Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00437 007039 14670119 na godz. na dobę w sumie
Elektronika dla bystrzaków. Wydanie II - ebook/pdf
Elektronika dla bystrzaków. Wydanie II - ebook/pdf
Autor: , Liczba stron: 360
Wydawca: Septem Język publikacji: polski
ISBN: 978-83-246-6651-5 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> poradniki >> prace domowe
Porównaj ceny (książka, ebook (-20%), audiobook).

Elektronika w zasięgu Twoich rąk!

Jeżeli zastanawiałeś się kiedyś nad tym, jak działają urządzenia elektryczne, a teraz chciałbyś spróbować swoich sił i zbudować własny układ elektroniczny, potrzebujesz wiedzy z zakresu elektroniki i elektryczności. Brzmi strasznie? Nie bój się! Ta książka nie ma nic wspólnego ze skomplikowanymi podręcznikami, które znasz ze szkoły lub studiów. Tutaj wszystko zostało wytłumaczone w jasny i przystępny sposób. Duża liczba przykładów oraz własnoręcznie wykonane i działające układy sprawią, że już za parę dni będziesz swobodnie poruszał się w świecie elektroniki!

Wszystko to dzięki książce z serii 'Dla bystrzaków'. W trakcie lektury dowiesz się, jak działa Twój iPod, komputer i pilot do telewizora. Jednak najpierw poznasz elementarne zasady bezpieczeństwa oraz kilka istotnych cech prądu. Potem zobaczysz, jak zachowują się układy równoległe i szeregowe oraz przypomnisz sobie podstawowe prawo Ohma. Ponadto dowiesz się, jak wykorzystać potencjał kondensatorów, łączyć je oraz budować filtry. Mało? Kolejne strony to przydatna wiedza o cewkach, półprzewodnikach oraz układach scalonych. Po wstępie teoretycznym czas na praktykę, bo jak mówią autorzy: 'Żeby się nauczyć, trzeba się ubrudzić'. W tej części książki skompletujesz sprzęt potrzebny do pracy, zrozumiesz, jak trzeba czytać schematy, dokonywać pomiarów oraz lutować. Na sam koniec wykonasz samodzielnie projekty oraz sprawdzisz, gdzie najlepiej zaopatrzyć się w potrzebny sprzęt. Jeżeli zawsze marzyłeś o pobawieniu się elektroniką, świetnie trafiłeś. Ta książka jest właśnie dla Ciebie!

Spełnij swoje marzenia i dołącz do grona elektroników!

Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

…Po radę do ksiązki ładowy rozdział IDŹ DO:  Spis treści  Przyk  Skorowidz KATALOG KSIĄŻEK:  Katalog online  Bestsellery  Nowe książki  Zapowiedzi CENNIK I INFORMACJE:  Zamów informacje o nowościach  Zamów cennik CZYTELNIA:  Fragmenty książek online do przechowalni do koszyka do koszyka BESTSELLER NOWOŚĆ Wydawnictwo Helion ul. Kościuszki 1c 44-100 Gliwice tel. 032 230 98 63 e-mail: helion@helion.pl e-mail: septem@septem.pl redakcja: redakcjawww@septem.pl informacje: o księgarni septem.pl Elektronika dla bystrzaków. Wydanie II Autorzy: Cathleen Shamieh, Gordon McComb Tłumaczenie: Łukasz Piwko ISBN: 978-83-246-3332-6 Tytuł oryginału: Electronics For Dummies Format: 170 × 210, stron: 360 Elektronika w zasięgu Twoich rąk! Jeżeli zastanawiałeś się kiedyś nad tym, jak działają urządzenia elektryczne, a teraz chciałbyś spróbować swoich sił i zbudować własny układ elektroniczny, potrzebujesz wiedzy z zakresu elektroniki i elektryczności. Brzmi strasznie? Nie bój się! Ta książka nie ma nic wspólnego ze skomplikowanymi podręcznikami, które znasz ze szkoły lub studiów. Tutaj wszystko zostało wytłumaczone w jasny i przystępny sposób. Duża liczba przykładów oraz własnoręcznie wykonane i działające układy sprawią, że już za parę dni będziesz swobodnie poruszał się w świecie elektroniki! Wszystko to dzięki książce z serii „Dla bystrzaków”. W trakcie lektury dowiesz się, jak działa Twój iPod, komputer i pilot do telewizora. Jednak najpierw poznasz elementarne zasady bezpieczeństwa oraz kilka istotnych cech prądu. Potem zobaczysz, jak zachowują się układy równoległe i szeregowe oraz przypomnisz sobie podstawowe prawo Ohma. Ponadto dowiesz się, jak wykorzystać potencjał kondensatorów, łączyć je oraz budować filtry. Mało? Kolejne strony to przydatna wiedza o cewkach, półprzewodnikach oraz układach scalonych. Po wstępie teoretycznym czas na praktykę, bo jak mówią autorzy: „Żeby się nauczyć, trzeba się ubrudzić”. W tej części książki skompletujesz sprzęt potrzebny do pracy, zrozumiesz, jak trzeba czytać schematy, dokonywać pomiarów oraz lutować. • Skąd się bierze prąd elektryczny • Wykorzystanie energii elektrycznej do wykonania pracy • Możliwości elektronów • Sposoby na dostarczenie energii elektrycznej • Opór, prawo Ohma • Kondensatory, gromadzenie i wydobywanie ładunku • Cewki indukcyjne i kryształy • Świat półprzewodników • Wykorzystanie układów scalonych • Dobór potrzebnych części, gromadzenie narzędzi • Bezpieczeństwo pracy z układami elektronicznymi • Lutowanie • Czytanie schematów • Budowa układów elektronicznych • Wykonywanie pomiarów • Posługiwanie się multimetrem • Praca z oscyloskopem Spełnij swoje marzenia i dołącz do grona elektroników! Spis treĂci O autorach ....................................................................................................................15 PodziÚkowania od autorów ...........................................................................................17 WstÚp ............................................................................................................................19 Dlaczego warto kupiÊ tÚ ksiÈĝkÚ? .......................................................................................................19 Dlaczego elektronika? ........................................................................................................................20 Naiwne zaïoĝenia ..............................................................................................................................20 Bezpieczeñstwo przede wszystkim ......................................................................................................21 Jak podzielona jest ksiÈĝka? ...............................................................................................................22 CzÚĂÊ I. Podstawy elektroniki ........................................................................................................22 CzÚĂÊ II. ¿eby siÚ nauczyÊ, trzeba siÚ ubrudziÊ ...............................................................................22 CzÚĂÊ III. Przekuwanie teorii w praktykÚ ........................................................................................22 CzÚĂÊ IV. Dekalogi .......................................................................................................................23 Ikony uĝyte w ksiÈĝce ........................................................................................................................23 CzÚĂÊ I: Podstawy elektroniki .................................. 25 Rozdziaï 1: Czym jest elektronika i co moĝna dziÚki niej zrobiÊ? .................................27 Czym jest elektronika? .......................................................................................................................27 SkÈd siÚ bierze prÈd elektryczny? .......................................................................................................28 Wydobywanie ïadunku z elektronów ..............................................................................................29 Mobilizowanie elektronów w przewodnikach ...................................................................................29 Wprawianie elektronów w ruch ......................................................................................................30 Wykorzystywanie energii elektrycznej do wykonywania pracy ...............................................................31 Wykorzystywanie energii elektrycznej .............................................................................................32 Umoĝliwianie elektronom dotarcia we wïaĂciwe miejsce ...................................................................32 Co elektrony potrafiÈ zrobiÊ (gdy tylko siÚ nimi odpowiednio pokieruje)? ..............................................34 Wytwarzanie dobrych wibracji .......................................................................................................34 ZobaczyÊ znaczy uwierzyÊ .............................................................................................................34 Wyczuwanie i alarmowanie ...........................................................................................................35 Sterowanie ruchem .......................................................................................................................35 RozwiÈzywanie problemów (czyli uĝywanie komputerów) ................................................................35 Komunikacja ................................................................................................................................35 6 Elektronika dla bystrzaków Rozdziaï 2: ElektrycznoĂÊ w Twoich rÚkach ................................................................ 