Popis elektroničkih komponenti

Ako razmišljate o izradi projekta elektronike, morate razumjeti osnovne elektroničke komponente i njihove funkcije. Neke od komponenti koje ćete vjerojatno naići su otpornici, kondenzatori, induktori, tranzistori, motori i diode. Također ćete vjerojatno raditi s osnovnim građevnim blokovima kao što su žice, matične ploče na kojima možete graditi svoje projekte i baterije za napajanje. Ako tek počinjete s elektronikom, potražite vodiče na internetu; obično počinju s popisom elektroničkih komponenti, baš kao što recepti počinju s popisom sastojaka.

Kada otvorite moderne elektroničke uređaje, često vidite čipove integriranog kruga koji izgledaju kao crne kutije montirane na pločice. Nije moguće golim okom reći koji se elektronički dijelovi nalaze unutar ovih čipova, ali oni sadrže minijaturne verzije mnogih istih komponenti koje možete koristiti za izradu i prototip vlastite projekti.

U osnovi, elektronika se vrti oko protoka mikroskopskih čestica zvanih elektroni kroz krugove koje je napravio čovjek, gdje se njihova energija koristi za obavljanje korisnih stvari kao što su stvaranje topline, emitiranje svjetlosti, pomicanje predmeta ili izvođenje izračuni. Postoje različite komponente za kontrolu kada i gdje elektroni teku ili za iskorištavanje njihove energije za različite zadatke.

Neke od komponenti koje ćete susresti u elektronici uključuju otpornike, koji zadržavaju protok električne energije; induktori i kondenzatori, koji pohranjuju energiju; releji i tranzistori, koji su vrste elektroničkih prekidača; i diode, koje puštaju struju samo u jednom smjeru. Također ćete se susresti s raznim uređajima koji omogućuju interakciju električnog kruga sa svijetom oko sebe. To uključuje senzore koji omogućuju da krugovi reagiraju na uvjete u okolnom svijetu; motori, koji pretvaraju električnu energiju u mehaničku energiju; te diode i žarulje koje emitiraju svjetlost, koje koriste električnu energiju za emitiranje svjetlosti.

Električni krugovi se često crtaju dijagramima poznatim kao sheme, koje koriste standardne simbole i oznake za označavanje vrsta komponenti koje treba uključiti. Učenje čitanja shema korisno je ako želite izraditi elektroničke uređaje ili razumjeti kako oni rade.

Kao što ime govori, otpornici oduprijeti se strujanju struje. Mogu se koristiti za ograničavanje količine energije koja ide u druge komponente na razinu koja je sigurna i ne oštećuje drugu opremu u krugu. Oni obično pretvaraju električnu energiju u toplinsku energiju, tako da možete primijetiti da se otpornik zagrijava dok ga koristite.

Mjeri se količina otpora koju pruža otpornik ohma. Kada kupujete otpornike, specificirate otpor koji želite, i ako trebate znati otpor otpornik u vašoj kolekciji, obično ga možete pronaći gledajući obojene trake otisnute na njemu površinski. Zapamtite što označavaju različite boje ili pogledajte online grafikon.

Većina otpornika također određuje nazivnu snagu vati, što pokazuje koliko električne energije može sigurno proći kroz njih. Nemojte prekoračiti taj broj ili možete oštetiti otpornik ili čak izazvati požar.

Neki otpornici su varijabilni otpornici koji se mogu podesiti kako bi pružili veći ili manji otpor. Brojčanici na tradicionalnim radijima obično kontroliraju varijabilne otpornike.

Kondenzatori i induktori se koriste za pohranjivanje energije u električnom krugu. A kondenzator obično se sastoji od dvije metalne ploče postavljene iznimno blizu jedna drugoj, ali se ne dodiruju. Kada električna struja prolazi kroz kondenzator, elektroni se nakupljaju na jednoj od dviju ploča, dok je druga ploča iscrpljena elektronima. Kad su u mogućnosti, elektroni žure kako bi se balansirali između dvije ploče, a njihova pohranjena energija je upregnuta negdje u krug.

Kondenzatori se mogu koristiti za pohranu energije kada je potrebna brza eksplozija energije, kao što je stvaranje svijetle bljeskalice u fotoaparatu. Također se mogu koristiti za uravnoteženje fluktuacija energije iz drugih izvora, kao što su baterije ili zidne utičnice. Budite oprezni pri radu s snažnim kondenzatorima; ako dodirnete nabijenu, možete se šokirati ako pohranjena energija prođe kroz vaše tijelo.

