Thiết bị và thiết bị điện tử, nguồn gốc và sự phát triển của thiết bị điện tử

điện tử là gì

Điện tử là một lĩnh vực khoa học và công nghệ bao gồm việc nghiên cứu và ứng dụng các hiện tượng điện tử và ion xảy ra trong chân không, chất khí, chất lỏng, chất rắn và plasma cũng như tại các ranh giới của chúng.

Điện tử bao gồm hai phần chính:

• điện tử vật lý, chủ đề là nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về các hiện tượng điện tử và ion, nguyên tắc xây dựng các thiết bị và cài đặt điện tử, nguyên tắc thu, chuyển đổi và truyền năng lượng điện bằng các thiết bị và thiết bị điện tử, cơ chế hoạt động của dòng điện tử, ion, lượng tử và trường điện từ trên vật chất;

• điện tử kỹ thuật (ứng dụng), chủ đề là lý thuyết và thực hành sử dụng các thiết bị, thiết bị, hệ thống và cài đặt điện tử trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người - khoa học, công nghiệp, truyền thông, nông nghiệp, xây dựng, giao thông, v.v.

Thiết bị điện tử và thiết bị

Các thiết bị và dụng cụ điện tử chiếm vị trí trung tâm trong lĩnh vực điện tử. Chúng là những đối tượng nghiên cứu trực tiếp hoặc gián tiếp trong điện tử vật lý và đóng vai trò là những yếu tố cơ bản trong sự phát triển kỹ thuật của điện tử kỹ thuật.

Các hiện tượng vật lý liên quan đến chuyển động của các electron, nhưng không được thực hiện trong các thiết bị điện tử (ví dụ: tia vũ trụ, truyền sóng vô tuyến, v.v.), không thuộc về điện tử vật lý, mà thuộc về các ngành vật lý tương ứng (đặc biệt là vật lý vô tuyến ).

Tương tự như vậy, thiết bị điện, thậm chí có chứa các thành phần điện tử riêng lẻ làm phụ trợ, nhưng nhìn chung không dựa trên các đặc tính của thiết bị điện tử, ví dụ: bộ khuếch đại máy điện, bộ khuếch đại từ tính, nhưng máy hiện sóng chùm tia điện tử, thiết bị tia X, radar, phổ năng lượng máy phân tích các hạt, vv — đến kỹ thuật điện tử (xem — Các loại thiết bị điện tử, điện tử công suất là gì).

Nguồn gốc và sự phát triển của điện tử

Sự ra đời của điện tử được bắt đầu bằng việc phát hiện ra hồ quang điện (1802), sự phóng điện phát sáng trong chất khí (1850), tia âm cực (1859), phát minh ra đèn sợi đốt (1873), v.v.

Tuy nhiên, với tư cách là một lĩnh vực khoa học và công nghệ độc lập, điện tử bắt đầu phát triển vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 sau khi phát hiện ra bức xạ nhiệt (1883) và bức xạ quang điện tử (1888) và sự phát triển của ống chùm tia điện tử (1897). đi-ốt chân không (1904), ba cực chân không (1907), máy dò tinh thể (1900 — 1905) (Xem —Lịch sử, nguyên lý hoạt động, thiết kế và ứng dụng của ống điện tử).

Triode chân không

Việc phát minh ra đài phát thanh (1895) đã kích thích sự tiến bộ và có ảnh hưởng quyết định đến sự phát triển hơn nữa của ngành điện tử, đặc biệt là trong giai đoạn 1913-1920.

Người phụ nữ nghe radio qua tai nghe (1923)

Năm 1933 - 1935 bắt đầu sử dụng trong công nghiệp các hiệu ứng nhiệt của dòng điện tần số cao để đốt nóng cảm ứng kim loại và hợp kim và đốt nóng điện dung (điện môi) của chất điện môi và vật liệu bán dẫn. Trong Thế chiến II (1939-1945), radar đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của điện tử.

Các ứng dụng kỹ thuật phi vô tuyến của các thiết bị điện tử đã phát triển trong một thời gian dài dưới ảnh hưởng mạnh mẽ của kỹ thuật vô tuyến, từ đó chúng mượn các yếu tố, sơ đồ và phương pháp cơ bản cho chúng.

Sự phát triển hơn nữa của các ứng dụng kỹ thuật vô tuyến của điện tử đã đi theo các hướng độc lập, đặc biệt là trong lĩnh vực công nghệ hạt nhân (từ năm 1943), công nghệ máy tính (từ năm 1949) và tự động hóa hàng loạt sản xuất và quy trình.