37 Dostarczanie energii elektrycznej ........................................................................................................37 Pobieranie prÈdu staïego z baterii ..................................................................................................38 Uĝywanie prÈdu zmiennego z elektrowni ........................................................................................39 Zamiana Ăwiatïa w elektrycznoĂÊ ...................................................................................................41 Rzeczywisty ruch elektronów a umowny kierunek przepïywu prÈdu .......................................................42 Prosty obwód z ĝarówkÈ ....................................................................................................................43 Sterowanie prÈdem elektrycznym za pomocÈ podstawowych elementów ................................................45 Sposoby kontrolowania prÈdu ........................................................................................................46 Elementy czynne i bierne ...............................................................................................................47 PoïÈczenia szeregowe i równolegïe .....................................................................................................47 PoïÈczenia szeregowe ....................................................................................................................47 PoïÈczenia równolegïe ...................................................................................................................48 Obwody mieszane ........................................................................................................................49 Tworzenie ukïadów elektronicznych ...................................................................................................49 SkÈd bierze siÚ ten děwiÚk? ...........................................................................................................50 Rysowanie przy uĝyciu elektronów .................................................................................................51 Rozdziaï 3: Napotykamy czynny opór ........................................................................... 53 Ograniczanie przepïywu prÈdu ..........................................................................................................53 Rezystory — bierne, ale potÚĝne ........................................................................................................54 Do czego sïuĝÈ rezystory? ..............................................................................................................55 Rodzaje rezystorów — staïe i zmienne ...........................................................................................56 Budowa rezystorów staïych ............................................................................................................57 Co w potencjometrze piszczy? .......................................................................................................59 Moc znamionowa rezystorów .........................................................................................................60 ’Èczenie rezystorów ..........................................................................................................................62 Szeregowe ïÈczenie rezystorów .......................................................................................................62 Równolegïe ïÈczenie rezystorów .....................................................................................................63 Kombinacje szeregowych i równolegïych poïÈczeñ rezystorów ..........................................................65 Przestrzeganie prawa Ohma ..............................................................................................................66 Przepïyw prÈdu mimo stawianego mu oporu ...................................................................................66 Wszystko jest proporcjonalne .........................................................................................................66 Jedno prawo, trzy równania ...........................................................................................................67 Zastosowanie prawa Ohma do analizy obwodów ................................................................................68 Obliczanie natÚĝenia prÈdu pïynÈcego przez element ......................................................................68 Obliczanie wartoĂci napiÚcia prÈdu w elemencie .............................................................................69 Obliczanie rezystancji ...................................................................................................................71 Do czego tak naprawdÚ przydaje siÚ prawo Ohma? .............................................................................72 Analizowanie skomplikowanych obwodów ......................................................................................72 Projektowanie i modyfikowanie obwodów .......................................................................................73 Moc prawa Joule’a ............................................................................................................................74 Zastosowanie prawa Joule’a przy wyborze elementów elektronicznych ..............................................75 Joule i Ohm — doskonaïy duet ......................................................................................................75 Spróbuj swych siï w projektowaniu obwodów z rezystorami ..................................................................75 Spis treĂci 7 Rozdziaï 4: Wydobywanie ïadunku z kondensatorów ...................................................77 Kondensatory — zbiorniki na energiÚ elektrycznÈ ................................................................................78 ’adowanie i rozïadowywanie kondensatorów ......................................................................................79 Przeciwstawianie siÚ zmianom napiÚcia ..........................................................................................80 Przepuszczanie prÈdu zmiennego ...................................................................................................81 Do czego sïuĝÈ kondensatory? ............................................................................................................82 Charakterystyka kondensatorów .........................................................................................................83 Ile ïadunku moĝna zmagazynowaÊ na pïytce kondensatora? .............................................................83 Pilnowanie napiÚcia znamionowego ...............................................................................................84 Wybór rodzaju (dielektryku) kondensatora .....................................................................................85 Rozmiary kondensatorów ..............................................................................................................85 Polaryzacja kondensatorów ............................................................................................................86 