ПРОВОДНИКИ, ДИЭЛЕКТРИКИ (НЕПРОВОДНИКИ), ПОЛУПРОВОДНИКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Цель даного урока: усвоить теоретические сведения, касающиеся такиких понятий как: проводники, диэлектрики, полупроводники и электрический ток. Понять химическую, физическую природу возникновения электрического тока и основные условия для его возникновения. В этом уроке мы коснемся таких важнейших понятий и определений как постоянное и переменное напряжение - ток. В конце данного урока будет более интересное практическое задание, чем в первом уроке. Я думаю что для вас оно не покажется трудным.

Не в каждом теле есть условия для прохождения электрического тока. Дело в том, что атомы и молекулы различных веществ обладают неодинаковыми свойствами. В металлах, например, электроны легко покидают оболочки и беспорядочно, хаотично движутся между атомами. В металлах особенно много свободных электронов. По существу, металл состоит из положительных ионов, расположенных в определенном порядке, пространство между которыми заполнено свободными электронами. В металле невозможно различить, какой электрон к какому из атомов относится, они сливаются в единое электронное «облако». Огромное количество свободных электронов в металлах создает в них наиболее благоприятные условия для электрического тока. Нужно только хаотическое движение электронов упорядочить, заставить их двигаться в одном направлении.
В некоторых телах и веществах почти нет свободных электронов, так как они прочно удерживаются ядрами. У молекул и атомов таких тел трудно «отобрать» или «навязать» им лишние электроны. В таких телах нельзя создавать электрический ток. Тела и вещества, в которых можно создавать электрический ток, называют проводниками. Те же тела и вещества, в которых его создать нельзя, называют диэлектриками или непроводниками тока. К проводникам, кроме металлов, относятся также уголь, растворы солей, кислоты, щелочи, живые организмы и многие другие тела и вещества. Причем в растворах солей электрический ток создается не только электронами, но и положительными ионами. Диэлектриками являются воздух, стекло, парафин, слюда, лаки, фарфор, резина, пластмассы, различные смолы, маслянистые жидкости, сухое дерево, сухая ткань, бумага и другие вещества. Фарфоровыми, например, делают изоляторы для электропроводки, лаки используют для покрытия проводов, чтобы изолировать провода друг от друга и от других предметов.
Но есть еще большая группа веществ, называемых полупроводниками. К полупроводникам, в частности, относятся германий и кремний. По электропроводности они занимают среднее место между проводниками и непроводниками. Считавшиеся когда - то непригодными для практических целей, сейчас они стали основным материалом для производства современных полупроводниковых приборов, например транзисторов, с которыми будет связана большая часть вашего творчества.

ЧТО ТАКОЕ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ЧТО ОТКУДА ВЗЯЛОСЬ?

Цель даного урока: дать представление о электронике как науке - отрасли, которая как раньше, так и сейчас заполняет свою нишу практически во всех областях народного хозяйства, образовании и техники. В этом же уроке вы получите представление о строении вещества и электрически заряженных частицах. Так же, мы коснемся строения атома, понятия электричества и электризации тел. В конце урока будет небольшая практическая работа.

Как говорит нам большой энциклопедический словарь, ЭЛЕКТРОНИКА - наука о взаимодействии заряженных частиц (электронов, ионов) с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых), используемых в основном для передачи, обработки и хранения информации. Электроника как наука возникла в нач. 20 века; первоначально развивалась главным образом вакуумная электроника; на ее основе были созданы электровакуумные приборы. С нач. 50-х гг. интенсивно развивается твердотельная электроника (прежде всего полупроводниковая); с нач. 60-х гг. одно из наиболее перспективных ее направлений - микроэлектроника. После создания квантового генератора началось развитие квантовой электроники. Электронные приборы и устройства используются в системах связи, автоматики, в вычислительной технике, измерительной технике и т. д. Ну а РАДИОЭЛЕКТРОНИКА - собирательное название ряда областей науки и техники, связанных с передачей и преобразованием информации на основе использования радиочастотных электромагнитных колебаний и волн; основные из них - радиотехника и электроника. Методы и средства радиоэлектроники применяются в большинстве областей современной техники и науки. Иными словами, существовали две смежные науки радиотехника и электроника, в результате слияния возникла радиоэлектроника, достаточно запомнить хотя бы это. Ну и конечно нужно определиться еще с таким понятием как радиолюбительство (радиолюбитель), начинающий радиолюбитель, т.к. мои уроки адресованы именно этой категории людей.