Bóng bán dẫn bán dẫn đầu tiên (phát minh ra bóng bán dẫn được gọi là phát minh quan trọng nhất của thế kỷ 20)

Kể từ đầu những năm 1950, sau khi phát minh ra bóng bán dẫn, điện tử bán dẫn bắt đầu phát triển mạnh mẽ, giúp đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng về độ tin cậy, hiệu quả và kích thước của các thiết bị điện tử phức tạp và đặc biệt là cung cấp sự phát triển của một thiết bị điện tử mới. phần điện tử lý thuyết và ứng dụng - vi điện tử.

«Radionette» - mẫu radio cầm tay đầu tiên năm 1958, được sản xuất bởi nhà sản xuất Radionette của Na Uy

Mức độ triển khai thiết bị điện tử trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người là một tiêu chí cho tiến bộ kỹ thuật hiện đại, vì điện tử có thể tăng đáng kể năng suất lao động thể chất và tinh thần, cải thiện các chỉ số kinh tế của sản xuất, đồng thời giải quyết các vấn đề mà người khác khó giải quyết có nghĩa.

Thiết bị và thiết bị điện tử là yếu tố chính của sản xuất tự động hiện đại (Tự động hóa một phần, toàn bộ và phức tạp).

Ưu điểm của thiết bị điện tử và thiết bị

Các thiết bị và thiết bị điện tử, so với cơ khí, cơ điện, khí nén và các thiết bị khác, cho phép tăng tốc độ phản hồi (đặc biệt là tốc độ xử lý thông tin) theo nhiều bậc độ lớn, có độ nhạy đáng kể đối với các tín hiệu nhỏ, mang lại sự linh hoạt và linh hoạt đặc biệt của các khối chức năng riêng biệt, không chứa các bộ phận chuyển động và theo quy luật, có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn nhiều.

Quadcopter là một ví dụ cổ điển của thiết bị cơ điện tử (các yếu tố cơ, điện và điện tử được liên kết chặt chẽ trong một hệ thống)

Thiết bị điện tử là phổ quát và linh hoạt, vì cùng một thiết bị (bộ khuếch đại, flip-flop, máy phát, v.v.) có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề khác nhau trong các lĩnh vực hoàn toàn khác nhau và các tham số của khối và thiết bị (khuếch đại, điện áp đầu ra, tần số hoạt động ) , mức kích hoạt) được điều chỉnh trong phạm vi rộng bằng các phương tiện đơn giản nhất, cho phép phát triển và sử dụng các khối xây dựng thống nhất, sự kết hợp của chúng có thể cung cấp các chức năng khác nhau trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau.

Phân loại điện tử theo lĩnh vực ứng dụng của thiết bị điện tử

Điện tử kỹ thuật (ứng dụng) có thể được phân loại theo các lĩnh vực ứng dụng của thiết bị điện tử, xem xét độc lập điện tử vô tuyến, điện tử công nghiệp, vận tải, y tế, địa chất, hạt nhân, v.v.

Một đặc điểm khác biệt của điện tử vô tuyến, nhánh lâu đời nhất của điện tử kỹ thuật, là việc sử dụng các thiết bị điện tử để truyền và nhận sóng điện từ ở dải tần số rộng (liên lạc vô tuyến, radar, truyền hình, v.v.).

Điện tử công nghiệp bao gồm việc phát triển và ứng dụng các thiết bị điện tử trong sản xuất công nghiệp.

Ví dụ về các thiết bị điện tử công nghiệp:

Bộ chuyển đổi tần số

Khởi động mềm cho động cơ điện

Bộ điều khiển logic khả trình

bộ điều khiển quang điện

Bảng điều khiển để điều khiển các thiết bị tự động

Phân loại thiết bị và dụng cụ điện tử

Các thiết bị và hệ thống dành riêng cho điện tử kỹ thuật có thể được chia thành ba loại chính:

• thông tin dùng để nhận biết và thu thập, xử lý và lưu trữ, truyền và nhận thông tin nhằm mục đích đo lường, điều khiển và tác động vào các quá trình công nghệ;

• năng lượng dùng để tiếp nhận, biến đổi và truyền năng lượng điện;

• công nghệ, dành cho tác động trực tiếp của các dòng hạt hoặc trường điện từ lên một chất nhằm mục đích xử lý cơ học, nhiệt và các vật liệu hoặc sản phẩm khác.

Bất kỳ cài đặt điện tử nào được sử dụng trong công nghiệp thường kết hợp một số loại thiết bị, nhưng các loại sau khác nhau về cấu trúc, loại thiết bị điện tử và các thành phần được sử dụng cũng như phương pháp thiết kế.Do đó, sẽ rất hữu ích nếu xem xét từng loại thiết bị một cách độc lập, nhấn mạnh các phần liên quan của điện tử kỹ thuật: điện tử thông tin, điện tử công suất và điện tử quá trình.

Xem thêm:

Cơ điện tử máy tính, các loại và ứng dụng của hệ thống cơ điện tử