Odczytywanie wartoĂci kondensatorów ...........................................................................................87 Kondensatory zmienne ..................................................................................................................89 ’Èczenie kondensatorów ....................................................................................................................89 Równolegïe ïÈczenie kondensatorów ...............................................................................................89 Szeregowe ïÈczenie kondensatorów ................................................................................................90 Reaktancja pojemnoĂciowa ................................................................................................................91 Zastosowanie prawa Ohma do obliczania reaktancji pojemnoĂciowej ................................................93 Wspóïpraca z rezystorami ..................................................................................................................94 Czas jest najwaĝniejszy ..................................................................................................................94 Wyznaczanie staïej czasowej obwodu RC .......................................................................................96 Tworzenie zegara .........................................................................................................................97 Wybór czÚstotliwoĂci przy uĝyciu prostych filtrów RC ..........................................................................97 Filtr dolnoprzepustowy ..................................................................................................................98 Filtr górnoprzepustowy .................................................................................................................98 CzÚstotliwoĂÊ graniczna .................................................................................................................99 Filtrowanie pasm czÚstotliwoĂci ....................................................................................................100 Spróbuj swych siï w projektowaniu obwodów z kondensatorami ..........................................................100 Rozdziaï 5: Cewki indukcyjne i krysztaïy ....................................................................101 Niedalecy krewni — magnetyzm i elektrycznoĂÊ ................................................................................102 Rysowanie linii za pomocÈ magnesu .............................................................................................102 Wytwarzanie pola magnetycznego za pomocÈ elektrycznoĂci ..........................................................102 Indukcja prÈdu za pomocÈ magnesu .............................................................................................103 Cewka indukcyjna — zwój o charakterze przyciÈgajÈcym jak magnes ..................................................104 Mierzenie indukcyjnoĂci ..............................................................................................................104 Przeciwstawne zmiany prÈdu .......................................................................................................105 NadÈĝanie (albo i nie!) za prÈdem zmiennym ...............................................................................106 Reaktancja indukcyjna .....................................................................................................................107 Uĝycie wartoĂci reaktancji indukcyjnej w równaniach prawa Ohma ................................................108 Zmiana zachowania zaleĝnie od czÚstotliwoĂci (po raz kolejny) ......................................................108 Zastosowanie cewek indukcyjnych w obwodach .................................................................................108 Izolowanie i ekranowanie cewek indukcyjnych ...............................................................................109 Oznaczenia indukcyjnoĂci ...........................................................................................................109 ’Èczenie ekranowanych cewek indukcyjnych .................................................................................109 Filtrowanie sygnaïów za pomocÈ cewek indukcyjnych ....................................................................110 Obliczanie staïej czasowej obwodów RL ......................................................................................111 8 Elektronika dla bystrzaków Przedstawiamy impedancjÚ! .............................................................................................................111 Dostrajanie do stacji radiowych ........................................................................................................112 Rezonans w obwodach RLC ......................................................................................................113 Krystalicznie czysty rezonans .......................................................................................................114 Oddziaïywanie na elementy sÈsiednie — transformatory ....................................................................115 Co ïÈczy nieekranowane cewki indukcyjne? ...................................................................................115 Izolowanie obwodów od ěródïa zasilania ......................................................................................116 Podwyĝszanie i obniĝanie napiÚcia ...............................................................................................116 Rozdziaï 6: Bogaty Ăwiat póïprzewodników .............................................................. 119 PrzewodziÊ czy nie przewodziÊ? .......................................................................................................119 Domieszkowanie póïprzewodników ..............................................................................................121 Tworzenie elementów przy uĝyciu kombinacji póïprzewodników typów n i p ...................................123 Diody zïÈczowe ...............................................................................................................................123 Polaryzacja diod .........................................................................................................................124 Przewodzenie prÈdu przez diodÚ .................................................................................................125 WartoĂci znamionowe diod ..........................................................................................................126 Identyfikacja diod .......................................................................................................................126 KtórÈ stronÈ podïÈczaÊ? ..............................................................................................................127 Zastosowanie diod w obwodach .......................................................................................................127 Prostowanie prÈdu zmiennego .....................................................................................................127 Regulowanie napiÚcia przy uĝyciu diod Zenera ............................................................................129 ¥wiatïo z diod LED ...................................................................................................................130 Inne zastosowania diod ...............................................................................................................131 Niesamowicie utalentowane tranzystory ............................................................................................132 Tranzystory bipolarne zïÈczowe ...................................................................................................133 Tranzystory polowe ....................................................................................................................133 