Základy elektroniky Úvod do predmetu

Transkript

1 Základy elektroniky Úvod do predmetu Ing. Jozef Klus 2012 Obsah tematického celku Oboznámenie s obsahom učiva Opakovanie základov z elektrotechniky Ing. Jozef Klus 1

2 Vieme bez nej žiť? VÝZNAM A POJEM ELEKTRONIKY V SÚČASNOSTI Elektronika je: Vedný odbor zaoberajúci sa štúdiom fyzikálnej podstaty javov v súvislosti s elektrickou vodivosťou v tuhej fáze (polovodičové prvky), v plynoch (výbojky) a vo vákuu (elektrónky). Technický odbor využívajúci poznatky spomenutého vedného odboru na navrhovanie, výrobu a využitie elektronických zariadení. Súhrnné označenie pre elektronické zariadenia a prístroje, napr. informačná elektronika, priemyselná elektronika, riadiaca elektronika, lekárska elektronika. Ing. Jozef Klus 2

3 Odvetvia elektroniky mikroelektronika optoelektronika výkonová elektronika vysokofrekvenčná a mikrovlnná elektronika telekomunikačná technika senzorika lekárska elektronika elektrotechnológia informačné technológie Elektronické prvky sú základné konštrukčné súčasti, z ktorých sa ich vodivým prepojením vytvorí elektrický obvod s požadovanou funkciou môžu byť vo forme samostatnej súčiastky, alebo ako súčasť integrovaného obvodu montáž môže byť: s drôtovými alebo tenkými plechovými vývodmi pre montáž do dier vyvŕtaných v doske plošných spojov s nástupom automatizácie a miniaturizácie v osadzovaní DPS súčiastkami sa presadzuje tzv. povrchová montáž - súčiastky sa označujú SMD (Surface Mount Devices). Ing. Jozef Klus 3

4 Pasívne prvky rezistor, potenciometer kondenzátor cievka transformátor kryštál reproduktor... Aktívne prvky vákuové elektrónky diskrétne prvky dióda tranzistor tyristor, triak diak optoelektronické prvky integrované obvody Ing. Jozef Klus 4

5 Integrované obvody analógové IO operačný zosilňovač digitálne IO mikroprocesor, mikrokontrolér pamäte špecializované počítačové obvody vysokej integrácie (čipset) diskrétne logické obvody zákaznícke digitálne IO (ASIC) zmiešané IO analógovo-digitálny prevodník, digitálno-analógový prevodník SOC (system-on-chip) Elektromechanické prvky spínače a prepínače konektory, pätice relé Ing. Jozef Klus 5

6 Senzory a prevodníky mechanické (polohové) senzory magnetické senzory (Hallove senzory) chemické (biochemické) senzory elektromotory a solenoidy mikromechanické senzory a prevodníky akustické senzory (mikrofón) a prevodník (reproduktor) optické senzory Napájacie zdroje primárne galvanické články a ich batérie akumulátory a ich batérie lineárne zdroje spínané zdroje meniče Ing. Jozef Klus 6

7 Elektronické meracie zariadenia ampérmeter, voltmeter, multimeter osciloskop logický analyzátor signálny generátor kalibračné normály Samotná elektronika je v zariadení obvykle umiestnená na tzv. doske plošných spojov (DPS, angl. Printed Circuit Board - PCB), na ktorej sú vytvorené vodivé spoje medzi súčiastkami a súčasne slúži ako nosič súčiastok, ktoré sú pripevnené spájkovaním. Ing. Jozef Klus 7

8 Niektoré zo zariadení využívajúce elektroniku: audiovizuálne zariadenia (vrátane spotrebnej elektroniky) lekárske zariadenia priemyselné zariadenia automatizácia regulácia automobilová elektronika elektronika v letectve a kozmonautike Ako sa ponoríme do tajov elektroniky v tomto školskom roku? OBOZNÁMENIE S OBSAHOM UČIVA Ing. Jozef Klus 8

9 Oboznámenie s obsahom učiva Obsah učiva sa bude riadiť podľa tematický výchovno-vzdelávacieho plánu pre 2. ročník Rozsah učiva je 3 hodiny týždenne, 99 hodín počas školského roka Rozdelený je do 13 tematických celkov Tematický výchovno-vzdelávací plán pre základy elektroniky OPAKOVANIE ZÁKLADOV Z ELEKTROTECHNIKY Ing. Jozef Klus 9

10 Opakovanie základov z elektrotechniky Predpony SI Základné veličiny SI a jednotky Druhy elektrických obvodov jednosmerné striedavé (jednofázové a trojfázové) Elektrický náboj Stavba atómu Opakovanie základov z elektrotechniky Elektrické napätie Elektrický prúd Zdroje Prúdová hustota Elektrický odpor Teplotná závislosť odporu Ing. Jozef Klus 10

11 Opakovanie základov z elektrotechniky Ohmov zákon Elektrická práca a výkon Účinnosť Tepelné účinky elektrickej energie Sériové zapojenie 2. Kirchhoffov zákon predradný odpor, napäťový delič Opakovanie základov z elektrotechniky Paralelné zapojenie 1. Kirchhoffov zákon bočník, prúdový delič Zmiešané zapojenie Ing. Jozef Klus 11

12 Opakovanie základov z elektrotechniky Kondenzátor v jednosmernom obvode Zapojenie kondenzátorov sériové, paralelné Magnety permanentné, elektromagnety Vznik magnetického poľa v okolí vodiča, ktorým prechádza elektrický prúd Indukované napätie vo vodiči Ing. Jozef Klus 12