Induktori pohranjuju energiju pomoću magnetskog polja. Obično se sastoje od sićušnih žica uvijenih u zavojnicu, oblika koji je povoljan za stvaranje takvog polja. Oni se prirodno odupiru promjenama u količini električne struje koja teče kroz njih, što se može koristiti za filtriranje šuma u električnim krugovima, kao što su fluktuirajući naponi iz struje ili šum u radiju signal.

Sposobnost kondenzatora da pohranjuje energiju, ili kapacitet, mjeri se u jedinicama tzv farade, dok je sposobnost induktora da to učini poznata kao induktivnost a mjerne jedinice tzv henrys.

Često želite koristiti jedan dio kruga za kontrolu može li struja teći kroz drugi dio kruga. Na primjer, možda ćete htjeti upotrijebiti senzor topline ili svjetlosti da uključite ili isključite svjetlo upozorenja određenim situacijama ili ćete možda htjeti prikazati izlaz na zaslonu ovisno o rezultatima a izračun.

Baš kao što možete uključiti ili isključiti svjetlo pomoću mehaničkog prekidača, to možete učiniti i pomoću električnog prekidača. Jedna od najjednostavnijih vrsta električnih prekidača naziva se elektromehanička relej. Koristi elektromagnet koji stvara magnetsko polje kada struja prolazi kroz njega kako bi otvorio ili zatvorio prekidač. Primjenom struje na magnet otvara se ili zatvara put za električnu energiju drugdje u krugu.

Tranzistori služe sličnoj svrsi, osim što rade na temelju elektromagneta, rade na temelju kemijskih i fizikalnih svojstava na mikroskopskoj razini materijala koji se koriste za njihovu izradu. Tranzistori se mogu koristiti kao prekidači za otvaranje ili zatvaranje kruga na temelju napona primijenjenog na određeno mjesto ili se koriste kao pojačala, u biti zamjenjujući malu primjenu električne struje većom, proporcionalnom.

Tranzistori su sveprisutni u današnjoj elektronici i jedan su od osnovnih građevnih blokova modernih računalnih uređaja. Prije nego što su izumljeni i usavršeni, umjesto njih su korišteni uređaji zvani vakuumske cijevi. Vakuumske cijevi mnogo su veći, skuplji i manje pouzdani od tranzistora.

Jedno od najpoznatijih zapažanja o evoluciji suvremene tehnologije tzv Mooreov zakon, nazvan po suosnivaču Intela Gordonu Mooreu, koji je primijetio da otprilike svakih 18 mjeseci broj tranzistori koje inženjeri mogu ugraditi u računalni čip određene veličine udvostručuju se, dok su troškovi prepolovljena.

Električni krugovi su u konačnici korisni samo za njihovu interakciju s vanjskim svijetom. Elektronički nam uređaji pomažu u komunikaciji, stvaraju svjetlost u mraku, stvaraju toplinu kada je hladno i premještaju stvari s mjesta na mjesto. Također često želimo da reagiraju na promjene u svom okruženju, a da čovjek ne mora okretati kotačić ili prekidač.

Žarulje i diode koje emitiraju svjetlost, odn LED diode, dvije su uobičajene komponente za pretvaranje električne energije u svjetlo. Diode koje emitiraju svjetlost često su učinkovitije od žarulja jer daju manje otpadne topline i traju dulje. Možete kupovati žarulje i LED diode koje daju potrebnu količinu svjetla u boji koja vam se sviđa.

Električni motori koriste se za pretvaranje električne energije u mehaničku energiju. Uobičajeni su u svemu, od dječjih igračaka do električnih automobila. Većina radi pomoću elektromagneta za okretanje rotirajućih objekata.

Veliki izbor elektronskih senzori također je dostupan za promjenu toka električne energije u krugu na temelju različitih okolnosti. Mikrofoni pretvaraju mehaničku energiju zvuka u električnu energiju, svjetlosni senzori generiraju električnu energiju ili dopuštaju struja koja teče kada je prisutna svjetlost, a druge vrste senzora utječu na krugove temeljene na vlazi, toplini ili drugom okolišu čimbenici.