Uĝywanie tranzystorów ...................................................................................................................134 Zasada dziaïania tranzystorów .........................................................................................................134 Emitowanie i gromadzenie elektronów ..........................................................................................135 Wzmacnianie natÚĝenia prÈdu .....................................................................................................138 Nasycenie tranzystora .................................................................................................................138 Modelowanie dziaïania tranzystorów ................................................................................................139 Wzmacnianie sygnaïów za pomocÈ tranzystorów ...............................................................................141 Polaryzacja tranzystora, aby dziaïaï jak wzmacniacz ......................................................................141 Kontrolowanie wzmocnienia napiÚciowego ...................................................................................142 Konfiguracja obwodów wzmacniajÈcych z tranzystorami ................................................................142 PrzeïÈczanie sygnaïów za pomocÈ tranzystorów .................................................................................143 Wybór tranzystora ...........................................................................................................................144 Najwaĝniejsze parametry tranzystorów .........................................................................................144 Identyfikacja tranzystorów ...........................................................................................................145 Jak rozpoznaÊ tranzystor? ............................................................................................................145 Rewolucja póïprzewodnikowa ..........................................................................................................146 Spróbuj swych siï w projektowaniu obwodów z elementami póïprzewodnikowymi ................................146 Spis treĂci 9 Rozdziaï 7: Ukïady scalone .........................................................................................147 Dlaczego ukïady scalone? ................................................................................................................147 Ukïady analogowe, cyfrowe i mieszane .............................................................................................148 Podejmowanie logicznych decyzji .....................................................................................................149 Na poczÈtku byï bit .....................................................................................................................149 Przetwarzanie danych przy uĝyciu bramek ....................................................................................151 Upraszczanie bramek przy uĝyciu tabel prawdy ...............................................................................153 Tworzenie elementów logicznych .................................................................................................154 Jak uĝywaÊ ukïadów scalonych? ........................................................................................................155 Identyfikacja ukïadów scalonych wedïug numerów czÚĂci ...............................................................155 Najwaĝniejsza jest obudowa ........................................................................................................156 Styki ukïadów scalonych ..............................................................................................................157 Korzystanie z kart danych katalogowych .......................................................................................159 Popularne rodzaje ukïadów scalonych ...............................................................................................159 Wzmacniacze operacyjne .............................................................................................................160 Wehikuï czasu — ukïad 555 .......................................................................................................161 Licznik dziesiÚtny 4017 ..............................................................................................................167 Mikrokontrolery i inne popularne ukïady scalone ...........................................................................168 Poszerzanie horyzontów ..................................................................................................................168 Rozdziaï 8: Wybór czÚĂci ............................................................................................171 ’Èczenie elementów ........................................................................................................................171 Wybór rodzaju przewodów ..........................................................................................................171 ZïÈcza .......................................................................................................................................173 Zasilanie ........................................................................................................................................174 Wyciskanie siódmych potów z baterii ...........................................................................................174 Wykorzystanie energii sïonecznej .................................................................................................177 Zasilanie z gniazdka Ăciennego (niezalecane) ...............................................................................178 WïÈczanie i wyïÈczanie prÈdu ..........................................................................................................178 Sterowanie dziaïaniem przeïÈcznika .............................................................................................179 NawiÈzywanie poïÈczeñ ..............................................................................................................180 Czujniki .........................................................................................................................................181 ZobaczyÊ Ăwiatïo ........................................................................................................................181 Wychwytywanie děwiÚku za pomocÈ mikrofonów ..........................................................................182 Wykrywanie ciepïa ......................................................................................................................182 Inne rodzaje przetworników wejĂciowych ......................................................................................183 Efekt dziaïania urzÈdzeñ elektronicznych ..........................................................................................184 Gïos gïoĂników ...........................................................................................................................185 BrzÚczenie brzÚczyków ................................................................................................................186 Silniki prÈdu staïego ...................................................................................................................187 CzÚĂÊ II: ¿eby siÚ nauczyÊ, trzeba siÚ ubrudziÊ ......... 