Porady

Prawa związane z obszarem elektroniki

27 grudnia 2016Lenovo

prawa_zwiazane_z_obszarem_elektronikiKażdy aspekt naszego życia jest odpowiednio wspierany przez rozmaite rozwiązania, ułatwiające nam codzienne funkcjonowanie. W obecnej sytuacji w przypadku braku elektryczności znakomita większość z nas nie mogłaby wykonywać swoich zwyczajnych czynności, a zapewne wielu nie potrafiłoby odnaleźć się w takiej rzeczywistości. Tego typu problemy były obce ludziom, którzy tworzyli fundamenty dzisiejszej elektroniki. Warto przyjrzeć się twierdzeniom, które zrewolucjonizowały świat i w dużej mierze ukształtowały nasze dzisiejsze życie.

Prawo, które jako pierwsze opisało za pomocą równań matematycznych fizyczne właściwości przewodników, powszechnie nazywane jest prawem Ohma. Książkowa definicja określa natężenie prądu przepływającego przez przewodnik jako wprost proporcjonalne do napięcia, jakie przyłożymy do tego przewodnika. Opisanie powyższej zależności było dużym bodźcem dla dalszych prac naukowych w tej dziedzinie, niemniej w obecnej praktyce prawo to nie jest spełnione dla każdego materiału. Jako przykład mogą posłużyć popularne elementy półprzewodnikowe takie jak dioda czy tranzystor, w których wartość prądu jest nieliniową funkcją napięcia.

Następnym krokiem milowym w dalszym rozwoju elektroniki są Prawa Kirchoffa, których nazwa pochodzi od twórcy, niemieckiego fizyka – Gustava Kirchoffa. Pierwsze prawo Kirchoffa- znane również jako Prądowe Prawo Kirchoffa – dowodzi, iż w węźle obwodu elektronicznego suma natężeń prądów wpływających jest równa sumie natężeń prądów wypływających. Można się również spotkać z drugą wersją tego twierdzenia: algebraiczna suma natężeń prądów wpływających i wypływających z węzła jest równa zeru, jednakże wnioski płynące z obu twierdzeń są analogiczne.


Drugie Prawo Kirchoffa, zwane również Napięciowym Prawem Kirchoffa opisuje stosunek napięć w zamkniętym obwodzie elektrycznym, tzw. oczku. Zgodnie z tym twierdzeniem, algebraiczna suma napięć źródłowych oraz napięć wytworzonych na poszczególnych odbiornikach w zamkniętym układzie równoważy się i wynosi zero. Reguły opublikowane przez niemieckiego naukowca do dziś są jednymi z pierwszych, jakie adepci elektroniki poznają podczas zgłębiania tej dziedziny wiedzy.

Nie sposób nie wspomnieć o twierdzeniu Thevenina, które opisuje zasady przekształceń obwodu elektrycznego w celu jego uproszczenia. Zgodnie z postawioną w nim tezą, dowolny aktywny obwód liniowy widziany od strony wybranych zacisków można zastąpić obwodem równoważnym, złożonym z zastępczego źródła napięcia oraz impedancji zastępczej. Razem z Prawami Kirchoffa stanowią one najważniejsze twierdzenia, pozwalające na analizę najbardziej skomplikowanych schematów elektrycznych.


Wszystkie wymienione powyżej prawa zostały gruntownie udokumentowane oraz zweryfikowane. Istnieje jednak prawo empiryczne z czasów znacznie nam bliższych, które autor bardziej uważał za prawidłowość popartą wieloletnim doświadczeniem niż twierdzenie. Mowa tutaj o prawie Moore’a, którego nazwa pochodzi od twórcy. Gordon Moore był jednym ze współzałożycieli firmy Intel, który w 1965 roku w swoim artykule oszacował kierunki oraz tempo rozwoju elektroniki. Zauważył on pewną prawidłowość, według której z każdym rokiem ilość komponentów na układzie scalonym będzie się podwajać. Podczas następnej analizy, która miała miejsce w 1975, tempo postępu zostało skorygowane, wydłużając okres podwojenia elementów do dwóch lat.

Spoglądając na wykres rozwoju procesorów oraz wzrostu rozmiarów pamięci USB można zaobserwować, jak bardzo trafne było to spostrzeżenie. Przez ostatnie lata wielokrotnie obwieszczano koniec działania zasady Moore’a, publikując nowe dowody na spowolnienie rozwoju branży. Obecnie trzy ostatnie generacje procesorów firmy Intel wykonywane są w tej samej, 14 nanometrowej litografii. Czy więc firma współtworzona przez Moore’a położyła kres zasadzie, znanej również jako „prawo – nie prawo” Moore’a? W jednym aspekcie Moore wysunął bezbłędną hipotezę. Poprzez szybki rozwój elektronika miała wkraczać w coraz to nowe obszary w naszym codziennym życiu- w tej kwestii chyba nikt nie odważy się podważać tej teorii.

Świat elektroniki, z jakim mamy dziś do czynienia jest bardzo odległy od tego, w którym poruszali się twórcy powyższych twierdzeń. Użytkując telefon, komputer czy też nawet prosty kalkulator nie zawsze zdajemy sobie sprawę, jak długą drogę przebyto, aby urządzenia te powstały i ułatwiały nam codzienne życie. Ogromny postęp technologiczny na przestrzeni lat sprawił, że rzeczy dawniej niedostępne lub posiadane przez wąską grupę ludzi dzisiaj w przystępnej cenie może zakupić każdy z nas. Warto znać osoby, które stały się prekursorami tych zmian, a które śmiało możemy nazywać cichymi bohaterami naszej rzeczywistości.



Udostępnij

Komentarze do artykułu

Komentarze do artykułu mogą dodawać tylko osoby zalogowane.

Zaloguj się

0011010101

Aktywny Gracz 53 posty 183 pkt.
2017-01-10 15:51:41

Trochę fizyki nikomu nie zaszkodzi ;-)

PatrickZoneX

Początkujący User 263 posty 37 pkt.
2017-01-01 21:43:44

Fajnie zredagowany, jest super.

asusowiec

Wielki Procesor 1111 posty 968 pkt.
2016-12-28 11:38:04

Super artykuł, bardzo ciekawy.

ideapad100

Wielki Procesor 1002 posty 1019 pkt.
2016-12-27 21:59:53

No to dzięki Panie Ohm! :-)

PkpPeter123

Celny Kursor 240 posty 253 pkt.
2016-12-27 20:22:06

...Hmmm...Aha...Dobrze...
PS. :)


Przeczytaj poprzedni wpis:
gra_komputerowa
Jaki rodzaj gry komputerowej do Ciebie pasuje? – Psychotest

Przedstawiamy kolejną porcję rozrywki na nadchodzące, wolne dni! Tym razem przygotowaliśmy psychotest, który podpowie Wam, jaki rodzaj gry komputerowej do...

Zamknij