الکترونیک چیست؟

در دنیای امروزی زندگی همه ما تحت شعاع علم الکترونیک قرار گرفته است به عبارتی دیگر ، علم الکترونیک حوزه جذابی است که در زندگی روزمره ما را احاطه کرده است، از تلفن های هوشمندی که استفاده می کنیم گرفته تا تا لوازم خانگی در خانه. اما الکترونیک چیست و چگونه کار می کند؟ در این مقاله، الکترونیک چیست و مبانی الکترونیک را به زبانی ساده، بررسی و به  اجزا، اصول و کاربردهای آن می‌پردازیم.

الکترونیک چیست

به راحتی میتوان ادعا نمود  که تمام علم الکترونیک بر اساس رفتار الکترون ها است و علت نام گذاری آن نیز به همین است. در الکترونیک به بررسی قطعات الکترونیکی ساخته شده از نیمه هادی ها ، مقاومت ها ، خازن ها ، سیم پیچ ها  و مدارهای مختلف  ساخته شده از این قطعات پرداخته میشود. الکترونیک شاخه ای از علم و فناوری است که به مطالعه و تغییرات جریان های الکتریکی و رفتار الکترون ها در قطعات و المانها می پردازد. بصورت خلاصه و مفید می توانیم بگوییم که به علم حرکت الکترون ها، الکترونیک گفته می شود. که شاخه‌ای از علم فیزیک و مهندسی برق می باشد.

اجزای الکترونیک:

اجزای مدار:

مدارهای الکترونیکی از اجزای مختلفی از جمله مقاومت ها، خازن ها، سلف ها، دیودها، ترانزیستورها و مدارهای مجتمع (IC) تشکیل شده اند. این قطعات با هم کار می کنند تا جریان الکتریسیته را کنترل نموده و عملکردهای خاصی را در یک مدار داشته باشند.

منابع انرژی:

منابع انرژی مانند باتری ها، پنل های خورشیدی و منابع تغذیه، انرژی الکتریکی مورد نیاز برای کارکرد دستگاه ها و مدارهای الکترونیکی را تامین می کنند.

مواد نیمه هادی:

نیمه هادی ها مانند سیلیکون و ژرمانیوم موادی هستند که دارای خواص الکتریکی بین هادی ها و عایق ها هستند. آنها اساس وسایل الکترونیکی مانند ترانزیستورها و دیودها را تشکیل می دهند.

الکترونیک چگونه کار می کند:

جریان الکتریسیته:

الکتریسیته از طریق مدارهای الکترونیکی جریان می یابد و مسیری را دنبال می کند که با آرایش اجزا و ولتاژ اعمال شده به مدار تعیین می شود. قطعاتی مانند مقاومت ها، خازن ها و سلف ها جریان الکتریسیته را تنظیم کرده و رفتار آن را کنترل می کنند.

ولتاژ، جریان و مقاومت:

ولتاژ (V) اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در مدار است که بر حسب ولت اندازه گیری می شود. جریان (I) جریان بار الکتریکی در مدار است که با آمپر (آمپر) اندازه گیری می شود. مقاومت (R) مخالف عبور جریان است که بر حسب اهم اندازه گیری می شود.

قانون اهم:

قانون اهم که به افتخار فیزیکدان آلمانی گئورگ سیمون اهم نامگذاری شده است، بیان می کند که جریانی که از یک هادی بین دو نقطه می گذرد، با ولتاژ دو نقطه نسبت مستقیم و با مقاومت بین آنها نسبت معکوس دارد   (I = V/R) .

دستگاه های الکترونیکی:

دستگاه های الکترونیکی مانند ترانزیستورها، دیودها و مدارهای مجتمع عملکردهای خاصی را در مدارهای الکترونیکی انجام می دهند. به عنوان مثال، ترانزیستورها به عنوان تقویت کننده یا سوئیچ عمل می کنند، دیودها اجازه می دهند جریان در یک جهت جریان یابد و مدارهای مجتمع شامل چندین قطعه الکترونیکی روی یک تراشه واحد هستند.

مهمترین کاربردهای الکترونیک:

ارتباطات:

الکترونیک امکان برقراری ارتباط از طریق دستگاه هایی مانند تلفن های هوشمند، رادیو، تلویزیون و رایانه را فراهم می کند. این دستگاه ها از مدارهای الکترونیکی برای ارسال و دریافت سیگنال ها، پردازش اطلاعات و نمایش محتوای چندرسانه ای استفاده می کنند.

سرگرمی:

الکترونیک نقش اصلی را در سیستم‌های سرگرمی مانند پخش‌کننده‌های صوتی، کنسول‌های بازی ویدیویی و سیستم‌های سینمای خانگی ایفا می‌کند. این دستگاه ها از مدارهای الکترونیکی برای تولید و تقویت صدا، تولید گرافیک و کنترل رابط های کاربری استفاده می کنند.

اتوماسیون:

الکترونیک اتوماسیون را در صنایع و کاربردهای مختلف از جمله تولید، حمل و نقل و اتوماسیون خانگی امکان پذیر می کند. سیستم‌های خودکار از حسگرها، محرک‌ها و مدارهای کنترلی برای نظارت و کنترل فرآیندها استفاده می‌کنند و کارایی و بهره‌وری را بهبود می‌بخشند.

تجهیزات پزشکی:

الکترونیک در دستگاه‌های پزشکی مانند ضربان‌ساز، دستگاه‌های MRI، و مانیتورهای قند خون برای تشخیص، درمان و نظارت بر شرایط پزشکی استفاده می‌شود. این دستگاه ها از مدارهای الکترونیکی برای اندازه گیری پارامترهای فیزیولوژیکی، ارائه درمان ها و برقراری ارتباط با متخصصان مراقبت های بهداشتی استفاده می کنند.

انرژی های تجدیدپذیر:

الکترونیک نقش مهمی در سیستم های انرژی های تجدیدپذیر مانند پنل های خورشیدی، توربین های بادی و سیستم های ذخیره باتری ایفا می کند. این سیستم ها از مدارهای الکترونیکی برای جذب، تبدیل، ذخیره و توزیع انرژی های تجدیدپذیر از منابعی مانند نور خورشید و باد استفاده می کنند.