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.

***»»Проекты по электронике, программированию и Arduino, включая исходные коды, схемы и планы печатных плат для инженеров, студентов и любителей»»***

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.