الأجهزة والأجهزة الإلكترونية ، أصل وتطور الإلكترونيات

ما هي الإلكترونيات

الإلكترونيات هو مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا يشمل دراسة وتطبيق الظواهر الإلكترونية والأيونية التي تحدث في الفراغ والغازات والسوائل والمواد الصلبة والبلازما ، وكذلك في حدودها.

تتكون الإلكترونيات من قسمين رئيسيين:

• الإلكترونيات الفيزيائية ، وموضوعها الدراسات النظرية والتجريبية للظواهر الإلكترونية والأيونية ، ومبادئ بناء الأجهزة والمنشآت الإلكترونية ، ومبادئ الحصول على الطاقة الكهربائية وتحويلها ونقلها باستخدام الأجهزة والأجهزة الإلكترونية ، وآلية عمل تدفقات الإلكترونات والأيونات والكميات والمجالات الكهرومغناطيسية على المادة ؛

• الإلكترونيات التقنية (التطبيقية) ، موضوعها نظرية وممارسة استخدام الأجهزة والأجهزة والأنظمة والتركيبات الإلكترونية في مختلف مجالات النشاط البشري - العلوم ، الصناعة ، الاتصالات ، الزراعة ، البناء ، النقل ، إلخ.

الأجهزة والأجهزة الإلكترونية

الأجهزة والأجهزة الإلكترونية تحتل مركز الصدارة في مجال الإلكترونيات. إنها كائنات مباشرة أو غير مباشرة للبحث في الإلكترونيات الفيزيائية وتعمل كعناصر أساسية في التطورات الهندسية في الإلكترونيات التقنية.

الظواهر الفيزيائية المتعلقة بحركة الإلكترونات ، ولكن لم تتحقق في الأجهزة الإلكترونية (على سبيل المثال ، الأشعة الكونية ، انتشار الموجات الراديوية ، وما إلى ذلك) ، لا تنتمي إلى الإلكترونيات الفيزيائية ، ولكن إلى فروع الفيزياء المقابلة (على وجه الخصوص ، فيزياء الراديو ).

وبالمثل ، فإن المعدات الكهربائية ، حتى التي تحتوي على مكونات إلكترونية فردية كمساعدة ، ولكن بشكل عام لا تستند إلى خصائص الأجهزة الإلكترونية ، على سبيل المثال ، مضخم آلة كهربائية ، ومضخم مغناطيسي ، ولكن أجهزة تذبذب شعاع الإلكترون ، وتركيبات الأشعة السينية ، والرادارات ، وطيف الطاقة محللات الجسيمات وما إلى ذلك. - للإلكترونيات التقنية (انظر - أنواع الأجهزة الإلكترونية, ما هي إلكترونيات الطاقة).

أصل وتطور الإلكترونيات

سبقت ولادة الإلكترونيات اكتشاف القوس الكهربائي (1802) ، التفريغ المتوهج في الغازات (1850) ، أشعة الكاثود (1859) ، اختراع المصباح المتوهج (1873) ، إلخ.

ومع ذلك ، كمجال مستقل للعلوم والتكنولوجيا ، بدأت الإلكترونيات في التطور في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين بعد اكتشاف الإشعاع الحراري (1883) والإشعاع الكهروضوئي (1888) وتطوير أنبوب شعاع الإلكترون (1897). الصمام الثنائي الفراغي (1904) ، الصمام الثلاثي الفراغي (1907) ، كاشف الكريستال (1900 - 1905) (انظر -التاريخ ومبدأ التشغيل وتصميم وتطبيق أنابيب الإلكترون).

فراغ الصمام الثلاثي

حفز اختراع الراديو (1895) التقدم وكان له تأثير حاسم على زيادة تطوير الإلكترونيات ، خاصة في الفترة 1913-1920.

امرأة تستمع إلى الراديو عبر سماعات الرأس (1923)

في 1933 - 1935 بدأت في استخدام التأثيرات الحرارية للتيارات عالية التردد في الصناعة للتسخين التعريفي للمعادن والسبائك والتسخين بالسعة (العازلة) للمواد العازلة وأشباه الموصلات. خلال الحرب العالمية الثانية (1939-1945) ، لعب الرادار دورًا مهمًا في تطوير الإلكترونيات.

تطورت تطبيقات الهندسة غير الراديوية للأجهزة الإلكترونية لفترة طويلة تحت التأثير القوي للهندسة الراديوية ، والتي تستعير منها العناصر الأساسية والمخططات والطرق لها.

ذهب التطوير الإضافي لتطبيقات الهندسة الراديوية للإلكترونيات في اتجاهات مستقلة ، لا سيما في مجال التكنولوجيا النووية (من عام 1943) ، وتكنولوجيا الكمبيوتر (من عام 1949) والأتمتة الجماعية للإنتاج والعمليات.

