Elektronikus eszközök

Az 1900-as évek elején feltalált elektroncsövekkel fel lehetett erősíteni az elektromos jeleket. E fontos eredmény megszületése óta az elektronika gyors fejlődésnek indult, s mára a technika egyik fő ága lett.

 A bonyolult elektronikus áramkörökben használt alkatrészek közül sok csupán egyszerű ellenállás és kondenzátor. Az ellenállás olyan vezető, amely meghatározott módon mérsékeli az áramkörben folyó áram nagyságát. Az állandó (vagyis nem változtatható) ellenállások szigetelőre felvitt vagy szigetelőbe rejtett szénből vagy huzalból készülnek. A változtatható ellenállásoknak, például a rádió- és televíziókészülékekben szabályozásra használt ellenállásoknak csúszóérintkezőjük van: annak a mozgatásával állítható be a szükséges ellenállásértéket.

 A kondenzátorok rendszerint eredetileg egymástól szigetelőanyaggal –papírral, levegővel vagy műanyaggal- elválasztott két fémlemezből álltak. Ha a kondenzátor lemezeit elektromosan fel töltik, akkor a töltés meg is marad rajtuk, hacsak valamilyen áramkörben indult áramként meg nem szökhetett róluk. A kondenzátorokat sok más célra is használták, nem csak tárolóeszközként. Mivel a lemezeit szigetelőanyag választja el egymástól, azért a kondenzátoron például nem folyhat át az áram. De ha az egyik lemezen változik a feszültség, akkor az ugyan olyan változást kelt a másik lemezen, vagy is a kondenzátor átbocsátja a szakadatlanul ingadozó váltakozó feszültséget, de gátat szab az egyenfeszültségnek, azaz felhasználható a változó és állandó feszültség szétválasztására. 

  <ˇ- Áramköri elemek rajzjelei.

Tekercsek:

 A tekercsek voltaképpen henger alakban feltekert huzalból készülnek, és sokszor vasmagot vesznek körül. Ha áram halad át rajtuk, akkor mágnesesé válnak. A tekercs körül ki alakult mágneses mező kölcsönhatásba kerül a tekercsben folyó árammal, és igyekszik meggátolni minden olyan hatást, amely megváltoztathatná az áram erősségét. Az áram a tekercsen való átbocsátása megszünteti a feszültségváltozásokat, azaz „kisimítja” az áramot.

 A transzformátor rendszerint egyazon magot körülvevő két huzal tekercsből áll. Az első tekercsre kapcsolt változó feszültség változó mágneses mezőt kelt maga körül, és ez a mágneses mező szintén változó erősségű feszültséget gerjeszt a második tekercsben, a menet számok aránya szerint nagyobbat vagy kisebbet, mint az első tekercs feszültsége. Ez az eszköz ilyenformán váltakozó feszültséget alakíthat át más nagyságú váltakozó feszültséggé.

 A hangolt áramkörre rendszerint egy tekercsvégeihez kapcsolt kondenzátorból áll. Ilyen áramköröket használnak a rádió és tévékészülékekben a kívánt jelek kiválasztására, más szóval behangolására. Bizonyos meghatározott frekvenciájú jelek viszonylag nagy feszültséget gerjesztenek a hangolt áramkörben, ezt a bizonyos frekvenciát rezonanciafrekvenciának nevezik. Egy másik adóállomás behangolásához meg kell változtatni a kondenzátort vagy a tekercset jellemző értékeket (vagyis a kondenzátor kapacitását vagy a tekercs induktivitását,) vagy egy másik hangolt áramkört kell használni. Sok változtatható kapacitású kondenzátorban egymás közé nyúló, mozgatható lemez csoportok vannak. A változtatható induktivitású tekercsekben meg a magot lehet ki és becsavarni. 

