Wie Elektrizität und Elektronik Werke

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Wie Elektrizität und Elektronik Werke
Die Grundlagen der Elektrik und Elektronik

In diesem instructable nicht geben Sie eine Reihe von Anweisungen, die Sie folgen können, um etwas, das ich werde versuchen, Ihnen eine Einführung in die Grund Strom und wie Transistoren arbeiten, so dass Sie einige der Dinge, die Sie versuchen zu tun, zu verstehen zu geben, zu machen.

Schritt 1:

  1. Wie Elektrizität und Elektronik Werke
    Um Elektrizität und Elektronik zu verstehen, müssen wir auf der atomaren Ebene der Materie zu starten. Wir alle wissen, dass die Dinge aus Atomen und erkennen die Planetenmodell des Atoms mit dem Kern (rot Protonen und Neutronen grün) durch umlaufenden Elektronen (blau) umgeben ist. Obwohl dies nur ein visuelles Modell wird auch für das Verständnis der Elektrizität dienen.

Schritt 2:

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    Einige Stoffatome Elektronen, die fest an ihren Bahnen gebunden sind und ein paar Atome haben eher locker Elektronen - wir diese freien Elektronen nennen. Freie Elektronen können wenn genügend "push" Sprung von einem Atom zum anderen. Diese Bewegung von Elektronen ist, was wir Strom.

    So ein Material aus Atomen besteht, die nur sehr wenige Elektronen, die sich nicht bewegen müssen, wird als Isolator und ein Material, das aus Atomen mit vielen freien Elektronen besteht ein Leiter bezeichnet.

    Atomaren Teilchen werden oft sind geladene Teilchen, entweder negativ oder positiv geladen (einige sind neutral und haben keine Gebühr überhaupt).

    Elektronen eine negative Ladung, daran denken, dass, weil es wichtig sein, in was als nächstes kommt.

Schritt 3:

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    Als wir in der Schule haben wir gelernt, dass Magnete haben auch verschiedene Pole, einen Nordpol und einen Südpol, und dass man zwei gleiche Pole nahe zueinander bewirkt, dass sie stoßen oder schieben auseinander. Putting zwei verschiedene Pole zusammen bewirkt, dass sie sich gegenseitig anziehen.

    Es ist das gleiche mit Atomladungen gleiche Ladungen abstoßen ungleiche Ladungen ziehen - so Elektronen einander abstoßen, weil sie alle negativ geladen und werden durch eine andere negative Ladung wie der Minuspol einer Batterie abgestoßen.

Schritt 4:

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    Also, wenn wir ein Material reich an freien Elektronen und fügen Sie eine Batterie, (eine Batterie, übrigens, ist eine reiche chemische Quelle von Elektronen), um es die Elektronen vom Minuspol der Batterie in Richtung des positiven Pol bewegen .

    Elektronen einzeln bewegen sich sehr langsam, etwa 8,4 cm / h, sondern weil, wenn ein Elektron springt auf die nächste Atom es stößt ein anderer aus diesem Atom und so weiter auf der ganzen Linie die Wirkung der fließenden Strom scheinen Augenblick. Ein bisschen wie mit einem Schlauch voller Marmor und Schieben anderer in einem. Das Ende Marmor fällt sofort aber die neue Marmor wird einige Zeit, um mit dem anderen Ende zu nehmen.

    Wir können den Fluss der Elektronen zu verwenden, um Arbeit für uns tun. Sie können erwärmen dünnen Drähten an Wärme oder Licht zu machen, arbeiten elektronische Schaltkreise usw.

Schritt 5:

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    Mit Strom können wir einige Dinge, Spannung, Strom und Widerstand ist die wichtigste Maßnahme.

    Spannungseinheiten Volts Symbol V
    Spannung ist die Schubkraft entlang der Elektronen, die allgemein mit der Batterie vorgesehen ist, je größer die Spannung desto schwieriger sind sie geschoben. Es dauert etwa 10000 Volt, um Elektronen über einen Zoll zu springen, (25 mm), trockener Luft.

    Aktuelle Units Amps Symbol I (Französisch für Intensity das ursprüngliche Wort Französisch für Strom)

    Strom ist ein Maß für die Anzahl der Elektronen in dem Leiter fließenden Vergangenheit und bestimmten Punkt. Je größer der Strom, desto mehr Energie können wir von den Elektronen zu extrahieren. Aus diesem Grund statischer Elektrizität, etwa durch Reiben einen Ballon auf Ihrem Jumper oder sich aus dem Auto an einem trockenen Tag produziert, ist relativ sicher, obwohl es eine Spannung in Zehntausende von Volt gemessen hat die derzeitigen Niveau sehr niedrig sind.

    Resistance Einheiten Ohm Symbol R - verwendet werden, um der griechische Buchstabe Omega sein.
    Dies ist, wie der Name schon sagt ein Maß dafür, wie stark sich die Elektronen zu finden ist, der durch den Leiter fließt.

    Ein Gesetz verbindet diese Messungen Ohmschen Gesetz genannt:

    Wo V = Volt
    I = Stromstärke in Ampere
    R = Widerstand in Ohm

    V = I x R
    oder I = V / R
    oder R = V / I

    Dieses Diagramm ist eine gute Möglichkeit, sich daran zu erinnern.

Schritt 6:

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    Wie Elektrizität und Elektronik Werke

    Elektronik

    Die Wissenschaftler waren sich der leitende Eigenschaften verschiedener Materialien und wusste, dass es eine Gruppe von Materialien, die weder gut Leitern oder gute Isolatoren wurden auch. Fantasievoll sie diese Halbleiter genannt.

    Es wurde festgestellt, dass das Mischen verschiedener Materialien zusammen könnte Halbleitern, die viele freie Elektronen oder nur sehr wenige freie Elektronen aber viele leeren Raum Elektronen könnte bewohnen hatte zu produzieren.

    Der Halbleiter mit viel freien Elektronen scheinen wegen der Überschuß an freien Elektronen negativ geladen sein.

    Der Halbleiter mit wenigen freien Elektronen hatten viel Platz, die freie Elektronen könnte in zu bewegen und so schien positiv geladen.

    Diese Materialien wurden N-Typ-Halbleiter und die P-Halbleiter bezeichnet. Ich überlasse es Ihnen, um herauszufinden, was was ist.

Schritt 7:

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    Halbleiterdiode.

    Eine Diode ist ein elektronisches Bauelement, das Strom nur in einer Richtung leiten können. Dies ist aus mehreren Gründen, die über den Rahmen dieses instructable sind, aber wir sollten verstehen, wie es funktioniert, so dass wir wissen, wie es zu benutzen und es ist in der Nähe von Beziehung der Transistor nützlich.

    Putting ein wenig P-Typ und ein bisschen von N-Typ-Material zusammen und Anschluss einer Batterie führte zu seltsamen Ergebnissen. Verbunden, wie in dem Diagramm P-Typ mit dem negativen Pol und N-Typ mit dem positiven Pol nicht sehr stark als die freien Elektronen in der N-Typ-Materials wurden mit dem positiven Pol angezogen Verlassen einer relativ leeren Raum an der Verbindungsstelle der beiden zu tun Bits des Halbleiters. Dieser Bereich wird als ein Verarmungszone aus diesem Grund.

    Als Ergebnis gibt es keine freien Elektronen zur Verfügung, um über die Kreuzung und elektrischen Strom fließt kein Fluß.

Schritt 8:

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    Wenn die Verbindungen umgekehrt wäre, jedoch werden die freien Elektronen gegenüber dem Verbindungspunkt geschoben wird.

    Es wurde entdeckt, dass eine Spannung von nur 0,6 Volt würde sie die Kreuzung in die P-Typ-Material kreuzen, sie könnten dann frei passieren an den Pluspol der Batterie.

    Auf diese Weise fließt Strom angeschlossen ist und noch umgekehrt der Strom gesperrt. Diese Halbleiterdioden, in Form von Kristalldetektoren, bildeten einen wichtigen Teil der frühen Radiogeräte.

Schritt 9:

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    Transistoren.

    Nach einer Weile Wissenschaftler versucht den Anschluss eines Halbleiter-Sandwich, N-Typ-Material, P Typ-Material und eine andere N-Typ-Material - vielleicht auch nur, um zu sehen, was passiert ist.

    Anschließen einer Batterie an die N-Typ-Material nicht sehr viel tun, da die freien Elektronen, die an dem positiven Ende wurden an den positiven Pol der Batterie so dass eine Verarmungszone an der Verbindungsstelle der p-leitenden Material angezogen.

    Es gab wenige freie Elektronen in dem P-Typ Material ohnehin keine Belastung, um Elektronen aus dem negativen Ende über den Übergang zu gewinnen.

    Wenn aber eine geringe positive Spannung an die P-Typ-Material in der Mitte verbunden ist viel passiert.

Schritt 10:

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    Elektronen von der N-Typ-Materials wurden über den Übergang in die P-Schicht angezogen. Diese Schicht war sehr dünn und, wenn die Elektronen dort bekommen sie stark von der hohen positiven Spannung an dem N-Typ-Ende angezogen wird, bis zu 99% der Elektronen direkt durch nur 1% wählen Sie die kleinere Spannung an die P-Typ verbunden gehen und Schicht.

    So sind die meisten der großen Strom durch den Transistor vom N-Typ Material an N-Typ-Material, sondern durch die in den P-Typ-Material in der Mitte aufgebracht kleine Spannung gesteuert. Ein bisschen wie das Ein- und Ausschalten einer Hahn.

Schritt 11:

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    Diese drei Schichten wurden die Emitter bezeichnet, da es schien, Elektronen zu emittieren, wobei der Kollektor, da es die meisten der Elektronen und der Basis in der Mitte gesammelt, da, wenn sie zuerst montiert diese Konfiguration setzten sie die Mittelschicht auf der Unterseite und stützte die anderen zwei Bits Material oben drauf. (Ich sagte, Wissenschaftler waren voller Phantasie!)

Schritt 12:

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    Also, was Sie fragen? Nun, was bedeutet, dass, wenn es keine Spannung an der Basis dann kein Strom durch den Transistor fließen. Wenn es einen niedrigen Spannung - zumindest 0,6 Volt - dann Elektrizität kann beginnen, durch vom Emitter zum Kollektor fließen. Eine kleine Stromfluss aus der Basis steuert einen viel größeren Stromfluß zwischen dem Emitter und dem Kollektor. Dies ermöglicht es uns, eine große Maschine mit einem sehr kleinen elektronischen Geräts zu steuern.

    Dieses Gerät ist ein Transistor bezeichnet. Es bedurfte niedrigen Spannungen zu arbeiten und erzeugt wenig Wärme.

    Für einen großen Teil ihrer Zeit in der digitalen Welt ein Transistor ist jetzt als ein Schalter verwendet und wird entweder abgeschaltet oder eingeschaltet durch den Strom an der Basis. Allerdings, wenn die Basisstrom eingeschaltet ist dann langsam der Ausgangsstrom hebt sich langsam der Ausgang wird eine Kopie des Eingangs aber eine viel größere Strom sein, weil es von einer höheren Spannung und Stromquelle kommt. In dieser Form kann der Transistor als Verstärker verwendet werden.

Schritt 13:

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    Zusammenfassung:

    Um ein PNP-Transistor leiten die Basis viel sein mehr als 0,6 Volt positiver als die Emitter dieser zieht die negativen Elektronen über den Übergang. Um einen PNP-Transistor vollständig einzuschalten (wir nennen diese gesättigten, weil kein Strom mehr durch sie fließen) die Basis sollte etwa 1 Volt oder positiver als der Emitter sein.

    Um zu wissen, wie viel Spannung und Strom Ihre Transistor passieren kann, müssen Sie auf dem Datenblatt für das Gerät suchen. http://ww.rapidonline.com ist eine elektronische Lieferanten, die viele Datenblätter auf ihrer Website frei verfügbar zu haben.

    Die gesamte Elektronik ist abhängig von der Tatsache, daß Elektronen negativ geladen und werden durch eine andere negative Ladung abgestoßen werden. Irgendwann in der fernen Vergangenheit Wissenschaftler entschieden für keinen guten Grund, dass Strom fließt von positiv auf negativ. Dies hat sich als konventionelle Stromfluss bekannt. Jetzt wissen wir, dass tatsächlich fließen Elektronen von negativ auf positiv. Dies wird als Elektronenstrom bezeichnet.