Лучшие книги по электронике для начинающих ⋆ diodov.net

Основы радиоэлектроники

Для начала посмотрим на обыкновенную пальчиковую батарейку. На ней можно прочитать, что у неё напряжение 1,5 В. Давайте проверим.

Батарейка АА 1,5 В

Для этого понадобится мультиметр, то есть цифровой измерительный прибор. Вначале стоит обзавестись более дешевой моделью, обязательно с ручным выбором диапазона измерения.

Что изучает электрика

Наука начала стремительно развиваться в XIX в. В то время были открыты первые законы, позволившие понять, что такое электричество. Теоретические основы проверялись на практике. Стали появляться первые электрические приборы, улучшаться средства передачи электроэнергии от источников к потребителям.

Наука электрика основывалась на открытиях в области математики, физики, химии. Она изучала природу, свойства тока, электромагнитных полей.

Современная наука помогает узнавать все о приборах, работающих с использованием электричества. Благодаря исследованиям создаются более совершенные устройства. Электротехника — наука, ставшая основным двигателем прогресса.

Измерение напряжения

черный провод подключить к разъему «COM»;
подключите красный провод к разъему для измерения напряжения «V» (Подключение проводов другим способом может повредить измеритель);
установите ручку на нужное деление — раз ожидаем получить значение примерно 1,5 В, то установим ручку на значение 20 в диапазоне DCV или V (прямая линия у буквы V означает постоянное напряжение);
металлическими наконечниками проводов мультиметра касается полюсов батареи, но какой конец к какому? Попробуйте обе комбинации — результат должен быть одинаковым, только один раз оно отображается как «положительное» число, в других случаях ему предшествует минус. Для нас это не имеет значения, с вольтметром тоже ничего не случится;
читаем значение — в данном случае напряжение новой батарейки 1,62 В;
выключаем мультиметр (не забывайте, а то сядет батарея).

Измерение напряжения аккумуляторной батареи 1,5 В: а) красный наконечник измерителя касается плюса аккумуляторной батареи — положительный результат; b) красный наконечник измерителя касается минуса батареи — отрицательный результат с минусом перед цифрами.

Внимание! При проведении измерений, чтобы не повредить прибор всегда устанавливаем диапазон измерения на значение, превышающее максимальный результат, который ожидаем получить! Если не знаем чего ожидать, то самый безопасный вариант — установить измеритель на максимально возможный диапазон и уменьшить его потом до максимально точного измерения.

Давайте проверим и другие батарейки / аккумуляторы. Для тестов выбрали: заряженный аккумулятор 1,2 В размера AA — 1,34 В, NiMH аккумулятор частично разряжен — 1,25 В.

Теперь поместим наши 4 батареи в корпус общий, так называемый холдер. Затем вставьте концы проводов аккумуляторной сборки в отверстия макетной платы, как показано на фото ниже:

Батарейный отсек: а) пустой, b) со вставленными батареями, c) подсоединенный к плате

Следующим шагом будет подготовка перемычек, то есть короткие провода, которые будут соединять отдельные компоненты на макетной плате. Для этого достаточно отрезка компьютерного кабеля, кусачки или острый нож.

Компьютерный кабель: а) изолированный, b) после снятия изоляции

Сначала снимите изоляцию с провода. Внутри найдете более тонкие провода, скрученные вместе. Следующим шагом будет отрезание кусочка провода необходимой длины, удаление небольшого, примерно 1 см, фрагмента изоляции с обоих его концов, и все готово. Обратите внимание, что провода в кабеле компьютера тонкие и легко ломаются, с ними нужно обращаться осторожно и часто не гнуть.

a) клещи, b) провод со снятой изоляцией, c) готовые перемычки

Если что, можете купить готовый набор перемычек. Их большим преимуществом является то, что не нужно делать самому, и они сделаны из более толстой проволоки, которая не так легко ломается.

Обломанный конец провода

Вне зависимости от того какие перемычки выберете: ручной работы или готовые, подготовим контактную пласту к дальнейшей работе. Потребуются 4 коротких перемычки (для подключения шин, распределяющих напряжение по плате) и две более длинные, желательно красная и синяя для питания.

Макетная плата с перемычками, соединяющими шины распределения напряжения

Теперь соберем свою первую схему на макетке. Возьмите резистор 22 кОм (красные / красные / оранжевые / золотые полосы). Каково его фактическое сопротивление? Проверим мультиметром.

Условное графическое обозначение

Основу любого электронного устройства составляют радиодетали. К ним относятся резисторы, светодиоды, транзисторы, конденсаторы, различные микросхемы и т. д. Чтобы научиться читать электрические схемы нужно хорошо знать условные графические обозначения всех радиодеталей.

Для примера рассмотрим следующий чертеж. Он состоит из батареи гальванических элементов GB1, резистора R1 и светодиода VD1. Условное графическое обозначение (УГО) резистора имеет вид прямоугольника с двумя выводами. На чертежах он обозначается буквой R, после которой ставится его порядковый номер, например R1, R2, R5 и т. д.

Поскольку важным параметром резистора помимо сопротивления является мощность рассеивания, то ее значение также указывается в обозначении.

