اکثر مردم بعضی اوقات از وسایل الکترونیکی بهرهمند میشوند. رادیو، تلویزیون، دیسکها و ضبطهای ویدیویی، همچنین کامپیوترها، ساعتهای دیجیتالی و ماشین حسابها همه از الکترونیک استفاده میکنند. مدارهای الکترونیکی، جریانهای ضعیف الکتریکی را کنترل میکنند و تغییر میدهند. این تغییرات ضعیفِ جریانها را علائم (سیگنال) مینامند. آن ها میتوانند در بلندگو ، صدا ایجاد کنند و در صفحه تلویزیون، تصاویر و کلمات را نشان دهند. آنها میتوانند ماشین آلات را کنترل، و اطلاعات را ارسال کنند. پرواز هواپیماها توسط الکترونیک انجام میشود و دوربینهای خودکار به طریق الکترونیکی عمل میکنند. دستگاههای تنظیم ضربان قلب و وسایل کمک شنوایی، نیز الکترونیکی هستند.
👇 در یک سیمولاتور،که به طریق الکترونیکی کنترل میشود، (مانند این تصویر) خلبانها میتوانند مهارتهای پروازی را بدون آنکه زمین را ترک کنند، تمریننمایند.
مدارها ی الکترونیکی
مدارهای الکترونیکی، چهار عمل عمده انجام میدهند:
1ـ روشن و خاموش کردن در بعضی مدارها، از یک علامت ضعیف الکتریکی برای روشن یا خاموش کردن مداری دیگر استفاده میشود. درهای خودکار، در فروشگاهها بر این اساس کار میکنند. وقتی شخصی به در نزدیک میشود، یک دستگاه کشفکننده که با اشعۀ مادون قرمز کار میکند، علامتی را به یک مدار الکترونیکی ارسال میکند و این مدار، یک موتور الکتریکی را بهکار میاندازد و در را باز میکند.
2ـ تقویت کردن– این به معنی قویتر کردن علائم ضعیف الکتریکی میباشد. علائمی که به آنتن رادیو میرسند، بسیار ضعیفاند. در داخل رادیو، یک دستگاه تقویت کننده، این علائم را چندین برابر تقویت میکند تا بهقدر کافی قوی گشته و از رادیو شنیده شوند.
3ـ یک سو کردن دو نوع جریان الکتریکی وجود دارد: جریانی که از باطری گرفته میشود، یک جریان مستقیم (.d.c) است؛ یعنی همیشه در یک جهت جریان دارد. و جریانی که از برق شهر گرفته میشود، جریان متناوب (a.c) است و که دارای حرکت رفت، برگشت، رفت، برگشت میباشد .و همینطور ادامه دارد. «رِکتیفایر» (آدابتور)ها یکسو کنندگان الکترونیکی میباشند. آنها به جریان الکتریکی اجازه میدهند که فقط در یک جهت حرکت کنند. این عمل، جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل و آن را یکسویه میکند. رادیوهای جیبی بهوسیلۀ جریان مستقیم باطری کار میکنند؛ اما در صورت داشتن رکتیفایر (آدابتور)، میتوانند با برق شهر نیز کار کنند.
4ـ نوسان سازی علائمی که توسط آنتن رادیو دریافت میشود، بهصورت جریان متناوب است. یعنی دارای حرکت (جنبشی) رفت و برگشتی میباشد. برای بهکار بردن بعضی از این علائم، لازم است که رادیو برای خود، جریان متناوب تولید کند. اما مسأله این است که باطریهای رادیو نمیتوانند جریان متناوب ایجاب کنند؛ زیرا دارای جریان مستقیم هستند. بنابراین، یک نوسانساز این مشکل را حل مینماید. نوسانساز، یک مدار الکترونیکی است که جریان مستقیم را به جریان جنبشی رفت و برگشتی تبدیل میکند؛ بهطوری که تبدیل به جریان متناوب میشود.
