電子機器・デバイス、エレクトロニクスの起源と発展

エレクトロニクスとは

エレクトロニクスは、真空、気体、液体、固体、プラズマ、およびそれらの境界で発生する電子およびイオン現象の研究と応用を含む科学技術分野です。

エレクトロニクスは 2 つの主要なセクションで構成されます。

  • 物理エレクトロニクス。その主題は、電子およびイオン現象の理論的および実験的研究、電子デバイスおよび電子設備の構築原理、電子デバイスおよびデバイスを使用した電気エネルギーの取得、変換、および伝達の原理、電気エネルギーの作用メカニズムです。物質上の電子、イオン、量子および電磁場の流れ。

  • 技術(応用)エレクトロニクス。その主題は、科学、産業、通信、農業、建設、輸送など、人間の活動のさまざまな分野で電子デバイス、デバイス、システム、設備を使用する理論と実践です。

マイクロエレクトロニクス

電子機器およびデバイス

エレクトロニクスの中心となるのは電子機器とデバイスです。それらは物理エレクトロニクスにおける直接的または間接的な研究対象であり、技術エレクトロニクスにおける工学開発の基本要素として機能します。

電子の運動に関連するが、電子デバイスでは実現されない物理現象(たとえば、宇宙線、電波伝播など)は、物理エレクトロニクスに属さず、物理学の対応する分野(特に電波物理学)に属します。 )。

同様に、補助として個々の電子部品を含む電気機器も含まれますが、一般に電子機器の特性に基づいていないもの (電気機械増幅器、磁気増幅器など) だけでなく、電子ビーム オシロスコープ、X 線設備、レーダー、エネルギー スペクトルなども含まれます。粒子等の分析装置— 技術エレクトロニクスへ(—を参照) 電子機器の種類, パワーエレクトロニクスとは).

携帯電話の修理

エレクトロニクスの起源と発展

エレクトロニクスの誕生には、電気アークの発見 (1802 年)、ガス中でのグロー放電 (1850 年)、陰極線 (1859 年)、白熱灯の発明 (1873 年) などが先行しました。

しかし、エレクトロニクスは、科学技術の独立した分野として、熱電子放射 (1883 年) と光電子放射 (1888 年) の発見、および電子ビーム管の開発 (1897 年) の後、19 世紀後半から 20 世紀初頭に発展し始めました。真空ダイオード (1904)、真空三極管 (1907)、水晶検出器 (1900 — 1905) (—を参照)電子管の歴史、動作原理、設計と応用).

真空三極管

真空三極管

ラジオの発明 (1895 年) は進歩を刺激し、特に 1913 年から 1920 年の期間におけるエレクトロニクスのさらなる発展に決定的な影響を与えました。


ヘッドフォンでラジオを聞く女性 (1923)

ヘッドフォンでラジオを聞く女性 (1923)

1933 ~ 1935 年金属および合金の誘導加熱、および誘電体および半導体材料の容量(誘電)加熱のために、高周波電流の熱効果を産業界で利用し始めた。第二次世界大戦中 (1939 ~ 1945 年)、レーダーはエレクトロニクスの開発において重要な役割を果たしました。

電子機器の非無線工学的応用は、無線工学の強い影響下で長い間発展してきており、無線工学から基本的な要素、スキーム、および方法を借用しています。

エレクトロニクスの無線工学応用のさらなる発展は、特に原子力技術 (1943 年以降)、コンピュータ技術 (1949 年以降)、生産およびプロセスの大量自動化の分野で、独立した方向に進みました。

最初の半導体トランジスタ

最初の半導体トランジスタ(トランジスタの発明は20世紀の最も重要な発明と呼ばれています)

トランジスタの発明後の 1950 年代初頭以来、半導体エレクトロニクスが繁栄し始めました。これにより、複雑な電子デバイスの信頼性、効率、寸法に対する増大する要件を満たすことが可能になり、特に新しい電子デバイスの開発が可能になりました。理論および応用エレクトロニクスのセクション – マイクロエレクトロニクス。


1958年に初の携帯ラジオモデルが誕生。

«Radionette» - 1958年にノルウェーのメーカーRadionetteによって製造されたポータブルラジオの最初のモデル

人間の活動のさまざまな分野における電子機器の導入の度合いは、現代の技術進歩の基準となっています。なぜなら、エレクトロニクスは肉体的および精神的労働の生産性を劇的に向上させ、生産の経済指標を向上させ、また他の人では解決できない問題も解決できるからです。意味。

電子デバイスとデバイスは、現代の自動化された生産の主要な要素です (部分的、完全、および複雑な自動化).

オートメーション、ロボット工学、生産自動化

電子機器・デバイスのメリット

電子デバイスおよびデバイスは、機械式、電気機械式、空気圧式などと比較して、応答速度 (特に情報処理の速度) を何桁も向上させることができ、小さな信号に対する感度が高く、優れた柔軟性と柔軟性を提供します。独立した機能ブロックで構成されており、可動部品が含まれておらず、一般に寸法と重量がはるかに小さくなります。


現代の電子デバイス - クアッドコプター

クアッドコプターはメカトロニクス デバイスの典型的な例です (機械、電気、電子要素が 1 つのシステム内で密接にリンクされています)。

同じデバイス (アンプ、フリップフロップ、発電機など) を使用して、まったく異なる領域やブロックやデバイスのパラメータ (増幅、出力電圧、動作周波数) で異なる問題を解決できるため、電子機器は汎用性と柔軟性に優れています。 )、作動レベル)は最も簡単な手段によって広範囲に調整され、これにより統合されたビルディングブロックの開発と使用が可能になり、その組み合わせによりさまざまな応用分野でさまざまな機能を提供できます。

電子機器の応用分野によるエレクトロニクスの分類

技術(応用)エレクトロニクスは、無線エレクトロニクス、産業用エレクトロニクス、輸送、医療、地質、原子力などを個別に考慮して、電子機器の応用分野に従って分類できます。

テクニカルエレクトロニクスの最も古い分野であるラジオエレクトロニクスの特徴は、広い周波数範囲の電磁波の送受信に電子デバイスを使用することです(無線通信、レーダー、テレビなど)。

産業用エレクトロニクスでは、工業生産における電子デバイスの開発と応用を扱います。


電動機用周波数変換器

産業用電子機器の例:

周波数変換器

電気モーター用ソフトスターター

プログラマブルロジックコントローラー

太陽光発電コントローラー

自動化機器を制御するためのオペレーターパネル

電子機器およびデバイスの分類

テクニカル エレクトロニクスに特有のデバイスとシステムは、次の 3 つの主要なクラスに分類できます。

  • 測定、制御、技術プロセスへの影響を目的とした情報の認識と収集、処理と保存、送信と受信を目的とした情報。

  • 電気エネルギーの受信、変換、送信を目的としたエネルギー。

  • 材料または製品の機械的、熱的およびその他の処理を目的として、粒子流または電磁場が物質に直接影響を与えることを目的とした技術。


プログラマブルロジックコントローラー

産業で使用される電子設備は通常、いくつかのクラスのデバイスを組み合わせていますが、後者は構造、使用される電子デバイスと要素の種類、および設計方法が異なります。したがって、情報エレクトロニクス、パワーエレクトロニクス、プロセスエレクトロニクスなどのテクニカルエレクトロニクスの関連セクションを強調して、デバイスの各クラスを個別に検討することが有益です。

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コンピュータメカトロニクス、メカトロニクスシステムの種類と応用

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