189 Rozdziaï 9: UrzÈdzanie warsztatu i dbanie o bezpieczeñstwo ....................................191 Wybór miejsca na warsztat ...............................................................................................................192 Podstawowe wyposaĝenie warsztatu .............................................................................................192 Stóï warsztatowy .........................................................................................................................193 10 Elektronika dla bystrzaków Gromadzenie narzÚdzi i materiaïów ..................................................................................................193 SprzÚt do lutowania ....................................................................................................................193 Polowanie na multimetr ..............................................................................................................195 ’owienie narzÚdzi rÚcznych .........................................................................................................196 Szmatki i Ărodki czyszczÈce .........................................................................................................197 ¥rodki smarne ............................................................................................................................199 Materiaïy klejÈce ........................................................................................................................199 Inne narzÚdzia i materiaïy ............................................................................................................200 Zaopatrywanie siÚ w czÚĂci zapasowe ...............................................................................................201 Pïytki stykowe ............................................................................................................................201 Zestaw poczÈtkowy .....................................................................................................................203 Wyposaĝenie dodatkowe .............................................................................................................204 Przechowywanie czÚĂci ................................................................................................................204 Ochrona zdrowia i elementów elektronicznych ..................................................................................205 ElektrycznoĂÊ moĝe byÊ naprawdÚ niebezpieczna ..........................................................................205 Bezpieczne lutowanie ..................................................................................................................209 Unikanie wyïadowañ elektrostatycznych jak zarazy ........................................................................210 Rozdziaï 10: Czytanie schematów ............................................................................. 213 Co to jest schemat i do czego sïuĝy? .................................................................................................213 Spojrzenie z szerokiej perspektywy ...................................................................................................214 PoïÈczenia sÈ najwaĝniejsze .........................................................................................................214 Prosty obwód z bateriÈ ................................................................................................................215 Insygnia mocy .................................................................................................................................216 Wskazywanie ěródïa napiÚcia ......................................................................................................217 Oznaczanie masy ........................................................................................................................218 Oznaczanie elementów elektronicznych .............................................................................................219 Analogowe elementy elektroniczne ...............................................................................................221 Elementy cyfrowe i ukïady scalone ...............................................................................................222 Pozostaïe elementy .....................................................................................................................224 Miejsca dokonywania pomiarów .......................................................................................................226 Analiza schematu ............................................................................................................................226 Inne standardy symboli elementów elektronicznych ............................................................................228 Rozdziaï 11: Budowa ukïadów elektronicznych ......................................................... 231 Pïytki stykowe .................................................................................................................................231 Szczegóïy budowy pïytki stykowej ................................................................................................232 Rozmiary pïytek stykowych ..........................................................................................................233 Konstruowanie ukïadów elektronicznych z wykorzystaniem pïytek stykowych .......................................234 Przygotowywanie czÚĂci i narzÚdzi ...............................................................................................234 Przygotowywanie ïÈczówek na zapas ............................................................................................235 Topografia ukïadu ......................................................................................................................235 Zapobieganie uszkodzeniom .......................................................................................................237 Podstawy lutowania ........................................................................................................................238 Przygotowywanie do lutowania ....................................................................................................239 Technika lutowania ....................................................................................................................239 Sprawdzanie jakoĂci poïÈczenia ...................................................................................................241 Rozlutowywanie .........................................................................................................................241 Spis treĂci 11 PostÚpowanie po zakoñczeniu lutowania ......................................................................................242 Bezpieczeñstwo w czasie lutowania ..............................................................................................242 Peïne zaangaĝowanie — ïÈczenie elementów na staïe ........................................................................243 Budowa ukïadu na uniwersalnej pïytce drukowanej .......................................................................243 Wykonywanie prototypów przy uĝyciu perforowanych pïytek montaĝowych .....................................244 Wykonywanie poïÈczeñ owijanych ...............................................................................................246 Wykonywanie wïasnej pïytki obwodu drukowanego .......................................................................247 Rozdziaï 12: Wykonywanie pomiarów i analizowanie obwodów ................................249 Niezwykïe moĝliwoĂci maïego multimetru ..........................................................................................250 Aleĝ to jest przecieĝ woltomierz! ..................................................................................................251 To takĝe amperomierz! ...............................................................................................................251 Omomierz teĝ! ...........................................................................................................................251 Rodzaje multimetrów ......................................................................................................................252 Analogowy czy cyfrowy? .............................................................................................................252 