Podstawowe elementy elektroniczne

W świecie elektroniki - zarówno tej wiekowej jak i współczesnej - możemy spotkać wiele urządzeń, które realizują różne funkcje w zależności od przeznaczenia i budowy - mogą to być zarówno urządzenia multimedialne, roboty przemysłowe, pojazdy, instrumenty muzyczne i wiele innych. Każde z tych urządzeń w mniejszym bądź większym stopniu, w swojej konstrukcji wykorzystuje elementy elektryczne i elektroniczne, dzięki którym może funkcjonować, zgodnie z projektem. Do najpopularniejszych elementów elektronicznych zalicza się m.in. rezystory, kondensatory, półprzewodniki, przełączniki i złącza. Każdy z tych elementów posiada wyprowadzenia, które można łączyć m.in. za pomocą śrub, zatrzasków, a także poprzez lutowanie. W tym artykule przedstawiono podstawowe elementy elektroniczne, które od wielu lat po dziś dzień można spotkać w bardzo szerokim zakresie maszyn i urządzeń.

Rezystory

Rezystory zwane także opornikami, to zdecydowanie najczęściej występujące elementy w większości układów elektronicznych. Zwykle mają one po dwa wyprowadzenia. Zadaniem rezystora jest odpowiednie ograniczenie przepływu prądu elektrycznego w obwodzie. Najważniejszym parametrem dotyczącym rezystora, jest jego rezystancja, tj. oporność elektryczna czynna, która jest mierzona w omach. Podczas dobierania rezystorów do obwodu, nie należy pomijać ich dopuszczalnej mocy - do większości układów elektronicznych zasilanych napięciem do 24V, wystarczą rezystory o mocy 1/4W, natomiast w przypadku takich układów jak wzmacniacze audio oraz zasilacze, najlepiej wybrać rezystory o mocy 1W i wyższych, odpowiednio do konstrukcji. Możemy spotkać rezystory o różnej konstrukcji - mogą to być rezystory drutowe, węglowe, a także metalizowane, które charakteryzują się znakomitymi właściwościami pod kątem zastosowania w precyzyjnych układach elektronicznych.

Podstawowe elementy elektroniczne

Kondensatory

Kondensatory to kolejne po rezystorach, najczęściej spotykane elementy elektroniczne. Ich cechą charakterystyczną jest możliwość magazynowania energii w polu elektrycznym. Ich najważniejszym parametrem jest pojemność elektryczna, która jest mierzona w faradach. W podstawowej konstrukcji, kondensator stanowią dwie elektrody, które są względem siebie oddzielone dielektrykiem - materiałem o bardzo słabych właściwościach elektroprzewodzących. Najbardziej popularne rodzaje kondensatorów pod względem użytego dielektryka to kondensatory ceramiczne oraz poliestrowe (MKT), które nie mają określonej biegunowości, a także kondensatory elektrolityczne, które najczęściej mają określoną biegunowość, na którą zawsze trzeba zwracać uwagę na etapie montażu.

Cewki

Cewki są elementami indukcyjnymi, które w analogii do kondensatorów - magazynują energię, ale w polu magnetycznym. Najprostsza cewka jest zasadniczo przewodem uformowanym w zwoje, które mogą być nawinięte wokół rdzenia (może występować także jego brak). Podstawowym parametrem cewki, jest jej indukcyjność, która jest wyrażana jako stosunek strumienia pola magnetycznego do prądu elektrycznego płynącego przez cewkę. Indukcyjność cewki jest mierzona w henrach. Prąd przepływający przez cewkę powoduje powstawanie pola magnetycznego, którego natężenie zależy proporcjonalnie od ilości zwojów. Strumień pola magnetycznego można wzmocnić stosując rdzeń z materiału ferromagnetycznego. Cewki stanowią także fundamentalny element budowy transformatorów, dławików i przekaźników elektromechanicznych.

Diody

Diody to najprostsze elementy półprzewodnikowe, tzn. takie, które zaczynają przewodzić prąd po przyłożeniu do nich napięcia o wartości progowej w kierunku przewodzenia, tj. od anody do katody, np. typowo 0,3V dla diod germanowych oraz 0,7V dla diod krzemowych. Głównym zadaniem diody jest jednokierunkowe przewodzenie prądu. Popularnymi zastosowaniami diod są m.in. zabezpieczenia układów elektronicznych przed podaniem napięcia o wstecznej biegunowości, prostowanie napięcia zasilającego w układach przekształtnikowych w celu uzyskania napięcia jednokierunkowego, a także obcinanie amplitudy sygnału w celu jego przesterowania.

Tranzystory

Trzy wyprowadzenia?! Spokojnie, to nic trudnego. Najprawdopodobniej to oznacza, że mamy do czynienia z tranzystorem - elementem, który szczególnie zrewolucjonizował elektronikę - zwykle znane jako pojedyncze elementy dyskretne, ale również niewidoczne gołym okiem - jako fundamenty struktury prawie wszystkich układów scalonych, łącznie z procesorami, w których pracuje misternie ,,utkana” sieć miliardów tranzystorów o mikroskopijnych rozmiarach. Tranzystor to element półprzewodnikowy, który może być sterowany prądowo (bipolarny) lub napięciowo (unipolarny). W ten sposób możemy łatwo sterować przełączaniem i wzmacnianiem sygnałów elektrycznych. Tranzystory można spotkać zarówno w układach elektronicznych zasilanych napięciem o wartości pojedynczych woltów, jak i obwodach dużych mocy, np. sterownikach zgrzewarek i silników elektrycznych.