Elenco dei componenti elettronici

Se stai pensando di realizzare un progetto di elettronica, devi comprendere i componenti elettronici di base e le loro funzioni. Alcuni dei componenti che potresti incontrare sono resistori, condensatori, induttori, transistor, motori e diodi. Probabilmente lavorerai anche con blocchi di costruzione di base come cavi, breadboard su cui puoi costruire i tuoi progetti e batterie per fornire energia. Se hai appena iniziato con l'elettronica, cerca i tutorial online; di solito iniziano con un elenco di componenti elettronici, proprio come le ricette iniziano con un elenco di ingredienti.

Componenti elettronici e loro usi

Quando apri i moderni dispositivi elettronici, vedi spesso chip di circuiti integrati che sembrano scatole nere montate su circuiti stampati. Non è possibile dire quali parti elettroniche si trovano all'interno di questi chip ad occhio nudo, ma contengono versioni in miniatura di molti degli stessi componenti che puoi utilizzare per costruire e prototipare i tuoi progetti.

Fondamentalmente, l'elettronica ruota attorno al flusso di particelle microscopiche chiamate elettroni attraverso circuiti creati dall'uomo, dove la loro energia viene sfruttata per fare cose utili come generare calore, emettere luce, spostare oggetti o eseguire calcoli. Esistono vari componenti per controllare quando e dove fluiscono gli elettroni o per sfruttare la loro energia per vari compiti.

Alcuni dei componenti che incontrerai nell'elettronica includono resistori, che trattengono il flusso di elettricità; induttori e condensatori, che immagazzinano energia; relè e transistor, che sono tipi di interruttori elettronici; e diodi, che lasciano fluire l'elettricità solo in una direzione. Incontrerai anche vari dispositivi per consentire a un circuito elettrico di interagire con il mondo che lo circonda. Questi includono sensori, che consentono ai circuiti di rispondere alle condizioni del mondo circostante; motori, che trasformano l'energia elettrica in energia meccanica; e diodi luminosi e lampadine, che utilizzano l'elettricità per emettere luce.

I circuiti elettrici sono spesso disegnati con schemi noti come schemi, che utilizzano simboli e notazioni standard per indicare i tipi di componenti che dovrebbero essere inclusi. Imparare a leggere gli schemi è utile se vuoi costruire dispositivi elettronici o capire come funzionano.

Cosa fanno i resistori

Come suggerisce il nome, resistori resistere al flusso di elettricità. Possono essere utilizzati per limitare la quantità di energia che entra in altri componenti a un livello sicuro e non danneggi le altre apparecchiature in un circuito. In genere trasformano l'energia elettrica in energia termica, quindi potresti notare che una resistenza si riscalda mentre la usi.

La quantità di resistenza fornita da un resistore è misurata in ohm . Quando acquisti resistori, specifichi la resistenza che desideri e se hai bisogno di conoscere la resistenza di un resistore nella tua collezione, di solito puoi trovarlo guardando le bande colorate stampate sulla sua superficie. Memorizza cosa indicano i diversi colori o guarda un grafico online.

La maggior parte dei resistori specifica anche una potenza nominale in watt , che indica quanta energia elettrica può essere utilizzata in sicurezza attraverso di essi. Non superare quel numero o potresti danneggiare la resistenza o addirittura provocare un incendio.

Alcuni resistori sono resistori variabili che possono essere regolati per fornire più o meno resistenza. I quadranti delle radio tradizionali di solito controllano resistori variabili.

Come funzionano condensatori e induttori

Condensatori e induttori sono entrambi utilizzati per immagazzinare energia in un circuito elettrico. Un condensatore di solito è costituito da due lastre di metallo posizionate estremamente vicine tra loro ma non toccanti. Quando una corrente elettrica scorre attraverso il condensatore, gli elettroni si accumulano su una delle due piastre, mentre l'altra piastra è esaurita di elettroni. Quando sono in grado, gli elettroni si precipitano a bilanciarsi tra le due piastre e la loro energia immagazzinata viene imbrigliata da qualche parte nel circuito.

I condensatori possono essere utilizzati per immagazzinare energia per quando è necessaria una rapida esplosione di energia, ad esempio per creare un flash luminoso in una fotocamera. Possono anche essere utilizzati per bilanciare le fluttuazioni di energia da altre fonti, come batterie o prese a muro. Prestare attenzione quando si lavora con potenti condensatori; se ne tocchi uno carico, puoi essere scioccato se l'energia immagazzinata passa attraverso il tuo corpo.