УГО светодиода имеет вид треугольника с риской у его вершины; и двумя стрелочками, острия которых направлены от треугольника. Один вывод светодиода называется анодом, а второй – катодом.

Светодиод, как и «обычный» диод, пропускает ток только в одном направлении – от анода к катоду. Данный полупроводниковый прибор обозначается VD, а его тип указывается в спецификации или в описании к схеме. Характеристики конкретного типа светодиода приводятся в справочниках или «даташитах».

Источников питания

Для обозначения простого источника питания применяется символ, состоящий из 2 разделенных промежутком линий. Тонкая длинная характеризует положительный полюс, а короткая толстая — отрицательный. Кроме того, рядом с линиями ставится обозначение полюсов. Если нужно изобразить батарею, состоящую из нескольких гальванических элементов, то 2 символа для источника питания соединяются короткой пунктирной линией.

Проводов и их соединений

Проводники обозначаются тонкими горизонтальными или вертикальными линиями. Допускается отклонение на прямой или тупой угол. Если провода пересекаются, то место соединения выделяется точкой.

Для более легкого прочтения такие обозначения могут окрашиваться. Кабели символизируются линиями большей толщины.

Общего провода

Чтобы упростить начертание и чтение ПС, употребляется обозначение общего провода. Оно представляет собой перевернутую букву «Т». Ее вертикальная перекладина соединена со всеми проводами, которые подсоединены в точку с отрицательным потенциалом.

Радиодеталей

Для каждой радиодетали предусмотрено свое обозначение, утвержденное ГОСТом или другими стандартами. Благодаря этому достигается единообразие оформления.

Микросхема

Микросхема (U) – это схема, которая изготавливается на пластине или пленке. Обычно материалом для микросхемы служит кремний. Чип является не разборным элементом. При этом некоторые мастера умудряются определять радиокомпонент, находящийся в коротком замыкании, например в не разборной микросхеме Wi-Fi.

Резисторы

Резистор (R – обозначение в схеме) – для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот. А также для ограничения тока в электрической цепи. Вместо резистора, с нулевым сопротивлением, допускается устанавливать перемычку, исключительно на время диагностики. После проведения мероприятий по поиску неисправности на плате телефона, установить R на своё место в цепи. Если резистор поврежден, то взять с “донорской” платы.

Советуем к прочтению: Все о биполярных транзисторах: принцип действия и режим их работы, схемы включения и способы проверки на работоспособность

Конденсаторы

Конденсатор (С) – радиокомпонент предназначенный для накопления заряда. В схемотехнике применяется еще одно важное свойство конденсатора – это быстро отдавать заряд (разряжаться) при включении потребителя электрической энергии. Для того чтобы проверить конденсатор на наличие короткого замыкания, необходимо выпаять его из цепи и мультиметром в режиме прозвонки произвести измерения. Емкость конденсатора зависит от нескольких факторов. Один из них – геометрические размеры обкладок конденсатора. В айфон 6 при неисправности блока подсветки короткое замыкание на конденсаторах С1530, С1531, С1505 возникает при подключении платы к ЛБП.

Катушка

Катушка (Fl) – фильтр или предохранитель – предназначена для защиты цепи от воздействия повышенных токов. Является саморазрушающимся элементом и применяется для отключения замыкаемой цепи размыканием. Фильтр проверяется мультиметром в режиме “Прозвонка” цепи на целостность.

Диоды

Диод (D) – проводит электрический ток в одном направлении. То есть если при измерениях, диод пропускает ток в обратном направлении, значит он неисправен. Применяется в блоке подсветки телефона. Конструктивно имеет 3 вывода. Анод и два катода. На исправность диод проверяется мультиметром в режиме диодной прозвонки.

Полярность диода можно определить:

ключ (метка) на катоде,
мультиметром в режиме диодной прозвонки,
визуально, по не паянной “донорской” плате.

Измерение сопротивления

черный провод подключить к разъему «COM»;
красный провод подключите к разъему красного цвета;
установите ручку переключателя — ожидаем получить значение примерно 22 кОм, поэтому установите на значение 200 кОм;
металлические концы проводов мультиметра касаются выводов резистора (неважно каким концом какой вывод);
считаем значение — для этого резистора сопротивление 22.1 кОм;
выключаем прибор (не забывайте).

Измерьте сопротивление резистора омметром

Как и в случае с батареями, здесь значение, измеренное мультиметром, отличается от номинала проверяемого элемента. Золотая полоса на резисторе означает допуск 5%.

22 кОм х 5% = 1.1 кОм

Следовательно, диапазон сопротивления для этого резистора может составлять от 20,9 кОм до 23,1 кОм. Теперь подключим пласту, батареи в холдере и резистор, как на фото ниже:

Электронная схема простейшая подключена к макетной плате

В электронике схемы используются для иллюстрации соединений между отдельными элементами. В нашем случае это будет выглядеть так:

Электрическая схема простейшая

Символ, обозначенный как B1, — это батарейки, обеспечивающие общее напряжение 4 x 1,5 В = 6 В. А 22 кОм резистор помечен символом R1. По закону Ома:

I = U / R I = 6 В / 22 кОм I = 6 В / 22000 Ом I = 0,000273A I = 273 мкА

Теоретически ток в схеме должен составлять 273 мкА. Но что сопротивление резистора может изменяться в пределах 5%. Напряжение обеспечивается батареями также не номинальные 6 В, и оно будет зависеть от уровня заряда батареи. Давайте рассмотрим фактическое напряжение, обеспечиваемое 4 батареями по 1,5 В.

