1 Электроника Лекции в презентациях 2012

ОмГУПС Кафедра АиТ

Электроника

(Для студентов ИАТИТ)

Лекции в презентациях

История и будущее

Сушков С. А.

Омск - 2012 г.

План курса

(на 1 студента)

Общий объём дисциплины -144 ч. (4 зач. ед.)

Лекции – 36 ч.

Лабораторные работы – 18 ч.

Самостоятельная работа – 90 ч.

Экзамен

Требования к экзамену:

посещаемость в течении семестра;

конспект по курсу, не менее 96 л., написанный собственноручно (лекции и самостоятельная работа);

выполненные в полном объёме лабораторные работы;

знание ответов на контрольные вопросы по курсу;

система оценки – накопительная (сумма пяти составляющих).

Дисциплина

1.Вход в аудиторию только перед началом пары или в перерыве.

2.Верхняя одежда сдаётся в гардероб.

3.Поддержание в исправном состоянии мебели и техники (при обнаружении помарок, прилепленных жвачек, неисправностей и т.п.

– устранить самостоятельно, если это невозможно – немедленно доложить лектору, преподавателю или зав. лабораториями).

4.Отключение электропитания в эл. щитке у выхода из аудитории (нормальное выключение питающей фазы только после остановки вентилятора лампы проектора).

5.Выключить сотовые телефоны и соблюдать тишину.

6.Староста назначает дежурного, и отмечает отсутствующих (возможна неожиданная проверка).

7.Подпись журнала посещаемости (нет журнала – нет старосты), возможны другие способы контроля.

8.Во всех аудиториях кафедры установлены камеры системы видеонаблюдения с цифровой записью на сервере охраны.

3

Основные разделы курса

История и основные направления развития электронной техники.

Вакуумная техника.

Плазменная техника.

Полупроводниковая электроника.

Микроэлектроника.

Квантовая и оптическая электроника.

Функциональная электроника.

4

Введение

Электроника давно вошла в нашу повседневную жизнь и без знания принципов работы электронных устройств становиться трудно обойтись, а иногда небезопасно, как для себя, так и для окружающих.

Уже со школьного курса физики дети начинают изучать электронику. Выпускники средней должны знать основы электроники из физики электричества, химии и информатики, а выпускник, работающий по нашей специальности, тем более обязан быть в курсе всех современных электронных разработок. Иначе он потеряет свою квалификацию и превратится в человека, не способного качественно выполнять свою работу. Знания полученные в этом курсе электроники должны помочь быстрее осваивать новую технику, понимать как она работает, уметь её обслуживать и при необходимости качественно отремонтировать.

В последнее время появились программы, симулирующие работу как отдельных компонентов , так и схемы в целом. Симулируемые приборы позволяют проанализировать весь спектр интересующих нас параметров сигналов и понять как работают компоненты, блоки и устройства в целом.

Имеются пакеты программ помогающие создать схемы, а из схем получить микросхемы, платы, блоки, сборочные чертежи, конструкторскую документацию и управляющие программы для станков с программным управлением.

В процессе обучения нужно познакомиться с основными компонентами

электрических схем и освоить некоторые возможности программ для

Взаимосвязь с другими предметами

Современная электроника не отдельная дисциплина от других предметов.

Впервую очередь она основывается на знаниях в области физики и химии. Процессы протекающие в элементах схемах описываются математическими формулами. Работа цифровых устройств описывается булевой алгеброй. Схемы представляются графически минимизируются различными методами с исключением состязаний. Появились устройства работающие по аналогии нейронов мозга биологических созданий в то числе и человека. В таких машинах используется теория нейронных сетей. На железной дороге особые требования предъявляются к надёжности электронных систем, в таких случаях без теории надёжности не обойтись. Для понимания процессов, протекающих внутри элементов нужно уметь абстрактно мыслить, перевоплощаться, представлять себя этим элементом или элементарной частицей, проникать в вакуум, кристаллическую решётку, внутрь молекулы. Для этого нужно иметь практический и теоретический опыт работы с электронными компонентами и электрическими схемами. Основные знания в области электротехники и электропитания также необходимы.

7

Краткая история

Первые представления об электричестве и магнетизме

Слово «электричество» происходит от греческого слова «электрон» (от др.-греч. ἤλεκτρον, «янтарь»). В Древней Руси янтарь назывался илектр или илектрон.

Первые сведения об электрических и магнитных явлениях были известны уже в древности. Древним ученым было известно свойство натертого янтаря притягивать легкие предметы.

Янтарь отличный электроизолятор с удельным объёмным электрическим сопротивлением ρ = 1017 Ом/м, а тангенс угла диэлектрических потерь tg δ =0,001. Использовался до внедрения

Янтарь с насекомым внутри фторопласта, у которого ρ = 1015…1018

Ом/м, tg δ ≤ 0,0001.

8

Краткая история

Древние греки также знали, что существует особый минерал – железная руда (магнитный железняк), способный притягивать железные предметы. Залежи этого минерала находились возле греческого города Магнесии, названию которого и обязано происхождение слова «магнит».

В древности не исследовали ни электрические, ни магнитные явления. Объясняли же их в организмическом духе. Так, например, магнит уподоблялся живому существу. Магнит имеет душу, говорили некоторые, которая и обусловливает свойство

притягивать железо.

Кристалл магнитного железняка

Начало первого использования природных магнитов не возможно определить, так ещё до нашей эры китайцы встречали моряков которые

Краткая история

Тит Лукре́ций Кар (лат. Titus Lucretius Carus, ок. 99

до н. э. — 55 до н. э.) — римский поэт и философ уже тогда в своей поэме «О природе вещей» объяснял действие магнита существованием потоков мельчайших атомов, вытекающих из него.

В начале нашей эры и в средние века изучение природных явлений было вялотекущим процессом. В Европе компас появился только в XII веке.

В 1269 году появилось сочинение «Послание о магните Пьера де Марикур, по прозванию Перегрино», посвященное описанию магнитных явлений. Автор дает инструкцию проведения опыта, показывающего, что разноименные полюса магнита притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Марикур описывает конструкцию магнитного инструмента, «при помощи которого определяют на горизонте азимут Солнца, Луны и любой звезды», а также проект вечного двигателя с магнитом.

Постепенное изучение магнитных явлений приобрело практическое