Może zdarzyło Ci się oglądać w muzeum stare, lampowe radio? To spora, ciężka skrzynka czasem mrugająca świecącym, zielonym okiem. Tyle trzeba było, aby móc odebrać radiowy sygnał z nadajnika. Dziś odbiorniki radiowe są montowane w smartfonach, albo bezpośrednio w słuchawkach. I są coraz mniejsze. W 2007 roku na Uniwersytecie Kalifornijskim stworzono odbiornik o długości stu a średnicy zaledwie 10 mikrometrów. W tej lekcji pokażemy Ci podstawowe elementy układów elektronicznych także w zminiaturyzowanej wersji. Pewnie masz w domu pilot od telewizora i wiesz, jak wygląda. Na zewnątrz ma zestaw guziczków z których każdy pełni jakąś funkcję. Zmienia kanał, steruje kontrastem albo nagrywaniem. A czy wiesz, jak to się dzieje że pilot robi to, co robi? Bywało różnie, ale dziś praktycznie każdy pilot nie tylko ten do telewizora ale i do garażowej bramy, czy lampek choinkowych, ma w środku układ scalony. To on kontroluje wszystkie działania. Składa się z tysięcy miniaturowych elementów które zostały naniesione na płytkę z krzemu. Jeśli oglądasz nasze filmy, to może wiesz już jak można zbudować prosty obwód elektryczny. Znasz też podstawowe elementy które go tworzą: przewody, oporniki, włączniki Okazuje się że takie same elementy możesz spotkać w układzie scalonym tyle, że są o wiele mniejsze naprawdę miniaturowe i o wiele gęściej upakowanie w przestrzeni. Układ scalony jest też bardziej niezawodny od tradycyjnego obwodu elektrycznego bo połączenia między elementami są dobrze chronione przed uszkodzeniem przez czynniki chemiczne, na przykład wilgoć, i mechaniczne. Zazwyczaj taki układ ma czymś sterować. Na przykład naszym pilotem. Każdy element ma swoją rolę w działaniu obwodu lub układu w tym i telewizyjnego pilota. Opowiem Ci o nich po kolei. Na początek zajmijmy się diodą. To taki element, którego zadaniem jest porządkowanie prądu. O prądzie będziesz się uczyć na lekcjach fizyki Ale na potrzeby tej opowieści można by go porównać do wędrujących owieczek. Dioda przepuszcza tylko te owieczki które idą w pożądanym kierunku. Inne zatrzymuje. Jakie ma zastosowanie w pilocie? Na przykład, gdy włożymy odwrotnie baterie. W takiej sytuacji prąd płynący w złym kierunku mógłby spowodować uszkodzenie urządzenia. Dioda chroni przed takim niebezpieczeństwem. Niektóre diody, oprócz tego że porządkują przepływ prądu, także świecą. Gdy naciskamy przycisk na pilocie bo chcemy zmienić kanał, świecąca dioda wysyła sygnał do telewizora. W prosty sposób możesz ten sygnał zobaczyć. Wystarczy skierować na taką diodę kamerę telefonu. Kamera widzi promieniowanie którego nie widzą nasze oczy, i potrafi je zmienić na takie, które i my zobaczymy. Problem z diodami jest taki że prądowe owieczki przechodzą przez nie nierównomiernie, a między grupami wędrujących osobników powstają przerwy. Żeby temu zaradzić, dioda zwykle połączona jest z innym elementem elektronicznym - kondensatorem. Jego działanie można porównać do zagrody w której owieczki się gromadzą a są wypuszczane z drugiej strony pojedynczo i ze stałą prędkością. Można powiedzieć, że kondensator wyrównuje przepływ owiec w czasie. Zapobiega tumultom, które mogłyby zniszczyć zagrodę, a zarazem dostarcza owiec w okresach, gdy nie dopływają one przez diodę. Przekładając to na przepływ prądu: kondensator zapobiega przepięciom czyli nagłym, niekontrolowanym wzrostom prądu w układzie. Kolejny ważny element układów elektronicznych to tranzystor. Jego zadaniem jest wzmacnianie źródłowego sygnału. Dobrym przykładem takiego wzmocnienia jest układ mikrofon-głośnik. Jeśli powiesz coś, nawet cicho, do mikrofonu tranzystor umieszczony w układzie wzmocni ten dźwięk nawet kilkaset razy tak, że przez głośniki będzie Cię słychać w całej okolicy. Jak działa tranzystor? Gdybyśmy porównali przepływ prądu do przepływu wody w rurach, to tranzystor działałby, jak ten układ zaworów. Ten dopływ to nasz sygnał z mikrofonu. Jest słaby. Tranzystor dodaje prądu proporcjonalnie do tego który płynie z mikrofonu. Mówiąc o układzie scalonym warto wspomnieć o współpracy z nim cewki indukcyjnej. Jakie jest jej zadanie? Mówiąc w sposób uproszczony wyrównuje prąd. Działa trochę jak zapora przeciwpowodziowa. I tak, jak ona, potrzebuje zbiornika retencyjnego i śluzy, przez którą można spuścić nadmiar wody. Tę rolę pełni znany ci już element - - kondensator. W tandemie radzą sobie z wszelkimi skokami prądu. Zostaje nam do omówienia rezystor zwany też opornikiem. Jego działanie polega na ograniczeniu przepływu prądu. Działa trochę jak próg zwalniający i pozwala spowolnić przepływ prądu w miejscach, które tego wymagają. Elementy elektroniczne są jak klocki. I tak jak z klocków można składać najrozmaitsze konstrukcje, tak z tych podstawowych elementów można budować przeróżne układy elektroniczne. W zależności od konstrukcji mają one różne zadania i kontrolują różne urządzenia. Elementy elektroniczne można podzielić na dwie grupy: aktywne, czyli takie, które mają zdolność wzmacniania lub sterowania sygnałem elektrycznym, na przykład tranzystory i diody, oraz bierne, które pobierają lub magazynują energię elektryczną jak rezystory, kondensatory i cewki. Układy scalone kontrolują funkcję telewizyjnego pilota, ale uwierz podobne znajdziesz w swoim komputerze telefonie, zegarku, pralce i wielu innych urządzeniach, z jakimi na co dzień się stykasz. Kondensatory, cewki, tranzystory i diody są częścią układów elektronicznych. Kontrolują przepływ prądu, wzmacniają sygnały elektryczne i modyfikują je. Bez nich nie byłoby ani pilota od telewizora ani smartfonów, ani komputerów. Elektronika jest po prostu wszędzie. Kondensator gromadzi energię a my wiedzę, z której możesz korzystać w dogodnym dla siebie czasie. Wystarczy wejść na naszą stronę pistacja.tv