อุปกรณ์และเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ กำเนิดและพัฒนาการของอิเล็กทรอนิกส์

อิเล็กทรอนิกส์คืออะไร

อิเล็กทรอนิกส์เป็นสาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ครอบคลุมการศึกษาและการประยุกต์ใช้ปรากฏการณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์และไอออนิกที่เกิดขึ้นในสุญญากาศ ก๊าซ ของเหลว ของแข็ง และพลาสมา ตลอดจนขอบเขตของปรากฏการณ์ดังกล่าว

อิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก:

• กายภาพอิเล็กทรอนิกส์ หัวข้อที่เป็นการศึกษาเชิงทฤษฎีและการทดลองเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์และอิออน หลักการของการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการติดตั้ง หลักการของการได้รับ การแปลงและการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าโดยใช้อุปกรณ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กลไกการออกฤทธิ์ของ การไหลของอิเล็กตรอน ไอออน ควอนตา และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในสสาร

• อิเล็กทรอนิกส์ทางเทคนิค (ประยุกต์) หัวข้อที่เป็นทฤษฎีและการปฏิบัติของการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ ระบบ และการติดตั้งในสาขาต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์ - วิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม การสื่อสาร การเกษตร การก่อสร้าง การขนส่ง ฯลฯ

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ต่างๆ มีความสำคัญในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นเป้าหมายโดยตรงหรือโดยอ้อมของการวิจัยทางอิเล็กทรอนิกส์เชิงกายภาพ และทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการพัฒนาทางวิศวกรรมในด้านอิเล็กทรอนิกส์เชิงเทคนิค

ปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน แต่ไม่ได้เกิดขึ้นจริงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่น รังสีคอสมิก การแพร่กระจายของคลื่นวิทยุ ฯลฯ) ไม่ได้เป็นของอิเล็กทรอนิกส์ทางกายภาพ แต่เป็นของสาขาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้อง (โดยเฉพาะ ฟิสิกส์ของคลื่นวิทยุ ).

ในทำนองเดียวกัน อุปกรณ์ไฟฟ้า แม้จะมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แต่ละชิ้นเป็นส่วนเสริม แต่โดยทั่วไปไม่ได้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่น เครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้า เครื่องขยายสัญญาณแม่เหล็ก แต่ออสซิลโลสโคปลำแสงอิเล็กตรอน การติดตั้งเอ็กซ์เรย์ เรดาร์ สเปกตรัมพลังงาน เครื่องวิเคราะห์อนุภาค เป็นต้น — สู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงเทคนิค (ดู — ประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, อิเล็กทรอนิกส์กำลังคืออะไร).

กำเนิดและพัฒนาการของอิเล็กทรอนิกส์

การถือกำเนิดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นำหน้าด้วยการค้นพบอาร์คไฟฟ้า (ค.ศ. 1802) การปล่อยสารเรืองแสงในก๊าซ (ค.ศ. 1850) รังสีแคโทด (ค.ศ. 1859) การประดิษฐ์หลอดไส้ (ค.ศ. 1873) เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม ในฐานะที่เป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอิสระ อิเล็กทรอนิกส์เริ่มพัฒนาในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 หลังจากการค้นพบการแผ่รังสีเทอร์ไมโอนิก (ค.ศ. 1883) และการแผ่รังสีโฟโตอิเล็กตรอน (ค.ศ. 1888) และการพัฒนาหลอดลำแสงอิเล็กตรอน (ค.ศ. 1897) ไดโอดสุญญากาศ (1904), ไตรโอดสุญญากาศ (1907), ตัวตรวจจับคริสตัล (1900 — 1905) (ดู —ประวัติ หลักการทำงาน การออกแบบและการประยุกต์ใช้หลอดอิเล็กตรอน).

ไตรโอดสูญญากาศ

การประดิษฐ์วิทยุ (พ.ศ. 2438) กระตุ้นความก้าวหน้าและมีอิทธิพลต่อการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วง พ.ศ. 2456-2463

ผู้หญิงกำลังฟังวิทยุผ่านหูฟัง (2466)

ในปี พ.ศ. 2476 - 2478 เริ่มใช้ในอุตสาหกรรมผลกระทบทางความร้อนของกระแสความถี่สูงสำหรับการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำของโลหะและโลหะผสมและการให้ความร้อนแบบคาปาซิทีฟ (ไดอิเล็กตริก) ของไดอิเล็กตริกและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 (พ.ศ. 2482-2488) เรดาร์มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

แอปพลิเคชั่นที่ไม่ใช่วิศวกรรมวิทยุของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนามาเป็นเวลานานภายใต้อิทธิพลของวิศวกรรมวิทยุซึ่งพวกเขายืมองค์ประกอบพื้นฐาน โครงร่าง และวิธีการสำหรับพวกเขา

การพัฒนาต่อไปของการใช้งานด้านวิศวกรรมวิทยุของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดำเนินไปในทิศทางที่เป็นอิสระ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาเทคโนโลยีนิวเคลียร์ (ตั้งแต่ปี 1943) เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ (ตั้งแต่ปี 1949) และระบบอัตโนมัติจำนวนมากของการผลิตและกระบวนการต่างๆ

ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ตัวแรก (การประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ได้รับการขนานนามว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ 20)

ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1950 หลังจากการประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์เริ่มเฟื่องฟู ซึ่งทำให้สามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ และขนาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทำให้เกิดการพัฒนาใหม่ หมวดอิเล็กทรอนิกส์เชิงทฤษฎีและประยุกต์ — ไมโครอิเล็กทรอนิกส์

«Radiionette» - วิทยุพกพารุ่นแรกในปี 1958 ผลิตโดย Radionette ผู้ผลิตชาวนอร์เวย์

ระดับของการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในสาขาต่าง ๆ ของกิจกรรมของมนุษย์เป็นเกณฑ์สำหรับความก้าวหน้าทางเทคนิคที่ทันสมัย ​​เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถเพิ่มผลผลิตของแรงงานทางร่างกายและจิตใจได้อย่างมาก ปรับปรุงตัวบ่งชี้ทางเศรษฐกิจของการผลิต และยังช่วยแก้ปัญหาที่คนอื่นว่ายาก วิธี.

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์เป็นองค์ประกอบหลักของการผลิตอัตโนมัติที่ทันสมัย ​​(ระบบอัตโนมัติบางส่วน เต็มรูปแบบ และซับซ้อน).

ข้อดีของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์

อุปกรณ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกล, ระบบเครื่องกลไฟฟ้า, นิวเมติกและอื่น ๆ ช่วยเพิ่มความเร็วในการตอบสนอง (โดยเฉพาะความเร็วของการประมวลผลข้อมูล) ได้หลายลำดับความสำคัญมีความไวต่อสัญญาณขนาดเล็กให้ความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นเป็นพิเศษ ของบล็อกการทำงานที่แยกจากกัน ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว และตามกฎแล้วมีขนาดและน้ำหนักที่เล็กกว่ามาก

Quadcopter เป็นตัวอย่างคลาสสิกของอุปกรณ์เมคคาทรอนิกส์ (ส่วนประกอบทางกล ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกในระบบเดียว)

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นสากลและยืดหยุ่นได้ เนื่องจากสามารถใช้อุปกรณ์เดียวกัน (เครื่องขยายเสียง ฟลิปฟล็อป เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ) เพื่อแก้ปัญหาต่างๆ ในพื้นที่และพารามิเตอร์ของบล็อกและอุปกรณ์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง (การขยายสัญญาณ แรงดันขาออก ความถี่ในการทำงาน ) , ระดับการสั่งงาน) ได้รับการปรับอย่างหลากหลายด้วยวิธีที่ง่ายที่สุด ซึ่งช่วยให้สามารถพัฒนาและใช้งานแบบเอกสารสำเร็จรูปที่เป็นหนึ่งเดียวได้ ซึ่งการรวมกันสามารถให้ฟังก์ชันที่แตกต่างกันในด้านการใช้งานที่แตกต่างกัน

การจำแนกประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตามลักษณะการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

อิเล็กทรอนิกส์เชิงเทคนิค (ประยุกต์) สามารถจำแนกตามสาขาของการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยพิจารณาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม การขนส่ง การแพทย์ ธรณีวิทยา นิวเคลียร์ ฯลฯ

คุณลักษณะที่โดดเด่นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วิทยุ ซึ่งเป็นสาขาอิเล็กทรอนิกส์ทางเทคนิคที่เก่าแก่ที่สุด คือการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการส่งและรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่กว้าง (วิทยุสื่อสาร เรดาร์ โทรทัศน์ ฯลฯ)

อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรมครอบคลุมถึงการพัฒนาและประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการผลิตทางอุตสาหกรรม

ตัวอย่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม:

ตัวแปลงความถี่

ซอฟต์สตาร์ทสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า

ตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

ตัวควบคุมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

แผงควบคุมสำหรับควบคุมอุปกรณ์อัตโนมัติ

การจำแนกประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์

อุปกรณ์และระบบเฉพาะสำหรับเทคนิคอิเล็กทรอนิกส์สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:

• ข้อมูลที่มีจุดประสงค์เพื่อการรับรู้และการรวบรวม การประมวลผลและการจัดเก็บ การส่งและการรับข้อมูลเพื่อวัตถุประสงค์ในการวัด การควบคุม และผลกระทบต่อกระบวนการทางเทคโนโลยี

• พลังงานที่มีไว้สำหรับรับ แปลงและส่งพลังงานไฟฟ้า

• เทคโนโลยีที่มีไว้สำหรับผลกระทบโดยตรงของการไหลของอนุภาคหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าบนสารเพื่อวัตถุประสงค์ในการแปรรูปวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ทางกล ความร้อนและอื่นๆ

การติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมมักจะรวมอุปกรณ์หลายประเภทเข้าด้วยกัน แต่ประเภทหลังจะแตกต่างกันในโครงสร้าง ประเภทของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และองค์ประกอบที่ใช้ และวิธีการออกแบบดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ในการพิจารณาอุปกรณ์แต่ละประเภทโดยแยกจากกัน โดยเน้นส่วนที่เกี่ยวข้องของอิเล็กทรอนิกส์ทางเทคนิค ได้แก่ อิเล็กทรอนิกส์ข้อมูล อิเล็กทรอนิกส์กำลัง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับกระบวนการ

ดูสิ่งนี้ด้วย:

คอมพิวเตอร์แมคคาทรอนิกส์ ประเภท และการประยุกต์ของระบบเมคคาทรอนิกส์