Elektronikus alkatrészek listája
Ha elektronikai projektben gondolkodik, meg kell értenie az alapvető elektronikai alkatrészeket és azok funkcióit. Néhány alkatrész, amellyel valószínűleg találkozni fog, az ellenállások, kondenzátorok, induktorok, tranzisztorok, motorok és diódák. Valószínűleg olyan alapvető épülettömbökkel is fog dolgozni, mint például vezetékek, táblák, amelyekre építheti projektjeit, és akkumulátorok az áramellátáshoz. Ha még csak most kezdi az elektronikát, keressen oktatóanyagokat az interneten; általában elektronikus alkatrészek listájával kezdődnek, ahogy a receptek is az összetevők listájával.
Elektronikus alkatrészek és felhasználásuk
Amikor kinyitja a modern elektronikus eszközöket, gyakran látja az integrált áramköri chipeket, amelyek úgy néznek ki, mint az áramköri lapokra szerelt fekete dobozok. Szabad szemmel nem lehet megállapítani, hogy milyen elektronikus alkatrészek vannak ezekben a chipekben, de ugyanazon komponensek miniatűr változatait tartalmazzák, amelyeket saját projektjei elkészítéséhez és prototípusának elkészítéséhez használhat.
Alapvetően az elektronika az elektronoknak nevezett mikroszkopikus részecskék ember által alkotott áramkörökön keresztül történő áramlása körül forog, ahol energiájukat hasznos dolgokra használják fel, mint például hőtermelés, fénykibocsátás, tárgyak mozgatása vagy számítások elvégzése. Különféle összetevők léteznek annak szabályozására, hogy mikor és hol áramoljanak az elektronok, vagy hogy energiájukat különféle feladatokhoz hasznosítsák.
Az elektronikában előforduló alkatrészek közé tartoznak az ellenállások, amelyek visszatartják az elektromos áram áramlását; induktorok és kondenzátorok, amelyek energiát tárolnak; relék és tranzisztorok, amelyek elektronikus kapcsolók; és diódák, amelyek csak egy irányba engedik az elektromosságot. Különféle eszközökkel is találkozhat, amelyek lehetővé teszik, hogy egy elektromos áramkör kölcsönhatásba lépjen a körülötte lévő világgal. Ide tartoznak az érzékelők, amelyek lehetővé teszik, hogy az áramkörök reagáljanak a környező világ körülményeire; motorok, amelyek az elektromos energiát mechanikai energiává alakítják; valamint fénykibocsátó diódák és villanykörték, amelyek elektromosságot használnak a fény kibocsátásához.
Az elektromos áramköröket gyakran kapcsolási rajzként ismert diagramokkal rajzolják meg, amelyek szabványos szimbólumokat és jelöléseket használnak a beépítendő alkatrészek típusának jelzésére. A kapcsolási rajzok olvasásának elsajátítása akkor hasznos, ha elektronikus eszközöket szeretne építeni, vagy megérteni, hogyan működnek.
Mit csinálnak az ellenállások
Ahogy a név is sugallja, ellenállások ellenáll az elektromos áram áramlásának. Használhatók arra, hogy biztonságos szintre korlátozzák a más alkatrészekbe jutó energia mennyiségét, és ne károsítsák az áramkör többi berendezését. Általában az elektromos energiát hőenergiává alakítják, így használat közben észreveheti, hogy az ellenállás felmelegszik.
Az ellenállás által biztosított ellenállás mértékét ohmban mérik . Ellenállások vásárlásakor megadja a kívánt ellenállást, és ha tudnia kell egy ellenállás ellenállását a kollekciójában, általában a felületére nyomtatott színes sávok alapján találhatja meg. Jegyezze meg, mit jeleznek a különböző színek, vagy nézzen meg egy online diagramot.
A legtöbb ellenállás a névleges teljesítményt is wattban adja meg , amely azt jelzi, hogy mekkora elektromos áram vezethető át biztonságosan rajtuk. Ne lépje túl ezt a számot, különben megsérülhet az ellenállás, vagy akár tüzet is okozhat.
Egyes ellenállások változó ellenállások, amelyek beállíthatók nagyobb vagy kisebb ellenállás érdekében. A hagyományos rádiók tárcsái általában változó ellenállásokat vezérelnek.
Hogyan működnek a kondenzátorok és az induktorok
A kondenzátorok és az induktorok egyaránt energia tárolására szolgálnak egy elektromos áramkörben. Egy kondenzátor általában két fémlemezből áll, amelyek rendkívül közel vannak egymáshoz, de nem érintkeznek egymással. Amikor elektromos áram folyik át a kondenzátoron, az elektronok felhalmozódnak a két lemez egyikén, míg a másik lemez elektronjai kimerülnek. Amikor képesek rá, az elektronok rohannak, hogy egyensúlyba hozzák magukat a két lemez között, és a tárolt energiájukat valahol az áramkörben hasznosítják.
