Електротехніка та електроніка — загальний опис

На жаль, електрику не можна побачити, тому деяким важко зрозуміти процеси, що відбуваються. За допомогою одного прикладу ми хочемо пояснити.

Електротехніка – це просто

Процеси, що відбуваються з електричним струмом, найпростіше можна пояснити за допомогою водопровідної груби. Через таку трубу під тиском протікає певну кількість води.

• Тиск води можна порівняти з напругою, виміряною у Вольтах (У)
• Кількість води, що протікає за певний час, можна порівняти з електричним струмом, виміряним в Амперах (А)
• Якщо помножити напругу на силу струму, тоді виходить електрична потужність, виміряна у Ваттах (Вт)
• І зовсім іншу величину ми отримуємо, коли ділимо напругу силу струму. В результаті поділу виходить опір, що вимірюється в Омах (Ом).

Опір можна порівняти із замикаючим краном у водопровідній трубі. Коли кран відкритий, опір дорівнює нулю, вода тече безперешкодно. Коли кран закривають, опір збільшується до нескінченності (∞), потік припиняється.

Кожен споживач електроенергії є своєрідним опором, який для свого бездоганного функціонування має отримувати достатньо електричного струму. Тому маленькій контрольній лампочці потрібен лише тонкий проводок; потужний стартер, навпаки, потребує особливо товстого проводу.

Вимірювання напруги. Контрольна лампочка

Контрольна лампочка має голчастий кон такт, за допомогою якого голка просто може проколоти ізоляцію кабелю, що перевіряється. Клема кабелю лампочки затискається десь біля неізольованого металу, біля так званої "маси" автомобіля. Насамперед лампочка вказує, чи є взагалі напруга. За яскравістю світла лампочки можна судити про величину напруги.

Вимірювальний прилад із діодами

За допомогою зазвичай!! контрольної лампи не слід вимірювати в електронних конструктивних частинах. Така контрольна лампа забирає занадто багато потужності, а це може спричинити пошкодження електронних частин. Якщо хтось хоче робити вимірювання у електронних пристроїв, має придбати вимірювальний прилад зі світловими діодами.

Вольтметр

За допомогою вольтметра або багатофункціонального приладу, що має відповідну область вимірювань, можна, наприклад, вимірювати напругу акумулятора. Якщо прилад показує лише 10.4 Вольт, значить, один із осередків акумулятора має коротке замикання. Цікаво також вимірювати напругу акумулятора. коли працює стартер. Якщо в цьому випадку напруга менше 8 В, значить з акумулятором справа погана.

Для вимірювання провід, позначений знаком «-», приєднується до виведення акумулятора або до "маси". Провід із позначенням «+» вимірювального приладу приєднується до проводу, що перевіряється, або до плюсового виведення акумулятора.

Вимірювання величини струму

За допомогою амперметра або багатофункціонального приладу з відповідною областю вимірювань можна визначити: чи тече струм до споживача чи ні. Для цього ланцюг струму повинен бути розімкнений, а вимірювальний прилад вмикається в проміжку. В автомобілі для цієї мети можна зняти один із роз'ємів і потім вимірювальний прилад під'єднати між роз'ємом та язичком контакту.

Наприклад, електричний струм вимірюється, якщо є підозра, що споживач струму десь у бортовій мережі за ніч "спустошив" акумулятор. Щоб знайти це місце, треба зняти "масовий" провід акумулятора та приєднати амперметр між полюсом акумулятора та "масовим" проводом. Якщо пристрій показує, що струм тече, встановлюється конкретний ланцюг струму. Для цього в ніші із запобіжниками виймати один запобіжник за іншим і замість нього приєднувати затискачі амперметра до язичок контактів. Таким чином можна встановити, в якому ланцюзі є витікання струму. За допомогою таблиці запобіжників потім визначається, які споживачі включені до цього ланцюга струму; потім перевірте їх по черзі.

Вимір опору

Вимір опору дає можливість, наприклад, дізнатися: чи тече струм по даному дроту (тоді виміряна величина опору дорівнює нулю) або ланцюг струму десь перервано (тоді опір дорівнює нескінченності). Для вимірювання опору вимірювальний прилад повинен мати власне електроживлення.

Основні поняття електроніки

Саме слово "електроніка" означає, що ця галузь ґрунтується на застосуванні електронів. Електрони - це дуже дрібні частинки, з яких частково складається також невеликий атом. У всіх електропровідних матеріалах (спеціальний термін: провідники) електрони забезпечують перебіг струму. При цьому електрони у провіднику переміщуються від атома до атома. Непровідні електрику матеріали також мають електрони. Але вони сильно пов'язані з ядром атома і далі не можуть переміщатися. Тож струм і не тече.

Третя група матеріалів – це так звані напівпровідники. Це кристали (у більшості випадків германій чи силіцій), які таким чином оброблені, що в їх структурі електрони або відсутні, або вони є надлишком. Цим і обумовлюється бажаний ефект: через пластинки кристалів лише за певних умов може протікати електричний струм. Якщо умови не виконуються, перебіг струму припиняється. Тоді утворюється блокуючий шар. Така властивість знаходить застосування у діодах та транзисторах. В електрообладнанні машин напівпровідникові конструктивні елементи рідко знаходяться в окремій кількості. Як правило, вони є у великій кількості в комплектних схемах, наприклад, регуляторі генератора.

Напівпровідники

Транзистор тільки тоді пропускає струм, коли третього транзисторного з'єднання є напруга. Якщо ця напруга велика, протікає багато струму. При невеликій напрузі відповідно струму менше. Це можна порівняти із водопровідним краном. Чим більше відкритий клапан, тим більше води протікає.

Діод проводить електричний струм лише в одному напрямку. Якщо електричний струм протікає у протилежному напрямку, діод блокує його проходження. Це схоже на клапан шини, тобто повітря можна прокачувати, але воно не виходить назовні.

Світловий діод: кристал напівпровідника випромінює світло, доки є напруга. По суті це схоже на лампу розжарювання, але в даному випадку немає нитки розжарювання.

Інші конструктивні елементи

Функція опору (реостату) - Припиняти протікання електричного струму, зменшувати його величину.

Конденсатор діє як маленька батарея; він може накопичувати електроенергію за певний час. Конденсатор застосовується для згладжування коливань напруги та гасіння піків напруги.

Якщо в якійсь схемі бажана тимчасова затримка, то до ланки, що регулює час, підключається конденсатор із опором.