С чего начать обучение

Пособия по электрике «для чайников» присутствуют на информационных порталах. Дефицита таких материалов не наблюдается, поэтому каждый желающий может начать изучать дисциплину с нуля. Однако если человек планирует получить профессию электрика, ему придется поступать на соответствующий факультет высшего или средне-специального учебного заведения.

Вуз, техникум, колледж

Многие учебные учреждения предлагают получить профессиональное образование электрика. Стоит рассмотреть особенности обучения в каждом из них:

Полный курс в ВУЗе длится 4-5 лет. Здесь дается минимальная практическая база. Однако ВУЗы готовят специалистов с хорошими теоретическими знаниями. Учебные заведения принимают выпускников 11-х классов или ССУЗов.
Техникумы дают равное количество теоретических и практических навыков. Обучение направлено на получение рабочей специальности. Поэтому теория изучается менее детально, чем в ВУЗе. Техникумы принимают выпускников 9-х или 11-х классов школы. Обучение длится 4 или 3 года соответственно.
Училище или колледж. Такие заведения подготавливают рабочих, поэтому теоретическая часть сведена к минимуму. Профессию электрика в училище можно получить за 1-3 года.

Курсы

Такие программы помогают освоить базовые навыки за 2-8 недель. Уроки проходят как в стандартном, так и в онлайн-режиме. Недостатком курсов считается малый объем получаемых знаний. Начинающий электрик изучает азы электротехники, осваивает некоторые навыки. Практические занятия обучающийся проводит самостоятельно.

Все курсы ведутся на платной основе, проходить их можно, не оставляя другой работы.

Самообучение

Если описанные способы обучения не подходят, человек может осваивать электротехнику самостоятельно с помощью специальной литературы. Выполнять сложные задачи в таком случае электрик не сможет, однако смонтировать проводку в квартире ему будет под силу. Чтобы стать опытным специалистом с помощью самоучителей, необходимо проходить практику помощником электрика. Ученик должен внимательно следить за действиями наставника, выполнять несложные задания.

Измерение напряжения

черный провод подключить к разъему «COM»;
красный провод подключите к разъему «V»;
устанавливаем ручку переключения — ожидаем получить значение около 6 В, поэтому устанавливаем ручку на значение 20 в диапазоне DCV или V-, при необходимости включаем прибор, который должен показывать 0;
металлическими щупами проводов мультиметра касаемся проводов аккумуляторного держателя (в зависимости от того, каким концом к какому проводу прикасаемся, результат будет положительным или отрицательным);
считаем значение — напряжение аккумуляторной сборки 6.50 В;
выключаем питание.

Измерение напряжения аккумуляторной сборки

Подставим измеренные значения в формулу, полученную из закона Ома:

I = U / R I = 6.5V / 22.1k Ом I = 6,5 В / 22100 Ом I = 0,000294A I = 294 мкА

Попробуем проверить, получим ли этот результат, измерив ток мультиметром.

Выбор электрического провода

Кабели бывают одно- или многожильными. В первом случае имеется единственная токопроводящая жила. В многожильном кабеле шина состоит из сплетенных проводников. Провода различают и по количеству токопроводящих элементов. Для создания 3-фазной проводки применяют 4-жильный кабель. Состоящие из 3 проводников изделия используются при создании бытовых электросетей. Жилы изготавливают из серебра, алюминия или меди.

Первый вариант применяется в промышленных условиях, что объясняется высокой электропроводностью. В быту используют медь или алюминий.

Электротехника и электрическая механика

Эти науки являются взаимосвязанными. Электрическая механика изучает базовые схемы оборудования, потребляющего электроэнергию. Курс теории и практики помогает научиться ремонту бытовых приборов. Основные положения электрической механики позволяют понять, как работают двигатель и генератор, в чем заключаются различия между стабилизатором и трансформатором.

Микросхемотехника

Радиотехника для начинающих

Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.

Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки.

Микросхемотехника

Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:

плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
гибридные – содержат кристаллы;
аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.

Техника безопасности

При работе с электрическими сетями или приборами соблюдают такие правила:

Перед началом эксплуатации или ремонта оборудования изучают инструкцию. В разделе безопасности прописаны недопустимые действия, приводящие к замыканию и поражению током.
Устройства необходимо обесточивать. После этого оценивают состояние изоляции проводов. При выявлении повреждений оголенные места закрывают изолентой.
При невозможности обесточивания электрической сети работают в диэлектрических перчатках, обуви на резиновой подошве и специальных очках.
Доступ к распределительным щитам и электроустановкам начинающим специалистам запрещен.
Нельзя касаться лишенных изоляции проводов руками. Для поиска фазы используют мультиметры, индикаторные отвертки и другие инструменты.