Введение в предмет

Основы промышленной электроники

По дисциплине

Краткий конспект лекций

часть 1

Специальность: 2-36 03 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Программой предмета "Основы промышленной электроники" пред­усматривается изучение учащимися устройства, принципа действия, па­раметров и характеристик радиоэлементов и электронных приборов, аналоговых и цифровых устройств обработки сигналов, приборов отображения информации, преобразователей электрической энергии и других типовых узлов, приме­няемых в системах управления производственными процессами.

В результате изучения предмета учащиеся должны знать:

- важнейшие направления развития и применения промышленной электроники;

- устройство, принцип действия, схемное обозначение, характери­стики, область применения элементов электронных устройств, полупроводниковых и фотоэлектрических приборов, интегральных микросхем, приборов для отображения инфор­мации;

- принципы построения типовых узлов, применяемых в автоматике, преобразовательной и вычислительной технике;

- пути повышения надежности функционирования устройств с ис­пользованием промышленной электроники.

Учащиеся должны уметь:

- собирать схемы для проведения лабораторных работ и выполнять эксперименты по исследованию электронных приборов и устройств;

- обрабатывать результаты лабораторных исследований, анализи­ровать их;

- пользоваться контрольно-измерительными приборами, инстру­ментами при проведении лабораторных работ с учетом требований тех­ники безопасности;

- пользоваться технической и справочной литературой.

Изучение предмета основывается на знаниях, полученных учащи­мися по общеобразовательным предметам, а также по предметам "Тео­ретические основы электротехники", "Электротехнические материалы”, "Электрические измерения".

В свою очередь данный предмет является базой для изучения про­филирующих предметов, выполнения курсового и дипломного проек­тов.

Промышленная электроника относится к числу наиболее важных курсов для подготовки современных специалистов электротехнических специальностей - электриков, электромехаников, электроэнергетиков и др.

Электроника охватывает обширный раздел науки и техники, связанный с изучением и использованием различных физических явлений, а также разработкой и применением устройств, основанных на протекании электрического тока в вакууме, газе и твердом теле.

Промышленная электроника является одним из направлений технической электроники, которое связано с применением электронных приборов и устройств в промышленности, на транспорте, в электроэнергетике.

В промышленную электронику входят:

1) информационная электроника, к которой относятся электронные системы и устройства, связанные с измерением, контролем и управлением промышленными объектами и технологическими процессами;

2) энергетическая электроника (преобразовательная техника), связанная с преобразованием вида электрического тока для целей электропривода, электрической тяги, электротермии, электроэнергетики.

Электронные приборы можно разделить на три группы:

1) электровакуумные – используются явления, связанные с движением электронов в вакууме;

2) ионные - используются явления, связанные с процессами ионизации атомов газа движущими электронами;

3) полупроводниковые – основаны на свойствах полупроводниковых материалов.

Промышленная электроника постоянно развивается. Это определяется в первую очередь непрерывным совершенствованием ее элементной базы. Элементная база промышленной электроники прошла несколько этапов развития.

Начало развития промышленной электроники было положено созданием электровакуумных и газоразрядных приборов. Низкая надежность, сложность эксплуатации, большая потребляемая мощность, громоздкость реализации явились в последующем тормозящими факторами расширения областей применения электроники. Электровакуумные приборы в настоящее время находят ограниченное применение в промышленной электронике, а газоразрядные приборы используются преимущественно в виде элементов индикации.

Современный этап развития информационной электроники характеризуется широким использованием компонентов микроэлектроники – аналоговых и цифровых интегральных микросхемам, микропроцессоров, микроконтроллеров и д.р.

Развитие энергетической электроники стимулируется всевозрастающим требованием повышения удельного веса электроэнергии, потребляемой на постоянном токе и на переменном токе нестандартной частоты, а также непрерывным совершенствованием элементной базы (увеличением единичной мощности силовых полупроводниковых приборов, улучшением их динамических показателей, появлением приборов новых типов).

На сегодняшний день электроника также делится на аналоговую и цифровую, причем последняя практически по всем позициям вытеснила аналоговую.

Аналоговая электроника изучает устройства, формирующие и обрабатывающие непрерывные во времени сигналы.

Цифровая электроника использует дискретные во времени сигналы, выраженные чаще всего в цифровой форме.

На сегодняшний день практически не осталось областей деятельности человека, в которые бы не проникла электроника.