電子器件與裝置,電子學的起源與發展

什麼是電子產品

電子學是一個科學技術領域,包括對發生在真空、氣體、液體、固體和等離子體中及其邊界的電子和離子現象的研究和應用。

電子包括兩個主要部分:

  • 物理電子學,其主題是電子和離子現象的理論和實驗研究,電子設備和裝置的構造原理,使用電子設備和設備獲取,轉換和傳輸電能的原理,電子、離子、量子和電磁場在物質上的流動;

  • 技術(應用)電子學,其主題是在人類活動的各個領域——科學、工業、通信、農業、建築、運輸等——使用電子設備、裝置、系統和裝置的理論和實踐。

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電子設備和裝置

電子設備和設備在電子領域佔據中心地位。它們是物理電子學研究的直接或間接對象,並作為技術電子學工程開發的基本要素。

與電子運動有關,但在電子設備中沒有實現的物理現象(例如,宇宙射線、無線電波傳播等),不屬於物理電子學,而是屬於物理學的相應分支(特別是無線電物理學) ).

同樣,電氣設備,即使包含單獨的電子元件作為輔助,但通常不是基於電子設備的特性,例如電機放大器,磁放大器,而是電子束示波器,X射線裝置,雷達,能譜粒子分析儀等— 技術電子產品(見 — 電子設備的種類, 什麼是電力電子).

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電子學的起源與發展

在電子學誕生之前,電弧(1802 年)、氣體中的輝光放電(1850 年)、陰極射線(1859 年)、白熾燈的發明(1873 年)等均先於電子學誕生。

但是,電子學作為一個獨立的科學技術領域,在熱電子輻射(1883年)和光電子輻射(1888年)的發現以及電子束管的發展(1897年)之後,於19世紀末20世紀初開始發展。真空二極管 (1904)、真空三極管 (1907)、晶體檢測器 (1900 — 1905)(參見 —電子管的歷史、工作原理、設計和應用).

真空三極管

真空三極管

收音機的發明(1895 年)刺激了進步並對電子學的進一步發展產生了決定性影響,尤其是在 1913 年至 1920 年期間。


戴著耳機聽收音機的女人 (1923)

戴著耳機聽收音機的女人 (1923)

1933年—1935年開始在工業上利用高頻電流的熱效應對金屬和合金進行感應加熱以及對電介質和半導體材料進行電容(電介質)加熱。二戰期間(1939-1945),雷達在電子學的發展中發揮了重要作用。

電子設備的非無線電工程應用在無線電工程的強大影響下已經發展了很長時間,它們藉鑑了無線電工程的基本要素、方案和方法。

電子無線電工程應用的進一步發展朝著獨立的方向發展,特別是在核技術(從 1943 年)、計算機技術(從 1949 年)以及生產和過程的大規模自動化領域。

第一個半導體晶體管

第一個半導體晶體管(晶體管的發明被稱為20世紀最重大的發明)

自 20 世紀 50 年代初以來,在晶體管發明之後,半導體電子學開始蓬勃發展,這使得滿足對複雜電子設備的可靠性、效率和尺寸日益增長的要求成為可能,特別是提供了一種新的發展理論和應用電子學部分——微電子學。


1958 年第一款便攜式收音機型號。

«Radionette» - 1958 年第一款便攜式收音機,由挪威製造商 Radionette 生產

電子設備在人類活動各個領域的應用程度是衡量現代技術進步的標準,因為電子設備可以顯著提高體力勞動和腦力勞動的生產率,提高生產的經濟指標,也可以解決其他人難以解決的問題方法。

電子設備和裝置是現代自動化生產的主要要素(部分、全部和復雜的自動化).

自動化、機器人技術和生產自動化

電子設備和設備的優點

電子設備和裝置,與機械、機電、氣動等相比,允許將響應速度(特別是信息處理速度)提高許多數量級,對小信號具有顯著的敏感性,提供卓越的靈活性和靈活性由獨立的功能塊組成,不包含移動部件,並且通常具有更小的尺寸和重量。


現代電子設備——四軸飛行器

四軸飛行器是機電一體化設備的典型示例(機械、電氣和電子元件在一個系統中密不可分)

電子設備具有通用性和靈活性,因為相同的設備(放大器、觸發器、發生器等)可以用於解決完全不同領域的不同問題以及模塊和設備的參數(放大、輸出電壓、工作頻率) ) , actuation levels) 通過最簡單的方式在大範圍內進行調整,這允許開發和使用統一的構建塊,它們的組合可以在不同的應用領域提供不同的功能。

電子設備按應用領域分類

技術(應用)電子可根據電子設備的應用領域進行分類,獨立考慮無線電電子、工業電子、交通、醫療、地質、核等。

作為技術電子學最古老的分支,無線電電子學的一個顯著特徵是使用電子設備來傳輸和接收寬頻率範圍的電磁波(無線電通信、雷達、電視等)。

工業電子學涵蓋電子器件在工業生產中的開發與應用。


電動機變頻器

工業電子設備示例:

變頻器

電機軟啟動器

可編程邏輯控制器

光伏控制器

用於控制自動化設備的操作面板

電子設備和裝置的分類

專門用於技術電子的設備和系統可分為三大類:

  • 用於感知和收集、處理和存儲、傳輸和接收信息以測量、控制和影響技術過程的信息;

  • 用於接收、轉換和傳輸電能的能源;

  • 技術性的,用於粒子流或電磁場對物質的直接影響,以便對材料或產品進行機械、熱處理和其他加工。


可編程邏輯控制器

工業上使用的任何電子裝置通常會結合幾類設備,但後者在結構、使用的電子設備和元件的類型以及設計方法上有所不同。因此,獨立考慮每一類設備是很有用的,強調技術電子的相關部分:信息電子、電力電子和過程電子。

也可以看看:

計算機機電一體化,機電一體化系統的類型和應用

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