مدارهای متراکم
امروزه میتوان مدارهای الکترونیکی را که از هزاران قطعه تشکیل شدهاند، بهصورت یک تراشۀ سیلیکُنی در آورد. این تراشه به اندازۀ ناخن انگشت انسان و آن را با مواد شیمیایی آغشته میکنند تا قسمتهای مختلف آن بتوانند به عنوان مقاومتها، خاذنها، دیودها، ترانزیستورها و سیم اتصال، عمل کنند. در نتیجه، مدار متراکمی تشکیل میشود که میتواند بهصورت تایمر در یک ساعت دیجیتال یا آمپلی فایر در یک رادیو یا مغز در یک ماشینحساب درآید. پردازشگرهای کوچک، پیشرفتهترین قطعات الکترونیکی میباشند که از آنها در کامپیوترها استفاده میشود. آنها میتوانند موتور اتومبیلها را بهکار اندازند، قطارها را برانند، هواپیماها را به پرواز درآورند و اندامهای مصنوعی را کنترل کنند.
👇این تصویر مدارهای روی یک تراشۀ سیلیکُنی است که 140برابر بزرگ شده است. این تراشه درون بستهای شبیه به آنچه که در زیر نشان داده شده، قرار میگیرد. سیمهای ظریفی قطعه را به سوزنها (پایهها) وصل میکند.
اجزاء الکترونیکی
اگر شما به داخل یک رادیوی قدیمی نگاه کنید، اجزاء الکترونیکی بسیاری را میبینید. اینها قطعات و اجزایی هستند که به یکدیگر متصل شده و مدار الکترونیکی تشکیل دادهاند. معمولاً این اجزاء، روی مدار مخصوصی سوار شدهاند که از نوارهای نازک مسّی تشکیل شده وکار اتصالات را انجام میدهد. اجزاء الکترونیکی بهوسیلۀ لحیم، روی نوارها ثابت میشوند. در اینجا چند نمونه از اجزاء و قطعات الکترونیکی را میبینید.
مقاومتها اینها شدّت جریان را کاهش میدهند و اطمینان ایجاد میکنند که بقیۀ اجزاء، مقدار مناسبی از شدّت جریان را دریافت و بهخوبی کار میکنند.
خازنها بعضی خازنها، جریان الکتریسیته را هموار میکنند. بعضی دیگر، علائم را هدایت میکنند. آنها مخصوصاً از این نظر مفید هستند که با تمام علائم، یکسان عمل نمیکنند. خازنها این امکان را به ما میدهند که بهوسیلۀ دستگاه موجیاب، امواج متفاوت را از ایستگاههای رادیویی مختلف، انتخاب کنیم.
دیودها اینها یکسو کنندههای الکترونیکی هستند؛ یعنی به جریان الکتریسیته اجازه میدهند که فقط در یک طرف حرکت کنند. از دیودها برای یکسوکردن جریانها استفاده میشود.
ترانزیستورها اینها در واقع، شیرهای الکترونیکی هستند. در یک ترانزیستور، یک جریان ضعیف میتواند عبور یک جریان بسیار قوی را کنترل کند؛ یعنی میتواند شدّت جریان را قویتر یا ضعیفتر و یا به طور کلی قطع کند. از ترانزیستورها برای قطع و وصل کردن، تقویتکردن و ایجاد نوسان استفاده میشود.
اکثر دیودها و ترانزیستورها را از مادّهای به نام «سیلیسیُم» میسازند. سیلیسیم یک مادۀ نیمه هادی است؛ یعنی هادی خوبی برای الکتریسیته نمیباشد اما در عینحال، عایق هم نیست. برای ساختن دیود یا ترانزیستور، یک تراشۀ ریز بلور یا سیلیسیم را با مادۀ شیمیایی مخصوصی ترکیب میکنند. این عمل باعث میشود که بلور، جریان الکتریسیته را هدایت کند.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 150-151