A kondenzátorok felhasználhatók az energia tárolására, amikor gyors áramfelvételre van szükség, például fényes vaku létrehozásához a fényképezőgépben. Használhatók más forrásokból, például akkumulátorokból vagy fali aljzatokból származó energia ingadozásainak kiegyenlítésére is. Legyen óvatos, amikor erős kondenzátorokkal dolgozik; ha megérint egy feltöltöttet, sokkot kaphat, ha a tárolt energia áthalad a testén.
Induktorok mágneses tér segítségével tárolja az energiát. Általában apró, tekercsbe csavart huzalokból állnak, amely alak előnyös egy ilyen mező létrehozásához. Természetesen ellenállnak a rajtuk átfolyó elektromos áram mennyiségének változásának, ami felhasználható az elektromos áramkörökben lévő zajok, például a tápfeszültség ingadozásának vagy a rádiójel zajának kiszűrésére.
A kondenzátor energiatárolási képessége vagy kapacitása , mértékegysége farad , míg az induktivitás erre való képességét induktivitásnak nevezzük és henrysnek nevezett mértékegységeket .
Relék, tranzisztorok és vákuumcsövek
Gyakran az áramkör egyik részét szeretné használni annak szabályozására, hogy áram folyhat-e át az áramkör másik részén. Előfordulhat például, hogy hő- vagy fényérzékelőt szeretne használni a figyelmeztető lámpa be- vagy kikapcsolására bizonyos helyzetekben, vagy a számítás eredményétől függően a kimenetet megjelenítheti a képernyőn.
Ahogy a lámpát mechanikus kapcsolóval lehet fel- vagy kikapcsolni, úgy elektromos kapcsolóval is megteheti. Az elektromos kapcsolók egyik legegyszerűbb típusát elektromechanikusrelének nevezik . Elektromágnest használ, amely mágneses mezőt hoz létre, amikor az áram áthalad rajta egy kapcsoló nyitásához vagy zárásához. Ha elektromos áramot helyez a mágnesre, az áramkör más részein megnyitja vagy bezárja az áramot.
Tranzisztorok hasonló célt szolgálnak, kivéve az elektromágneseken alapuló munkát, hanem az előállításukhoz használt anyagok kémiai és fizikai tulajdonságain alapulnak, mikroszkopikus szinten. A tranzisztorok kapcsolóként használhatók az áramkör nyitására vagy zárására egy adott helyre adott feszültség alapján, vagy erősítőkként, lényegében egy kis elektromos áramot egy nagyobb, arányosra cserélnek.
A tranzisztorok mindenütt jelen vannak a mai elektronikában, és a modern számítástechnikai eszközök egyik alapvető építőkövei. Feltalálásuk és tökéletesítésük előtt vákuumcsöveknek nevezett eszközöket használtak helyette. Vákuumcsövek sokkal nagyobbak, drágábbak és kevésbé megbízhatóak, mint a tranzisztorok.
A modern technológia fejlődésével kapcsolatos egyik leghíresebb megfigyelés a Moore-törvény. , amelyet az Intel társalapítójáról, Gordon Moore-ról neveztek el, aki megfigyelte, hogy körülbelül 18 havonta megduplázódik azoknak a tranzisztoroknak a száma, amelyeket a mérnökök egy bizonyos méretű számítógépes chipbe illeszthetnek, miközben a költségek felére csökkennek.
Bemeneti és kimeneti eszközök
Az elektromos áramkörök végső soron csak a külvilággal való kölcsönhatásuk szempontjából hasznosak. Az elektronikus eszközök segítenek kommunikálni, fényt generálni a sötétben, hőt termelni, amikor hideg van, és mozgatni a dolgokat egyik helyről a másikra. Gyakran azt is szeretnénk, hogy reagáljanak a környezetükben bekövetkezett változásokra anélkül, hogy az embernek el kellene forgatnia a tárcsát vagy el kellene forgatnia egy kapcsolót.
Izzók és fénykibocsátó diódák vagy LED-ek , az elektromos energia fénnyé alakításának két gyakori összetevője. A fénykibocsátó diódák gyakran hatékonyabbak, mint a villanykörték, mivel kevesebb hulladékhőt adnak le, és tovább tartanak. Vásárolhat olyan villanykörtéket és LED-eket, amelyek a kívánt színben bocsátják ki a szükséges mennyiségű fényt.
Elektromos motorok elektromos energiát mechanikai energiává alakítanak át. A gyerekjátékoktól az elektromos autókig mindenben gyakoriak. A legtöbben elektromágneseket használnak egy forgó tárgy elforgatására.
Elektronikus érzékelők széles választéka az áramkörben az elektromos áram áramlásának megváltoztatására is rendelkezésre áll különféle körülmények alapján. A mikrofonok a hang mechanikai energiáját elektromos energiává alakítják, a fényérzékelők elektromos energiát állítanak elő, vagy lehetővé teszik az áram áramlását, amikor fény van jelen, más típusú érzékelők pedig nedvesség, hő vagy egyéb környezeti tényezők alapján befolyásolják az áramköröket.