Multimetr cyfrowy ......................................................................................................................253 Wybór zakresu pomiaru ..............................................................................................................255 Kalibracja multimetru ......................................................................................................................256 Posïugiwanie siÚ multimetrem ..........................................................................................................257 Pomiar napiÚcia prÈdu ................................................................................................................258 Pomiar natÚĝenia prÈdu ..............................................................................................................258 Pomiar rezystancji ......................................................................................................................260 Inne rodzaje prób ........................................................................................................................265 Sprawdzanie obwodów za pomocÈ multimetru ..................................................................................266 Rozdziaï 13: Analizator stanów logicznych i oscyloskop ...........................................267 W gïÈb logiki ..................................................................................................................................267 Analiza sygnaïów przy uĝyciu oscyloskopu ........................................................................................270 Obserwacja przebiegu sygnaïów ...................................................................................................271 Pasmo i rozdzielczoĂÊ oscyloskopu ...............................................................................................273 Kiedy uĝywaÊ oscyloskopu? .............................................................................................................274 Praca z oscyloskopem ......................................................................................................................275 Podstawowa konfiguracja i testowanie ..........................................................................................275 WyĂwietlanie i dokonywanie pomiaru sygnaïów ................................................................................277 Wykonywanie pomiarów ..................................................................................................................279 Czy z baterii da siÚ jeszcze coĂ wycisnÈÊ? .....................................................................................280 Obrazowanie przebiegu akustycznego sygnaïu radiowego ..............................................................280 Sprawdzanie czÚstotliwoĂci w obwodzie prÈdu zmiennego .............................................................281 CzÚĂÊ III: Przekuwanie teorii w praktykÚ ................ 285 Rozdziaï 14: Podstawy budowy ukïadów elektronicznych .........................................287 Przygotowanie do pracy ..................................................................................................................287 ZobaczyÊ znaczy uwierzyÊ — prawo Ohma naprawdÚ dziaïa! ...........................................................289 Analiza obwodu szeregowego ......................................................................................................289 Rozdzielanie napiÚcia .................................................................................................................293 Obwody z rezystorami poïÈczonymi równolegle .............................................................................294 12 Elektronika dla bystrzaków ’adowanie i rozïadowywanie kondensatorów ....................................................................................296 Gromadzenie i oddawanie ïadunku ..............................................................................................296 Zmienianie staïej czasowej obwodu RC .......................................................................................298 Zmniejszanie napiÚcia na diodach ....................................................................................................299 WïÈczanie diody LED ................................................................................................................300 Stabilizowanie napiÚcia ...............................................................................................................301 Praca z tranzystorami ......................................................................................................................303 Wzmacnianie prÈdu ....................................................................................................................303 PrzeïÈcznik jest wïÈczony! ...........................................................................................................305 Sztuka logicznego myĂlenia ..............................................................................................................305 ¥wiateïko na koñcu bramki NAND .............................................................................................306 Budowa bramki OR z trzech bramek NAND ..............................................................................307 Rozdziaï 15: Projekty do samodzielnego wykonania w póï godziny ........................... 309 Potrzebne czÚĂci .............................................................................................................................309 MigajÈce bïyskotki ...........................................................................................................................310 Analiza obwodu migacza na bazie ukïadu 555 .............................................................................310 Budowa ukïadu migajÈcych Ăwiateïek ...........................................................................................312 Sprawdzanie gotowego obwodu ...................................................................................................314 Wystukiwanie Ăwietlnej melodii dziÚki wykorzystaniu zjawiska piezoelektrycznoĂci ...............................315 Piezo… co? ...............................................................................................................................315 Krótki kurs piezoelektrycznoĂci ....................................................................................................315 ¥wietlny bÚbenek ........................................................................................................................317 Widzenie w ciemnoĂci dziÚki detektorowi podczerwieni ......................................................................317 Wykrywanie czÚĂci detektora podczerwieni ...................................................................................317 Szukanie ěródeï podczerwieni ......................................................................................................318 Konstrukcja domowego alarmu ........................................................................................................319 Gromadzenie czÚĂci ....................................................................................................................319 Zasada dziaïania alarmu .............................................................................................................320 Trafianie do celu dziÚki elektronicznemu kompasowi .........................................................................321 CzÚĂci potrzebne do budowy kompasu .........................................................................................322 Konstrukcja kompasu ..................................................................................................................322 Jak jest jasno, to sïychaÊ jakieĂ děwiÚki ..............................................................................................323 