת ללא הפרעה, היא מופרעת על ידי חיכוך, מה שנקרא התנגדות בפיזיקה. הכמויות הללו קשורות זו בזו, כך שלדעת שתיים מהן, תוכל לחשב בקלות את השלישית באמצעות הנוסחה המתאימה.
לכל ערך באלקטרוניקה יש ייעוד משלו והוא נמדד ביחידות ספציפיות. זרם A - באמפר, התנגדות R - באוהם, מתח U - בוולט.
השימוש בחשמל
מה שנקרא אלקטרוניקה עבור "בובות" לא רק מסביר למתחילים את אופי התרחשות הזרם החשמלי, אלא גם נותן דוגמאות ליישומה. מגוון מקורות המתח רחב מאוד. לכולם יש גדלים ומפרטים שונים:
- סוללת ליתיום. מיועד לעומס נומינלי של 3V. בשל גודלו הקטן, הוא מתאים לשימוש במכשירי כיס (שעונים, פנסים). הוא עשוי להיות בעל קיבולת של 30-500 mAh.
- אלמנט הידריד מתכת ניקל. הוא מאופיין בצפיפות אנרגיה גבוהה ויכולת אחסון טעינה מהירה. הוא משמש לעתים קרובות להפעלת רובוטיקה שונות.
סוללת העופרת היא גם סוג של ספק כוח ותופסת מקום מיוחד בין מקורות הכוח המוכרים. העיצוב שלה מורכב מהאלמנטים הבאים:
- מגע חיובי ושלילי;
- סט של אלקטרודות עם מטענים שונים;
- שסתום בטיחות והפרדה.
כל החלקים סגורים במארז חזק. סוללה כזו היא מקור המתח העיקרי עבור רוב המכשירים האלקטרוניים. הוא קל ומהיר לטעינה מחדש, מתאים היטב למערכות שבהן התפקיד העיקרי אינו מבוצע על ידי משקל המכשיר, אלא על ידי אחסון האנרגיה שלו.
מפרטים
ביצועי הסוללה מושפעים מהאופן שבו היא מחוברת. חיבור טורי מוביל לעלייה במתח, במקביל - לעלייה בזרם.
המאפיין העיקרי של מקור אנרגיה באלקטרוניקה הוא הקיבולת. ערך זה משמש כמדד למטען האגור בו ותלוי ישירות במסה של החומר הפעיל. בציון הקיבולת הנומינלית, היצרנים מתכוונים לכמות החשמל המרבית שניתן להפיק בתנאים ספציפיים. אך מכיוון שתנאי השימוש בסוללות רחוקים מלהיות אידיאלים, בפועל רמת הקיבולת נמוכה מהמצוין. הגורמים העיקריים המשפיעים על הירידה שלו הם משך הפעולה, משטר הטמפרטורה, מספר הטעינות והפריקות.
כיחידת מדידה לפרמטר זה, נהוג להשתמש בוואט-שעה (W * h), קילוואט-שעה (kW * h), אמפר-שעה (A * h) או מיליאמפר-שעה (mA * h). וואט-שעה מוגדרת כמכפלת הזרם והמתח שמפיק המכשיר בשעה אחת. רמת המתח קבועה ותלויה לאיזה סוג מקור אנרגיה שייך (ליתיום, אלקליין, עופרת-חומצה).
במקרה של פריקה מלאה, רוב מקורות המתח נכשלים. כדי למנוע נזק, היצרנים קובעים את שיעור הזרם שניתן להפיק ממנו. זה נקרא עומק הפריקה והוא נמדד כאחוז מהקיבולת המרבית.
מגבילי זרם חשמלי
מכשירים אלקטרוניים מסוימים דורשים הגבלת הזרם החשמלי. כדי להשיג זאת, מובנה במעגל התקן מגביל מיוחד - נגד. כצרכן, לא מפיק זרם, הוא מתמודד ביעילות עם הפונקציה של הפרדת קווי מתח וקלט (פלט). הוא משמש כתוספת לאלמנטים פעילים של מעגלים משולבים.
יש הרבה סוגים של נגדים. בהתאם לעיצוב, פרמטרים טכניים והרכב, הם:
-
ליניארי. ההתנגדות נשארת קבועה ללא קשר להפרש הפוטנציאל המופעל על נגדים כאלה. הם מאופיינים בקו ישר וולט-אמפר. - לֹא קָוִי. ההתנגדות תלויה בהבדל בין המתח המופעל או הזרם העובר. נגדים מסוג זה פועלים בהתאם לחוק אוהם ובעלי מאפיין לא ליניארי. משמש בפרויקטים רובוטיים כחיישנים.
- משתנים. מצויד בפיר מיוחד המאפשר לשנות את פרמטרי ההתנגדות במהלך הפעולה.
- קבוע. לא ניתן לשנות את האינדיקטורים המוגדרים בהם.
- פַּחמָן. הליבות בתוך נגדים כאלה עשויות מפחמן ובעלות מגעים בצורת כוס. בשל הגוף הנקבובי, הם רגישים ללחות הסביבה.
- לְסַכֵּל. הם מיוצרים על ידי שקיעה של מתכת מרוססת על בסיס קרמי. הם נבדלים על ידי אמינות גבוהה, ולכן הם משמשים בהצלחה במערכות אלקטרוניות בסיסיות.
- פצע תיל. הבנייה שלהם מורכבת מליבה קרמית ומתפתל תיל העשויים מסגסוגות מתכת שונות. הרכב הסגסוגות תלוי בהתנגדות הנדרשת. מציג ביצועים יציבים בהספק גבוה.
-
מתכת מרוסנת. לייצור שלהם, נעשה שימוש בתערובת של קרמיקה ומתכות אפויות. האחוז של רכיבים מסוימים קובע את רמת ההתנגדות. - מתמזג. בפעולה רגילה, הם פועלים כמגבילים. ככל שדירוג ההספק עולה, הם מתפקדים כנתיכים, ומגנים על המעגל החשמלי מפני קצרים.
- רגיש לחום. הם יכולים לתת גם מקדם חיובי וגם שלילי בהתאם לתנודות הטמפרטורה.
- רָגִישׁ לָאוֹר. הגורם העיקרי המשפיע על פעולתם הוא עוצמת שטף האור הנכנס. ככל שהאור בהיר יותר, ההתנגדות של הנגד נמוכה יותר.
לגבי נגדים המשנים התנגדות במהלך הפעולה, נעשה שימוש במונח כגון סובלנות, נמדד באחוזים. זה מראה כיצד האינדיקטורים המשתנים קרובים לערכים הנומינליים. לדוגמה, מכשיר עם התנגדות חשמלית נומינלית של 500Ω וסובלנות של 10% יכול בפועל לתת ערכים בטווח שבין 550 ל-450Ω.
