משתמש:DaFLM/ארגז חול3

{{בעבודה}} אלקטרוניקה - ענף של הנדסת חשמל העוסק בחקר ותכנון רכיבים המווסתים את תנועתם של אלקטרונים (או חלקיקים טעונים אחרים). לרוב כדי להמיר ולהעביר מידע ואנרגיה באופן מבוקר. זאת בשונה מפיזיקה העוסקת בחקר תאורטי יותר של החשמל.

ראשיתה של האלקטרוניקה הוא בהמצאת שפופרת קתודית וישומה במכשירי רדיו, זאת על אף העובדה כי היה שימוש נרחב בחשמל עוד לפני כן. התקדמות הטכנולוגיה אפשרה תכנון וייצור של מכשירים מתקדמים יותר ויותר.

החלפת השפופרת ברכיבים מוליכים למחצה, גרמה לתהליך מיזעור הרכיבים אשר הוזיל משמעותית את עלות ייצור הרכיבים. האפשרויות החדשות אותה הציעה האלקטרוניקה והירידה במחירי הייצור פרצה את הדרך לישומה בכל תחומי החיים. תהליך המיזעור הוליד ענף חדש - המיקרואלקטרוניקה.

שימושים

לאלקטרוניקה שימושים רבים מספור והשפעתה על כלל האוכלוסיה עצומה, נמנה מספר דוגמאות:

• א
• ב
• ג

שימושים בידוריים

הרדיו, הפיתוח הראשון של האלקטרוניקה יצר עולם לשימושים בידוריים. התפתחותו - מקלטי רדיו זולים ואיכותיים יותר, כמו שיטות איפנון חדשות תרמו ליצירת מדיום בידורי חדש ויצרו כלי חסר תקדים במהירותו ונגישותו להעברת נתונים, בידוריים ואחרים. המצאת הטלויזיה, הוספת הקול והצבע חוללו מהפכות בעולם הבידור וניתן לזקוף אותן רק להתפתחות האלקטרוניקה. קלטות האודיו והוידאו ולאחרונה המדיה הדיגיטלית כמו התקליטור.

שימושים צבאיים

האלטרוניקה איפשרה את פיתוחם של כלי נשק חדשים, מדויקים וטובים יותר. אך גם שינתה לבלי הכר את צורת התקשורת והעברת המידע בצבא. לעתים יישומים צבאיים משמשים גם מערכות אזרחיות (לדוגמה: מערכות מכ"ם) וכן להיפך. עם זאת, ישנם מערכות בעלי שימוש צבאי מובהק. מערכות אלו כוללות חומרה, תוכנה וחיישנים. להלן מספר דוגמאות:

• מערכות איכון: מציאת מטרות ע"י חיישנים אופטיים, אלקטרומגנטיים (רדיו או מכ"ם)
• מערכות בקרת אש: כיוון פלטפורמה נושאת נשק (או הנשק עצמו) אל המטרה. זה נעשה באמצעות שילוב מערכות אלקטרוניות ומכניות (כגון כנפונים לכיוון טיל או מנועי סרוו להכוונת תותח טנק).
• מערכות הדמייה: תחום הכולל מערכות אשר תפקידם ל"הראות" את הנסתר, וזאת באמצעות שימוש במערכות אלקטרו-אופטיות (כגון הגברת אור כוכבים או הדמייה תרמית (הצגת גופים על פי קרינת החום הנפלטת מהם)), או מכ"מ גמ"מ (גל מילימטרי) המשתמש באורך גל קצר כדי להציג את המידע הנקלט בפירוט רב ורזולוציה גבוהה יחסית.
• מערכות תקשורת: מגוון רחב של מערכות קשר טקטי ואסטרטגי. לדוגמה: קשר רדיו, תקשורת נתונים, הצפנה, קשר לוייני ועוד.
• מערכות מידע: מחשבים המשמשים לעזר למפקדים ומבצעים איחוד מידע מסנסורים שונים, הצגת תמונת זירה בזמן אמיתי, העברת מסרים מיידיים ליחידות שונות ועוד. מערכות אלה נמצאות הן במפקדות והן בידי מפקדי וחיילי השדה, אשר משתמשים לשם כך במחשבים ניידים ואפילו במחשבי כף יד.

ההבדל המרכזי בין טכנולוגיה צבאית לטכנולוגיה אזרחית היא הדרישה לקשיחות החומרה, כלומר החומרה הצבאית מתוכננת לעבוד בתנאי סביבה קשים יותר מהחומרה האזרחית. לדוגמא התקן הצבאי מחיב רכיבים המסוגלים לעבוד בטווח הטפמרטורות שבין 40- ל 90 מעלות צלזיוס, בעוד שהתקן האזרחי דורש עמידות רק בין 20- עד 60 מעלות.

שימושים רפואיים

האלקטרוניקה משרתת את הרפואה בצורות רבות מאד ומציעה שלל האבזרים וכלים אלקטרוניים המשמשים את הן את הרופא והן את המטופל. כלים אלה הם משלושה סוגים:

• כלים המשמשים את הרופא באבחון מצב בריאותו של הנבדק, אלה כוללים בין היתר:
  • צילום רנטגן
  • אלקטרוקרדיוגרם
  • אלקטרואנצפלוגרם
  • הדמיית אולטראסאונד
  • טומוגרפיה ממוחשבת
  • הדמיית תהודה מגנטית
  • PET

• כלים למתן טיפול רפואי, כגון:
  • רדיותרפיה

• כלים המשמשים את החולה להתגברות על בעיה רפואית שהוא סובל ממנה, כמו:
  • עזרי שמיעה
  • קוצבי לב

רכיבים

בין הרכיבים הבסיסיים, מהם ניתן לררכיב מעגל חשמלי, ניתן למנות את הנגד, הקבל, הסליל, השנאי, חוטי המוליך ומקורות המתח. אולם קיימים רכיבים נוספים כמו הדיודה והטריודה. התקנים אלו נבנו בעזרת שפופרות ריק ואיפשרו את בניית הרדיו. בסופו של דבר, רכיבים אלו הוחלפו כמעט לחלוטין על ידי התקני המוליכים למחצה כמו הטרנזיסטור הדיודה (במימושה החדש).

כלי עבודה

במהלך התכנון יש צורך במדידת הפרמטרים השונים של הרכיבים והמעגל, לצורך כך קיימים המכשירים הבאים:

• אמפרמטר - מד זרם, עבור זרמים קטנים נקרא גם גלוונמטר.
• וולטמטר - מד מתח
• מד התנגדות
• מד קיבול או השראות
• מדידת פרמטרים של דיודות וטרנזיסטורים

כל אלה מאוגדים לעתים בתוך מכשיר אחד הנקרא מולטימטר.

אוסצילסקופ הוא מכשיר

בנוסף ישנו שימוש נרחב בתוכנות תיכנון בעזרת מחשב ובסימולציות שונות של הרכיבים והמעגלים.

---