Induttori immagazzinare energia utilizzando un campo magnetico. Di solito sono composti da minuscoli fili attorcigliati in una bobina, una forma che è vantaggiosa per generare un tale campo. Resistono naturalmente ai cambiamenti nella quantità di corrente elettrica che li attraversa, che può essere utilizzata per filtrare il rumore nei circuiti elettrici, come le tensioni fluttuanti dovute all'alimentazione o il rumore in un segnale radio.

La capacità di un condensatore di immagazzinare energia, o capacità , è misurato in unità chiamate farad , mentre la capacità di un induttore di farlo è nota come induttanza e unità misurate chiamate henrys .

Relè, transistor e tubi a vuoto

Spesso si desidera utilizzare una parte di un circuito per controllare se l'elettricità può fluire attraverso un'altra parte del circuito. Ad esempio, potresti voler utilizzare un sensore di calore o luce per accendere o spegnere una spia in determinate situazioni, oppure potresti voler visualizzare l'output su uno schermo a seconda dei risultati di un calcolo.

Proprio come puoi accendere o spegnere una luce usando un interruttore meccanico, puoi farlo anche usando un interruttore elettrico. Uno dei tipi più semplici di interruttori elettrici è chiamato relè elettromeccanico . Utilizza un elettromagnete che genera un campo magnetico quando la corrente lo attraversa per aprire o chiudere un interruttore. L'applicazione di elettricità al magnete apre o chiude un percorso per l'elettricità in altre parti del circuito.

Transistori servono a uno scopo simile tranne che piuttosto che funzionare sulla base di elettromagneti, funzionano in base alle proprietà chimiche e fisiche a livello microscopico dei materiali utilizzati per realizzarli. I transistor possono essere utilizzati come interruttori per aprire o chiudere un circuito in base a una tensione applicata a un luogo particolare o utilizzati come amplificatori, sostituendo essenzialmente una piccola applicazione di corrente elettrica con una più grande e proporzionale.

I transistor sono onnipresenti nell'elettronica di oggi e sono uno degli elementi costitutivi di base dei moderni dispositivi informatici. Prima che fossero inventati e perfezionati, venivano invece utilizzati dispositivi chiamati tubi a vuoto. Tubi per vuoto sono molto più grandi, più costosi e meno affidabili dei transistor.

Una delle osservazioni più famose sull'evoluzione della tecnologia contemporanea si chiama Legge di Moore , dal nome del co-fondatore di Intel Gordon Moore, il quale ha osservato che circa ogni 18 mesi il numero di transistor che gli ingegneri possono inserire in un chip di una certa dimensione raddoppia, mentre i costi si dimezzano.

Dispositivi di input e output

I circuiti elettrici sono in definitiva utili solo per le loro interazioni con il mondo esterno. I dispositivi elettronici ci aiutano a comunicare, generare luce nell'oscurità, riscaldare quando fa freddo e spostare le cose da un luogo all'altro. Inoltre, spesso vogliamo che rispondano ai cambiamenti nei loro ambienti senza che un essere umano debba girare una manopola o premere un interruttore.

Lampadine e diodi luminosi o LED , sono due componenti comuni per trasformare l'energia elettrica in luce. I diodi emettitori di luce sono spesso più efficienti delle lampadine perché emettono meno calore di scarto e durano più a lungo. Puoi cercare lampadine e LED che emettono la quantità di luce di cui hai bisogno in un colore che ti piace.

Motori elettrici servono a trasformare l'energia elettrica in energia meccanica. Sono comuni in tutto, dai giocattoli per bambini alle auto elettriche. La maggior parte funziona utilizzando elettromagneti per ruotare un oggetto rotante.

Un'ampia varietà di sensori elettronici è inoltre disponibile per modificare il flusso di elettricità in un circuito in base a varie circostanze. I microfoni convertono l'energia meccanica del suono in energia elettrica, i sensori di luce generano energia elettrica o consentono alla corrente di fluire in presenza di luce e altri tipi di sensori influenzano i circuiti in base all'umidità, al calore o ad altri fattori ambientali.