Электроника — Основные понятия в электронике

Мы знаем, что все материалы состоят из большого количества атомов, а сам атом состоит из электронов, нейтронов, протонов и элементарных частиц. Наука электроника создана из смещения нескольких электронов среди атомов материи. Важная работа этой науки состоит в том, чтобы выразить методы управления этими движениями электронов, иными словами, здесь мы в основном имеем дело с электронами.
Электрон имеет отрицательный заряд, и если число электронов и протонов одинаково, атом нейтрален. (В противном случае он имеет положительный или отрицательный заряд.)
Здесь мы не будем рассматривать, как электроны располагаются в атоме, почему они куда-то движутся и т. д., а начнем с простого примера.
Предположим, вы сидите в комнате с одним открытым окном и одним закрытым окном, и дует ветер; В этом случае вы не будете так сильно чувствовать ветер. Теперь предположим, что оба окна открыты, в этом случае вы почувствуете дуновение ветра. В этом случае вы можете рассматривать воздух как электрон, комнату как провод, себя как лампу, а ветер как работу, которую совершает батарея.
Батарея или блок питания
В аккумуляторе эту силу (силу движения электронов в проводе) создают химические реакции, а в других генераторах эта сила поступает от солнечного света, электромагнитной индукции или…

Вы наверняка заметили, что у батареек есть два полюса: положительный и отрицательный. Эти два полюса определяют расположение электронов (отрицательный полюс) и отсутствие электронов (положительный полюс).
Электроны всегда движутся туда, где нет (свободных) электронов или меньше, т. е. они идут от отрицательного полюса к положительному; Но при анализе цепи мы рассматриваем ток со стороны движения недостатка электронов (то есть от положительного полюса к отрицательному).
Соотношения и необходимые количества в электроника
Электрический потенциал: электрическая энергия, запасенная в батарее, или энергия, вырабатываемая электрическим генератором. Символ электрической энергии — U, а ее единица — Джоуль (Дж J).
Электрический заряд. Заряд, создаваемый в объекте за счет потери или приобретения электронов, называется электрическим зарядом, обозначается символом q, а единица измерения — кулон (с), а его значение получается по следующему соотношению:
q = n * e —> e~1,6*10^-19, n: количество электронов
Разность электрических потенциалов (напряжение): коэффициент перетекания электрического заряда от одного объекта к другому, единица его измерения — вольт (v), а его обозначение — V. Измерить напряжение можно вольтметром (параллельно).

Движущая сила генератора (ε): максимальная разность потенциалов, которую может создать генератор, ее единица измерения — вольт.
Интенсивность электрического тока: количество электрического заряда, проходящего через каждую секцию в секунду, единица измерения — ампер (А), символ — I, рассчитывается по следующей формуле:

В приведенном выше соотношении t — время в секундах, а q — электрический заряд в кулонах. Силу тока можно измерить амперметром (последовательно).
Электрическое сопротивление: отношение разности потенциалов к силе тока, единица измерения — Ом (Ω), символ — R. Электрическое сопротивление можно измерить омметром (параллельно).
Следующее соотношение является очень важным соотношением в электроника и называется законом Ома:

Ампер-час (Ah): это единица заряда, хранящегося в аккумуляторе. Ампер-час получается по следующему соотношению:

Согласно приведенному выше соотношению, если емкость батареи составляет 60 ампер-часов, она может поддерживать лампу на 1 ампер с таким же напряжением, как и батарея, в течение 60 часов.
Детали электроники
Набор компонентов, которые используются для управления вышеуказанными взаимосвязями, называются компонентами электроника и. Существуют различные типы электронных компонентов, которые обычно изготавливаются из проводящих и полупроводниковых материалов.
Термины и инструменты в электроника
Короткое замыкание: положительное и отрицательное соединение аккумулятора, вызывающее его разряд. (потому что энергия, затраченная на нагрев внутри аккумулятора, который создается внутренним сопротивлением аккумулятора, тратится впустую)
Амперметр: прибор для измерения силы тока, включенный последовательно в цепь.
Вольтметр: прибор для измерения разности потенциалов, включенный в цепь параллельно.
Цикл и частота: вращение на 360 градусов (например, вращение ротора генератора), которое также обозначается 2π, а количество циклов в одну секунду называется частотой и обозначается Гц (Hz).
Мультиметр: это устройство, которое можно использовать как омметр, вольтметр или амперметр с помощью расположенных на нем переключателей.
- Лучше иметь это устройство при себе для проведения тестов.
Цепь: Закрытый путь, который может включать в себя источник питания, пути связи из проводящих материалов (например, медный провод), электронные компоненты и т. д.
Последовательная цепь: Это цепь, в которой части соединены друг с другом.
Параллельная схема: это схема, в которой отдельные части питаются сами по себе.
Соединение блоков питания между собой
Соединительные полюса одноименного названия
Чтобы соединить одноименные полюса друг с другом, мы должны соединить положительные полюсы друг с другом и отрицательные полюсы друг с другом, и возникают следующие ситуации:
1- Напряжения источников (аккумуляторов) равны между собой: в этом случае общая сила тока равна сумме сил тока аккумуляторов, т.е. поставить потребителя в обе нужные точки (одну в + и один в -), сила тока равна этому значению.

Vt = V1 = V2 = V3
2- Напряжения источников не равны: в этом случае напряжение любого источника, который ниже, превышает общее напряжение. (В первые моменты источник с меньшим напряжением действует как потребитель и может привести к поломке.)

Vt = V2 = 1v
Соединение противоположных полюсов
В этом случае нам необходимо соединить батареи последовательно так, чтобы положительные и отрицательные полюса располагались вдоль, и для расчета общего напряжения нам необходимо учитывать общую разность потенциалов батарей.

Vt = V1 + V2 = 1.5+4.5= 6v
- Если в этом случае батареи будут расположены параллельно друг другу, произойдет короткое замыкание и станет причиной нарушения.
Научные символы и преобразование единиц
Во многих случаях возможно, что единица какой-либо величины очень велика или очень мала, например 0,0000001 вольт, что очень сложно записать, и возможно, что в расчетах останется один ноль или слишком много, что нарушит расчеты.
Чтобы упростить запись десятичных чисел, можно прибавить к отрицательной степени числа коэффициент 10, переместив десятичную точку вправо.
Например, мы переместим десятичную точку 0,0000001 на три цифры вправо и запишем так:

Для очень больших чисел мы должны поставить точку в конце и переместить ее влево на нужное количество цифр. Нам нужно умножить полученное число на 10 в положительную степень этого числа. Например, мы хотим записать число 1000000 на три цифры меньше, надо действовать следующим образом:

Также вместо 10 степеней мы можем использовать следующие символы:
Символ | p | n(η) | u(μ) | m | — | K | M |
Имя | пико | нано | микро | милли | [блок] | Кило | Мега |
Власть | 10^-12 | 10^-9 | 10^-6 | 10^-3 | 1 | 10^3 | 10^6 |
Например, мы можем записать 10000 вольт как 10 киловольт.
Постоянный (DC) и переменный (AC) ток в электроника
Переменный ток: называется током, имеющим переменное состояние; То есть движение постоянного тока увеличивается и уменьшается или положительное и отрицательное (смена фазы). Например, городское электричество или входной сигнал на динамик.

Постоянный ток: это ток, который сохраняет стабильность напряжения. Этот вид тока широко используется в цепях низкого напряжения.

Автор: М. Мahdi К. Кanan — инженер по электронике и программированию полного цикла, основатель WiCardTech