أول ترانزستور من أشباه الموصلات (يُطلق على اختراع الترانزستور أهم اختراع في القرن العشرين)

منذ بداية الخمسينيات من القرن الماضي ، بعد اختراع الترانزستور ، بدأت إلكترونيات أشباه الموصلات في الازدهار ، مما جعل من الممكن تلبية المتطلبات المتزايدة لموثوقية وكفاءة وأبعاد الأجهزة الإلكترونية المعقدة ، وعلى وجه الخصوص ، شريطة تطوير قسم الإلكترونيات النظرية والتطبيقية - الإلكترونيات الدقيقة.

«Radionette» - أول نموذج لراديو محمول في عام 1958 ، أنتجته الشركة النرويجية Radionette

تعد درجة تنفيذ المعدات الإلكترونية في مختلف مجالات النشاط البشري معيارًا للتقدم التقني الحديث ، حيث يمكن للإلكترونيات أن تزيد بشكل كبير من إنتاجية العمل البدني والعقلي ، وتحسن المؤشرات الاقتصادية للإنتاج ، وأيضًا تحل المشكلات التي يتعذر حلها من قبل الآخرين وسائل.

الأجهزة والأجهزة الإلكترونية هي العناصر الرئيسية للإنتاج الآلي الحديث (أتمتة جزئية وكاملة ومعقدة).

مزايا الأجهزة والأجهزة الإلكترونية

الأجهزة والأجهزة الإلكترونية ، مقارنة بالأجهزة الميكانيكية والكهروميكانيكية والهوائية وغيرها ، تسمح بزيادة سرعة الاستجابة (على وجه الخصوص ، سرعة معالجة المعلومات) بعدة أوامر من حيث الحجم ، ولديها حساسية كبيرة للإشارات الصغيرة ، وتوفر مرونة ومرونة استثنائية من الكتل الوظيفية المنفصلة ، ولا تحتوي على أجزاء متحركة ، وكقاعدة عامة ، لها أبعاد ووزن أصغر بكثير.

المروحية الرباعية هي مثال كلاسيكي على جهاز ميكاترونيك (العناصر الميكانيكية والكهربائية والإلكترونية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بنظام واحد)

تتميز المعدات الإلكترونية بأنها عالمية ومرنة ، حيث يمكن استخدام نفس الأجهزة (مكبرات الصوت ، والنعال ، والمولدات ، وما إلى ذلك) لحل المشكلات المختلفة في مناطق مختلفة تمامًا ومعلمات الكتل والأجهزة (التضخيم ، جهد الخرج ، ترددات التشغيل ) ، يتم ضبط مستويات التشغيل) في نطاق واسع بأبسط الوسائل ، مما يسمح بتطوير واستخدام وحدات البناء الموحدة ، والتي يمكن أن يوفر الجمع بينها وظائف مختلفة في مجالات التطبيق المختلفة.

تصنيف الإلكترونيات حسب مجالات تطبيق المعدات الإلكترونية

يمكن تصنيف الإلكترونيات التقنية (التطبيقية) وفقًا لمجالات تطبيق المعدات الإلكترونية ، مع مراعاة الإلكترونيات الراديوية ، والإلكترونيات الصناعية ، والنقل ، والطبية ، والجيولوجية ، والنووية ، إلخ.

من السمات المميزة للإلكترونيات الراديوية ، وهي أقدم فرع للإلكترونيات التقنية ، استخدام الأجهزة الإلكترونية لنقل واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية في نطاق تردد واسع (اتصالات الراديو ، الرادار ، التلفزيون ، إلخ).

تغطي الإلكترونيات الصناعية تطوير وتطبيق الأجهزة الإلكترونية في الإنتاج الصناعي.

أمثلة على الأجهزة الإلكترونية الصناعية:

محولات التردد

مقبلات ناعمة للمحركات الكهربائية

وحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة

أجهزة التحكم الكهروضوئية

لوحات المشغل للتحكم في الأجهزة الآلية

تصنيف الأجهزة والأجهزة الإلكترونية

يمكن تقسيم الأجهزة والأنظمة الخاصة بالإلكترونيات التقنية إلى ثلاث فئات رئيسية:

• المعلومات المخصصة لإدراك المعلومات وجمعها ومعالجتها وتخزينها ونقلها واستقبالها لغرض القياس والتحكم والتأثير على العمليات التكنولوجية ؛

• الطاقة المخصصة لاستقبال وتحويل ونقل الطاقة الكهربائية ؛

• تقني ، مخصص للتأثير المباشر لتدفقات الجسيمات أو المجالات الكهرومغناطيسية على مادة ما لغرض المعالجة الميكانيكية والحرارية وغيرها من المواد أو المنتجات.

عادةً ما يجمع أي تركيب إلكتروني مستخدم في الصناعة عدة فئات من الأجهزة ، لكن الأخيرة تختلف في الهيكل وأنواع الأجهزة الإلكترونية والعناصر المستخدمة وطرق التصميم.لذلك ، من المفيد النظر في كل فئة من الأجهزة بشكل مستقل ، مع التركيز على الأقسام ذات الصلة من الإلكترونيات التقنية: إلكترونيات المعلومات ، وإلكترونيات الطاقة ، وإلكترونيات المعالجة.

أنظر أيضا:

ميكاترونيك الحاسوب وأنواع وتطبيقات الأنظمة الميكاترونية