<- légmagos tekercs

<- vasmagos tekercs

Elektroncsövek:

  1904-ben John Ambrose Fleming feltalált egy új eszközt: a vákuumdiódát. Ez az izzólámpához hasonlított, de volt benne egy fémlemez is. Amikor a benne lévő szál felizzott, akkor a diódában - a szál és a lemez között - csak egy irányban folyhatott egy kis áram, a vákuumdiódát tehát egyenirányításra lehetett használni: egyenáramot állított elő váltakozó áramból.

 1906-ban az amerikai Lee de Forest fontos felismerésre jutott, amelyről később bebizonyosodott, hogy az elektronika egyik legfontosabb felfedezése. Rájött, hogy ha huzalból készült rácsot tesz a vákuumdióda izzószála és lemezkéje közé, akkor szabályozhatja a köztük folyó áramot. Ha kis elektromos jeleket vezetett erre a rácsra, akkor az nagy változásokat keltett az izzószál és a lemezek között folyó áramban. Más szóval, a vákuumcső felerősítette a jelet. 

<- Erős áramú tranzisztor. A házát fémlapra csavarozzák, hogy az elvezesse a hőt, s ne engedje túlmelegedni.

Nagy előrelépés:

 Ez a de Forest-féle, triódának elnevezett háromelektródos vákuumcső tette lehetővé a rádió továbbfejlődését, a televízió kifejlődését és sokk más elektronikai eszköz feltalálását. Több mint negyven év kellet következő nagy elektronikai előrelépésig.

 1948-ban William Shockley, Jhon Bardeen és Walter Brittain feltalálta a tranzisztort. Ez is felerősítheti az elektromos jeleket, akár csak a vákuumcső, de jóval kisebb annál nem kell benne törékeny izzószálat fűteni, ezét jóval kevésbé hajlamos a tönkremenésre, és sokkal kisebb a fogyasztása.

 A tranzisztor szilárdtest-eszköznek nevezik, mert az alkotó részei szilárd testek. Ezek a szilárd testeket félvezetőknek mondják, -manapság legtöbbjüknek szilícium az alapanyaga.

A szilícium gondosan kimért arányban adagolt „szennyező anyagok” meghatározzák, hogyan folyik majd át ezeken a félvezetőkön az elektromos áram, és ezzel lehetőséget adnak arra, hogy kis bemeneti árammal nagyobb áramot szabályozzunk.

<- Különféle tokozású szilícium tranzisztorok. 

Szilíciumlapkák:

 A vákuumcsövekkel és tranzisztorokkal nem csak jeleket lehet erősíteni: kapcsolóként is lehet használni őket a számítógépekben. A mai számítógépekben annyi ilyen kapcsoló kell, hogy ha azok mind közönséges tranzisztorból készülnének, akkor roppant nagy helyet foglalnának el maguk a gépek. Manapság egy kis szilíciumlapkán százezerszámra vannak egymással és más áramköri elemekkel összekapcsolt tranzisztorok. Ezek a szilícium lapkák (chipek), más néven integrált áramkörök forradalmasították az elektronikát, jóvoltukból millió áramköri elem együttes lehetőségeit használhatjuk ki olcsó asztali számítógépekben is.

<- integrált áramkör

Ezek akár mindössze néhány négyzetmilliméteresek is lehetnek. 

<- Integrált áramkör nagyított belső képe.

<- mikroprocesszor

Az első mikroprocesszorok-lapkák (ez a modern számítógépek lelke) apró szilíciumlapkák voltak, nagyjából tízezer elemmel Az ilyen mértékű miniatürizálás forradalmasította a számítástechnikát. 

^-Germániumtranzisztór

A belsejében lévő aktív rész három bevezetéshez kapcsolódik: az emitterhez, a bázishoz és a kollektorhoz.

  

Oldal: 1. Elektronikus eszközök
A Nagy Világ - © 2008 - 2024 - eartspektrum.hupont.hu

A weblap a HuPont.hu weblapszerkesztő használatával született. Tessék, itt egy weblapszerkesztő.

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat