Korepetycje z fizyki

2021-03-26

Temat zajęć :

Elektronika - budowa i zasady działania układów elektronicznych oraz projektowanie prostych układów

Elektronika to dziedzina nauki zajmująca się budową, działaniem oraz projektowaniem układów elektronicznych. Układy elektroniczne składają się z elementów takich jak tranzystory, kondensatory czy diody, które przetwarzają sygnały elektryczne. Projektowanie prostych układów elektronicznych wymaga znajomości podstawowych zasad działania tychże elementów oraz umiejętności ich łączenia w celu uzyskania określonych funkcji.

Skrótowy zarys korepetycji z fizyki :

W dzisiejszych czasach elektronika jest obecna w każdej dziedzinie życia. Bez niej nie istniałyby komputery, telefony komórkowe, urządzenia AGD czy samochody. Nie da się ukryć, że w dzisiejszych czasach znajomość podstaw elektroniki jest niezbędna dla każdego, kto chce działać w dziedzinach związanych z technologicznym postępem. Jednym z przedmiotów, które pozwalają zdobyć wiedzę na temat elektroniki, jest fizyka. W ramach korepetycji z fizyki, uczniowie zdobywają nie tylko wiedzę na temat praw rządzących światem, ale również zdolność projektowania prostych układów elektronicznych.

Krótka powtórka podstaw elektrotechniki. Zanim przystąpimy do omawiania zagadnień związanych z elektroniką, warto zacząć od podstaw elektrotechniki. Każdy, kto chce zgłębić wiedzę na temat elektroniki, powinien posiadać podstawową wiedzę na temat prądu elektrycznego, napięcia elektrycznego oraz mocy elektrycznej. Prąd elektryczny jest to przepływ ładunków elektrycznych przez przewodnik pod wpływem różnicy potencjałów. Jego jednostką jest amper [A]. Napięcie elektryczne to różnica potencjałów między dwoma punktami, a jego jednostką jest wolt [V]. Moc elektryczna to iloczyn napięcia i prądu, a jej jednostką jest wat [W].

Budowa układów elektronicznych. Układy elektroniczne składają się z różnych elementów. Do podstawowych należą kondensatory, oporniki, diody, tranzystory, przekaźniki, cewki, filtry, czy może być również zastosowany mikrokontroler.

Elementy układów elektronicznych. Kondensator składa się z dwóch równolegle ułożonych płytek metalowych oddzielonych dielektrykiem. Stanowi on element magazynujący ładunek elektryczny. Opornik różni się od kondensatora tym, że jego zadaniem jest zapobieganie przepływu prądu (czyli tłumienie), a nie jego magazynowanie. Dioda służy jako prostownik, przepuszczając prąd elektryczny tylko w jednym kierunku. Tranzystor jest to element o trzech zaciskach, który może pełnić rolę włącznika, wzmacniacza lub stabilizatora napięcia.

Schematyczne przedstawienie budowy układu elektronicznego na przykładzie wzmacniacza sygnału audio.

Wzmacniacz audio to układ elektroniczny, którego zadaniem jest wzmacnianie sygnału audio. Składa się on przede wszystkim z elementów kondensatora, opornika i tranzystora. W tym przypadku, tranzystor pełni rolę wzmacniacza, a kondensator i opornik stanowią tzw. końcówkę szeregową.

Praca poszczególnych elementów układu w ramach wzmacniacza audio. Wzmacniacz sygnału audio działa w następujący sposób sygnał z mikrofonu lub innego źródła trafia na kondensator, który przepuszcza tylko sygnały audio. Następnie sygnał trafia na tranzystor, który dokonuje wzmacniania sygnału. Ostatecznie sygnał o zwiększonej mocy trafia na głośnik.

Zasady działania układów elektronicznych. Zasada działania układów elektronicznych polega na przetwarzaniu napięcia i prądu, aby urządzenie mogło poprawnie działać. Podstawowym zadaniem układu jest wzmacnianie sygnałów, czy też ich odczytanie lub przechowanie. Najbardziej rozpowszechnione zastosowania układów elektronicznych to.

- Odtwarzanie sygnału (np. dźwięku) z komputera, mp3, itp. - Transmitowanie muzyki lub innych sygnałów dźwiękowych na różne urządzenia (np. głośniki, słuchawki, odtwarzacze, itp.).

- Przetwarzanie i odczytywanie różnych typów danych. Przekazywanie sygnału audio za pomocą układu elektronicznego. Przekazywanie sygnału audio za pomocą układu elektronicznego polega na zastosowaniu wzmacniacza audio, który jest w stanie zwiększyć moc sygnału audio. Zwiększenie mocy sygnału umożliwia przesyłanie go na dalsze odległości z zachowaniem wysokiej jakości dźwięku.

Wzmacnianie sygnału audio w trakcie przepływu przez układ. Wzmacnianie sygnału audio polega na zwiększeniu mocy sygnału, co jest możliwe dzięki użyciu tranzystora wzmacniającego.

Prezentacja na oscyloskopie kształtu fali sygnału przed i po wzmacnianiu za pomocą układu elektronicznego.

Przed wprowadzeniem sygnału audio do wzmacniacza, falę sygnału można zaobserwować przedstawiając ją na oscyloskopie. Po przepuszczeniu sygnału przez wzmacniacz, fala ta jest bardziej wyraźna i ma większą amplitudę.

Projektowanie prostych układów elektronicznych. Projektowanie układów elektronicznych wymaga odpowiedniego doboru elementów, a także wykonania schematu układu na papierze lub specjalnym programie komputerowym. Następnie przystępujemy do składania układu zgodnie z przygotowanym schematem z wykorzystaniem elementów elektronicznych.

Dobieranie poszczególnych elementów układu elektronicznego. Dobieranie poszczególnych elementów układu elektronicznego wymaga wiedzy na temat właściwości poszczególnych elementów. Najważniejsze cechy doboru elementów to wartość rezystancji, pojemność kondensatora, a także napięcie zasilania.

Projektowanie schematu elektrycznego układu elektronicznego na przykładzie układu wzmacniacza audio.

Projektowanie schematu układu elektronicznego na przykładzie układu wzmacniacza audio polega na doborze elementów elektronicznych, a następnie wykonaniu schematu i próbie składania układu zgodnie z tym schematem.

Testowanie projektowanego układu elektronicznego na przykładzie wzmacniacza audio. Testujemy poprawność działania układu poprzez wprowadzenie sygnału audio i obserwowanie zmian na oscyloskopie.

Wnioski. E Korepetycje z fizyki pozwalają na zgłębienie wiedzy na temat podstawowych zagadnień związanych z elektroniką. Poznając podstawy prądów elektrycznych, napięć i mocy, uczniowie będą mogli samodzielnie projektować prostych układów elektronicznych z wykorzystaniem kondensatorów, diod, tranzystorów oraz innych elementów. Uzyskaną wiedzę będzie można wykorzystać w codziennym życiu, np. składając własne urządzenia, czy naprawiając uszkodzone sprzęty elektroniczne. Wiedza na temat elektroniki i projektowanie prostych układów to jedna z kluczowych umiejętności przyszłych specjalistów z tej branży.

korepetycje e korepetycje ekorepetycje
korepetycje online e korepetycje online ekorepetycje online
korepetycje z fizyki e korepetycje z fizyki ekorepetycje z fizyki