ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

В настоящее время невозможно представить жизнь без компьютерной и электронно-вычислительной техники. За счет электрических приборов значительно упрощается повседневная жизнь и каждый такой прибор появился благодаря электротехнике и электронике и состоит из ее основных компонентов.

Электротехника является областью техники, относящейся к получению, распределению, преобразованию и использованию электроэнергии, разработке, эксплуатации и оптимизации электронных компонентов, электронных схем и устройств, оборудования и технологических систем.

Электроника является областью науки и техники, специализирующейся на создании и практичном использовании различных электронно-технических устройств и аппаратов, работы которых основаны на изменениях концентрации, перемещении зарядных частиц в атмосфере, газе, твердых кристаллах и прочих физических явлениях. Электроника включается в себя многие направления, такие как: микроэлектроника, нано электроника, аналоговая электроника и другие. Электронные устройства и различные приборы, которые создаются на основе электроники применяются в вычислительной, измерительной технике, а также в системах автоматики и связи.

Любое электронное устройство составляется из нескольких компонентов, соединенных между собой определенным образом. Что именно входит в состав прибора зависит от того, где оно будет применяться, какова сложность конструкции, какую функцию будет выполнять прибор [1]. Существуют основные компоненты, такие как: резисторы, конденсаторы, источники тока, катушки.

Резистор – это пассивный элемент цепи с постоянным или переменным сопротивлением, предназначен для преобразования силы тока в напряжение, напряжения в силу тока и выполнения других задач и является компонентом почти всех электронных и электрических устройств [2]. Сопротивление определяет свойство резистора: электрическая энергия преобразуется в тепловую и используется для количественной оценки величины, оно равно отношению напряжения на данном элементе к току, протекающему через него:  или если известна длина проводника, его сечение и материал: . Главной характеристикой резистора является вольт-амперная характеристика (ВАХ). Если зависимость u(i) – это прямая линия, которая проходит через начало координат, то резистор линейный, т.е. это резистор, сопротивление в котором не изменяется при изменении силы тока и напряжения.

Катушка – это элемент цепи, в котором происходит только запасание магнитной энергии, связанное с протеканием тока [3, с. 12]. Данный компонент характеризуется индуктивностью, которая учитывает энергию магнитного поля и явление самоиндукции. Индуктивность определяется отношением потокосцепления к току, протекающему по виткам катушки: . Соответственно основной характеристикой катушки является зависимость потокосцепления от тока, т.е. вебер-амперная характеристика (рис. 2). Аналогично резистору, если зависимость представляет собой прямую, проходящую через начало координат, то катушка считается линейной.

Под емкостным элементом электрической цепи понимают идеализированный элемент, в котором происходит только запасание электрической энергии, а потери и запасание магнитной энергии отсутствуют. Если к конденсатору приложить напряжение, то на обкладках появляются заряды, которые равны по значению и противоположны по знаку: . Ток в емкостном элементе определяется скоростью изменения напряжения [3, с. 14]. Мощность конденсатора будет положительна, когда энергия будет поступать от источника в элемент. Емкостный элемент наряду с резистором и катушкой бывает линейным и нелинейным.

Из рассмотренных элементов составляют электрические цепи. Они могут быть как разветвленные, так и неразветвленные, элементы последней соединены последовательно, т.е. в каждом элементе протекает одинаковый ток. В разветвленной же цепи есть несколько ветвей, которые присоединяются к одной паре узлов, т.е. соединены параллельно, а это значит, что напряжение в каждой ветви одинаково.

В данной статье были рассмотрены лишь некоторые компоненты, которые являются важной частью современной электротехники и электроники, без их использования не получится создать какие-либо электрические системы. В статье были рассмотрены пассивные составляющие, которые предназначены для управления током и напряжением в цепях. Знание основных характеристик и свойств позволяет правильно применять данные компоненты для решения различных задач.