И так, все население земного шара можно условно разделить на две группы: имеющих «хобби» и не имеющих «хобби». Это слово, пришедшее сравнительно давно в русский язык (от английского hobby), переводится как «излюбленное занятие, увлечение». «Хобби» бывают самыми разнообразными. Это - всевозможные виды коллекционирования; рыбная ловля; спорт; туризм; изучение иностранных языков; любительское конструирование и многое, многое другое. И все-таки есть такое увлечение, которое позволяет сочетать воедино различные направления «хобби», уделяя либо всем им одинаковое внимание, либо занимаясь преимущественно каким-то одним видом. Это увлечение - не только способ интересного проведения досуга. Оно позволяет приобрести ценные практические навыки и знания в области электро- и радиотехники, имя этого увлечения - радиолюбительство. Радиолюбительством занимаются сотни тысяч людей в мире. Самым молодым представителям армии радиолюбителей меньше десяти лет, старейшим - больше восьмидесяти. Чем же привлекает радиолюбительство многочисленную армию столь не схожих друг с другом людей? Тем, что, как уже говорилось, радиолюбительство многообразно, и каждый находит в нем что-то наиболее для себя привлекательное. Вы любите мастерить, конструировать? Радиолюбители, как правило, сами конструируют свои электронные устройства, создавая подчас конструкции, не уступающие лучшим промышленным образцам.

Что такое радиотехника, радиоэлектроника и радиолюбительство мы разобрались, приступим к детальному изучению предмета.

Введение

Рождением радио человечество обязано выдающемуся русскому ученому-физику Александру Степановичу Попову. Изобретенное им беспроводное средство связи было логическим продолжением и развитием учения об электричестве, история которого уходит в глубину веков. Но в этой первой беседе я не собираюсь посвящать тебя во все открытия, исследования и во все этапы практического использования магнитных и электрических явлений природы, лежащих в основе радиотехники. Это было бы слишком длинно и, может быть, даже скучно. Я расскажу лишь о самом главном, на мой взгляд, из этой истории, о наиболее важных явлениях природы, без знания которых ты не сможешь оценить и толком осмыслить работу даже самого простого радиотехнического устройства.

Немного истории

Открытие электрических явлений легенда приписывает мудрейшему из мыслителей древней Греции Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад. Еще в те времена в окрестностях древнегреческого города Магнезия люди находили на берегу моря камешки, притягивавшие легкие железные предметы. По имени этого города их называли магнитами (вот откуда пришло к нам слово магнит!). Фалес же находил и другие, не менее таинственные камешки, к тому же красивые и легкие. Эти привлекательные дары моря не притягивали, как магниты, железных предметов, но обладали не менее любопытным свойством: если их натирали шерстяной тряпочкой, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки сухого дерева, травы. Такие камешки, выбрасываемые приливами и волнами морей, мы сейчас называем янтарем. Греки янтарь называли электроном. Отсюда и образовалось впоследствии слово электричество. Это интересное явление природы, называемое электризацией тел трением, можно наблюдать, не отправляясь к морю на поиски кусочков окаменевшей смолы ископаемых растений янтаря. Натри пластмассовую расческу шерстяной тряпочкой и поднеси ее к мелким кусочкам тонкой бумаги, они мгновенно прилипнут к наэлектризованной расческе, а через некоторое время опадут на стол. Поднеси наэлектризованную расческу к волосам. Волосы тоже притянутся к расческе, что иногда может сопровождаться даже появлением искр, сверхминиатюрных молний.

Назначение этой конструкции становится ясно уже из названия статьи — ее можно разместить в модели фантастического НЛО — неопознанного летающего объекта.

Конструкция состоит из восьми светодиодов разного цвета свечения. Для получения задуманного эффекта нужны светодиоды с хорошими светотехническими характеристиками, поэтому автор использовал зарубежные светодиоды фирмы "Kingbright".

Схема конструкции приведена на рисунке. Светодиоды HL1— HL4

— мигающие. Они способны давать вспышки света с частотой 1...3Гцпри подаче на любой из них питающего напряжения 3...12 В через токоограничивающий резистор соответствующего сопротивления (от десятков ом до единиц и даже сотен килоом). Светодиоды HL5—HL8

— двукристальные трехвыводные с общим катодом. В зависимости от протекающего тока и от того, на какой из кристаллов подается напряжение, светодиод светит одним из двух—трех возможных цветов.