Lista czÚĂci do budowy Ăwietlnego alarmu ....................................................................................324 Praktyczne zastosowania alarmu ..................................................................................................324 Maïy wzmacniacz, ale jaki mocny .....................................................................................................324 Gïos w sprawie potrzebnych czÚĂci ...............................................................................................325 Szczegóïy konstrukcji maïego wzmacniacza ...................................................................................325 RÚczny wykrywacz ěródeï wody .......................................................................................................326 Lista czÚĂci ................................................................................................................................326 Zasada dziaïania wykrywacza wody .............................................................................................327 Generator niesamowitych efektów Ăwietlnych .....................................................................................327 Lista czÚĂci generatora efektów Ăwietlnych ....................................................................................327 Sterowanie Ăwiatïami ..................................................................................................................329 Rozmieszczenie diod LED .........................................................................................................329 Spis treĂci 13 CzÚĂÊ IV: Dekalogi ................................................ 331 Rozdziaï 16: GarĂÊ cennych wskazówek ....................................................................333 Gotowe projekty elektroniczne ..........................................................................................................333 Uĝycie nastawnego ěródïa zasilania ..................................................................................................334 Liczenie megaherców ......................................................................................................................334 Generowanie róĝnych rodzajów sygnaïów .........................................................................................335 Zmiana czÚstotliwoĂci .....................................................................................................................336 Sprawdzanie pulsu ukïadu ...............................................................................................................336 Analizowanie stanów logicznych ......................................................................................................338 Symulowanie ukïadów elektronicznych ..............................................................................................338 Gdzie kupiÊ przyrzÈdy pomiarowe? ..................................................................................................339 Rozdziaï 17: DziesiÚÊ najpopularniejszych sklepów z czÚĂciami elektronicznymi .......... 341 Polska ............................................................................................................................................341 Aprovi .......................................................................................................................................341 AVT .........................................................................................................................................342 Cyfronika ...................................................................................................................................342 Distrelec ....................................................................................................................................342 Centrum Elektroniki ...................................................................................................................342 Allegro ......................................................................................................................................342 Poza PolskÈ ...................................................................................................................................342 RadioShack ...............................................................................................................................342 All Electronics ...........................................................................................................................343 Farnell .......................................................................................................................................343 Parts Express .............................................................................................................................343 Dyrektywa RoHS ...........................................................................................................................343 Nowe, uĝywane czy z wyprzedaĝy? ..................................................................................................343 Dodatek: Zasoby internetowe .....................................................................................345 Skorowidz ....................................................................................................................347 Rozdziaï 1: Czym jest elektronika i co moĝna dziÚki niej zrobiÊ? 27 Rozdziaï 1 Czym jest elektronika i co moĝna dziÚki niej zrobiÊ? W tym rozdziale: Ź WyjaĂnienie, czym jest prÈd elektryczny Ź Istota mocy elektronów Ź Wykorzystywanie przewodników Ź ’Èczenie elementów w obwody Ź Sterowanie przepïywem elektronów za pomocÈ elementów elektronicznych Ź Zastosowanie energii elektrycznej do wielu róĝnych rzeczy W iÚkszoĂÊ ludzi ma pewne wyobraĝenie, czym jest elektronika. Kaĝdy z nas na co dzieñ korzysta z urzÈdzeñ elektronicznych powszechnego uĝytku, takich jak iPod, sprzÚt stereo, komputer, aparat cyfrowy czy telewizor. Lecz dla wielu osób sÈ one jak magiczne czarne skrzynki z przyciskami, które speïniajÈ nasze zachcianki. Wiadomo, ĝe pod piÚknÈ obudowÈ kryje siÚ zdumiewajÈca plÈtanina maïych elementów, które dziÚki pewnym poïÈczeniom mogÈ dziaïaÊ w odpowiedni sposób. Na pewno chcesz wiedzieÊ, jak to jest moĝliwe. Z tego rozdziaïu dowiesz siÚ, ĝe prÈd to uporzÈdkowany ruch elektronów oraz ĝe sterowanie tym ruchem stanowi istotÚ elektroniki. WyjaĂnimy, czym tak naprawdÚ jest prÈd elektryczny, i pokaĝemy, co trzeba zrobiÊ, aby pïynÈï. Ponadto zrobimy krótki przeglÈd moĝliwoĂci, jakie daje nam elektronika. Czym jest elektronika? Gdy wïÈczasz Ăwiatïo w swoim domu, to w rzeczywistoĂci ïÈczysz ěródïo energii elektrycznej (najczÚĂciej dostarczanej przez elektrowniÚ) i ĝarówkÚ w jeden ukïad nazywany obwodem elektrycznym. JeĂli do obwodu doïÈczysz Ăciemniacz albo regulator czasowy, to bÚdziesz mógï sterowaÊ dziaïaniem ĝarówki w ciekawszy sposób, niĝ tylko jÈ wïÈczaÊ i wyïÈczaÊ. 28 CzÚĂÊ I: Podstawy elektroniki W ukïadach elektrycznych takich jak obwody elektryczne w domu uĝywa siÚ „czystego”, niemodyfikowanego prÈdu elektrycznego, który sïuĝy np. do zasilania ĝarówek. W ukïadach elektronicznych idziemy o krok dalej: za ich pomocÈ sterujemy przepïywem prÈdu. Zmieniamy jego parametry i kierunek, aby uzyskaÊ róĝne efekty, od przyciemnienia ĝarówki po komunikacjÚ za poĂrednictwem satelity — rysunek 1.1. WïaĂnie ta moĝliwoĂÊ kontrolowania prÈdu odróĝnia ukïady elektroniczne od elektrycznych. Rysunek 1.1. W tym obwo- dzie przepïy- wem prÈdu elektrycznego do ĝarówki ste- ruje Ăciemniacz SkÈd siÚ bierze prÈd elektryczny? PrÈd elektryczny, czasami nazywany elektrycznoĂciÈ (zob. ramkÚ „Co to jest elektrycznoĂÊ?”), to ruch maleñkich elektrycznie naïadowanych czÈstek — elektronów. Gdzie konkretnie moĝna te elektrony znaleěÊ i jak siÚ one poruszajÈ? Aby odpowiedzieÊ na to pytanie, trzeba zajrzeÊ do wnÚtrza atomu. Co to jest elektrycznoĂÊ? Nieïatwo wyjaĂniÊ, czym jest elektrycznoĂÊ. Termin „elektrycznoĂÊ” jest niejednoznaczny, a jego róĝne definicje czÚsto sÈ sprzeczne, co powoduje wiele nie- porozumieñ nawet wĂród nauczycieli i naukowców. Ogólnie rzecz biorÈc, pojÚcie elektrycznoĂci jest zwiÈ- zane z tym, jak pewnego rodzaju czÈstki wystÚpujÈce w naturze oddziaïujÈ miÚdzy sobÈ, gdy umieĂci siÚ pewnÈ ich iloĂÊ w jakimĂ okreĂlonym obszarze. Dlatego lepiej jest uĝywaÊ innych, precyzyjniejszych terminów do opisu pojÚÊ zwiÈzanych z elektryczno- ĂciÈ. Oto niektóre z nich: 9 ’adunek elektryczny — fundamentalna (tzn. niepodlegajÈca dyskusji) wïaĂciwoĂÊ niektó- rych czÈstek opisujÈca sposób ich wzajemnego oddziaïywania miÚdzy sobÈ. Wyróĝnia siÚ dwa rodzaje ïadunku elektrycznego: dodatni i ujemny. CzÈstki tego samego typu (dodatnie lub ujemne) odpychajÈ siÚ, a przeciwnych typów — przy- ciÈgajÈ. 9 Energia elektryczna — rodzaj energii wytwa- rzanej przez naïadowane elektrycznie czÈstki. Za to pïacisz elektrowni. 9 PrÈd elektryczny — ruch elektrycznie naïado- wanych czÈstek. Jest to najszerzej znane wyja- Ănienie elektrycznoĂci i na nim bÚdziemy siÚ koncentrowaÊ w tym rozdziale. JeĂli wiÚc ucinasz sobie pogawÚdkÚ z kumplami przy szklance wody, to moĝesz swobodnie uĝywaÊ sïowa „elektrycznoĂÊ”, aby powiedzieÊ, co zasila TwojÈ konsolÚ do gier. JeĂli jednak bÚdziesz sza- staï tym sïowem wĂród zawodowych fizyków, to mogÈ nie zechcieÊ z TobÈ rozmawiaÊ. Rozdziaï 1: Czym jest elektronika i co moĝna dziÚki niej zrobiÊ? 29 Wydobywanie ïadunku z elektronów Atomy to podstawowy skïadnik, z którego zbudowane jest wszystko we wszechĂwiecie, zarówno to, co stworzyïa natura, jak i wytwory czïowieka. SÈ tak maïe, ĝe w jednej drobinie kurzu mieĂci siÚ ich wiele milionów, a wiÚc wyobraě sobie, ile ich musi byÊ w Ăredniego wzrostu zawodniku sumo. W kaĝdym atomie sÈ elektrony, które znajdujÈ siÚ poza jego Ărodkiem, czyli jÈdrem. Wszystkie elektrony majÈ ujemny ïadunek elektryczny i przyciÈgajÈ inny rodzaj maleñkich czÈstek, które nazywamy protonami. Protony majÈ ïadunek dodatni i znajdujÈ siÚ w jÈdrze atomu. ’adunek elektryczny to wïaĂciwoĂÊ niektórych czÈstek, elektronów, protonów i kwarków (tak, wïaĂnie kwarków), okreĂlajÈca sposoby ich wzajemnego oddziaïywania. IstniejÈ dwa rodzaje ïadunku elektrycznego, którym nadano nazwy „dodatni” i „ujemny” (nazwy te nie majÈ ĝadnego zwiÈzku z prawdziwym znaczeniem tych sïów, równie dobrze moĝna by uĝywaÊ nazw „Flip” i „Flap” albo „póïnoc” i „poïudnie”). CzÈstki o takim samym rodzaju ïadunku odpychajÈ siÚ, a czÈstki o róĝnych rodzajach ïadunku — przyciÈgajÈ. Dlatego wïaĂnie elektrony i protony czujÈ do siebie taki silny pociÈg. W typowych warunkach atom zawiera tyle samo protonów, co elektronów, i wówczas mówi siÚ, ĝe jest elektrycznie obojÚtny. Siïa przyciÈgajÈca protony do elektronów dziaïa jak niewidzialny klej, który utrzymuje czÈstki atomu razem, podobnie jak grawitacja ziemska utrzymuje KsiÚĝyc w pobliĝu naszej planety. Elektrony znajdujÈce siÚ najbliĝej jÈdra sÈ zwiÈzane z atomem silniej niĝ elektrony znajdujÈce siÚ nieco dalej. Niektóre atomy trzymajÈ swoje dalsze elektrony bardzo mocno, podczas gdy inne sÈ bardziej rozluěnione. Mobilizowanie elektronów w przewodnikach Materiaïy, które lubiÈ zatrzymywaÊ elektrony przy sobie (np. powietrze i tworzywa sztuczne), nazywamy izolatorami. Natomiast materiaïy takie jak miedě, aluminium i inne metale, w których elektrony poïoĝone dalej od jÈdra atomu nie sÈ z nim mocno zwiÈzane, nazywamy przewodnikami. W metalach elektrony poïoĝone daleko od jÈdra atomu sÈ tak sïabo przyciÈgane, ĝe mogÈ wyrwaÊ siÚ na wolnoĂÊ i wÚdrowaÊ miÚdzy atomami. Te wolne elektrony moĝna porównaÊ do owiec pasÈcych siÚ na zboczu wzgórza — krÚcÈ siÚ bez celu po okolicy, ale nie oddalajÈ siÚ zbyt daleko ani nie poruszajÈ siÚ w ĝadnym ĂciĂle okreĂlonym kierunku. JeĂli jednak zastosujemy jakiĂ specjalny bodziec, wszystkie te elektrony z przyjemnoĂciÈ zacznÈ podÈĝaÊ w jednÈ stronÚ. PrÈd elektryczny (czÚsto nazywany elektrycznoĂciÈ) to masowy ruch elektronów w przewodniku, wymuszony przez siïÚ, która dziaïa na nie z zewnÈtrz. Wydaje siÚ, ĝe ruch ten rozpoczyna siÚ natychmiast. Jest to spowodowane tym, ĝe wszystkie wolne elektrony — na caïej dïugoĂci przewodnika — zaczynajÈ siÚ ruszaÊ mniej wiÚcej jednoczeĂnie. Porównajmy to z grupÈ ludzi podajÈcych sobie wiadra podczas gaszenia poĝaru. Mamy kilka osób ustawionych w rzÚdzie, kaĝda z nich trzyma w rÚkach wiadro wody. Osoba bÚdÈca na poczÈtku kolejki napeïnia puste wiadro wodÈ, a osoba znajdujÈca siÚ na koñcu wylewa wodÚ z wiadra. Na specjalnÈ komendÚ kaĝda osoba podaje swoje wiadro osobie 30 CzÚĂÊ I: Podstawy elektroniki po swojej lewej stronie i odbiera wiadro od sÈsiada z prawej strony. Mimo iĝ kaĝde wiadro pokonaïo tylko bardzo krótkÈ drogÚ (z rÈk jednej osoby do nastÚpnej), to moĝe siÚ wydawaÊ, ĝe jedno wiadro przebyïo caïy dystans od pierwszej do ostatniej osoby w kolejce. Podobnie jest z prÈdem elektrycznym — kaĝdy elektron przechodzi na miejsce poprzedniego wzdïuĝ przewodnika (rysunek 1.2). Rysunek 1.2. Ruch elektronów w przewodniku moĝna porównaÊ do grupy osób podajÈcych sobie wiadra z rÚki do rÚki PrÈd elektryczny to królestwo maleñkich czÈstek, które czasami oddziaïujÈ miÚdzy sobÈ w ogromnych iloĂciach. Dlatego do jego opisu potrzebne sÈ specjalne jednostki miary. Na przykïad jeden kulomb oznacza ïadunek przenoszony przez 6,24 u 1018 (czyli 624 i 16 zer) elektronów. JeĂli jeden kulomb ïadunku przepïywa przez dowolnÈ pïaszczyznÚ w ciÈgu jednej sekundy, to mówimy, ĝe natÚĝenie prÈdu elektrycznego wynosi jeden amper (w skrócie 1 A). To bardzo duĝa liczba elektronów, znacznie wiÚksza niĝ liczba elektronów przepïywajÈcych w typowym ukïadzie elektronicznym. W elektronice prÈd czÚĂciej mierzy siÚ w miliamperach (mA). Jeden miliamper to jedna tysiÚczna ampera. Wprawianie elektronów w ruch PrÈd elektryczny to przepïyw ujemnie naïadowanych elektronów przez przewodnik wskutek dziaïania pewnej siïy. Ale co to za siïa, która sprawia, ĝe elektrony poruszajÈ siÚ w uporzÈdkowany sposób? Co zarzÈdza elektrycznÈ brygadÈ poĝarowÈ z wiadrami? Siïa wprawiajÈca elektrony w ruch to napiÚcie, które mierzy siÚ w jednostkach o nazwie wolt (w skrócie V). JeĂli do przewodnika przyïoĝy siÚ odpowiednio silne napiÚcie, to znajdujÈce siÚ w nim wolne elektrony zacznÈ poruszaÊ siÚ w jednym kierunku, tak jak owce zaganiane do zagrody, tylko duĝo szybciej. NapiÚcie moĝna sobie wyobraziÊ jako ciĂnienie. Tak jak ciĂnienie wody powoduje jej przepïyw przez rury i zawory, tak napiÚcie pcha elektrony przez przewodniki. Im wyĝsze ciĂnienie, tym silniejsza siïa popychajÈca — a wiÚc im wyĝsze napiÚcie, tym silniejszy jest prÈd przepïywajÈcy przez przewodnik. W opisach napiÚcia elektrycznego czasami moĝna spotkaÊ teĝ takie okreĂlenia, jak róĝnica potencjaïów, potencjaï napiÚcia, spadek potencjaïu czy spadek napiÚcia. Nie musisz siÚ na razie nimi przejmowaÊ. WiÚcej o tych pojÚciach dowiesz siÚ z rozdziaïu 2. Rozdziaï 1: Czym jest elektronika i co moĝna dziÚki niej zrobiÊ? 31 DoĂwiadczanie elektrycznoĂci Moĝesz na wïasnej skórze odczuÊ przepïyw elek- tronów. Wystarczy, ĝe w suchy dzieñ potrzesz sto- pami o dywan, a nastÚpnie dotkniesz klamki u drzwi. TrzaĂniÚcie, które usïyszysz (i iskra, która moĝe siÚ pojawiÊ), jest efektem przeskoczenia elektrycznie naïadowanych czÈstek z Twojego palca na klamkÚ. Nazywamy to elektrycznoĂciÈ statycznÈ. Jest to nagromadzenie siÚ elektrycznie naïadowanych czÈ- stek w jednym miejscu; sÈ one statyczne (nierucho- me) aĝ do momentu zbliĝenia i przyciÈgniÚcia ich do przeciwnie naïadowanych czÈstek. Innym przykïadem elektrycznoĂci statycznej jest bïy- skawica (aczkolwiek lepiej jej nie doĂwiadczaÊ na wïasnej skórze), którÈ wywoïujÈ naïadowane czÈstki podróĝujÈce miÚdzy chmurami lub od chmury do ziemi. PoruszajÈce siÚ naïadowane czÈstki uwalniajÈ energiÚ, którÈ obserwujemy w postaci bïyskawic i grzmotów. Kto potrafi zmusiÊ wystarczajÈcÈ liczbÚ naïadowa- nych czÈstek do poruszania siÚ i umie zapanowaÊ nad wyzwalanÈ
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Elektronika dla bystrzaków. Wydanie II
Autor:
,

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: