تاریخچه قطعات الکترونیکی در طول قرون و زمان‌های مختلف بر اساس فرضیات، تجربیات و آزمون خطاهای دانشمندان دچار تغییر و تحولات مختلفی شده تا به امروز که به یکسری کلیات تبدیل شده. البته که با پیشرفت تکنولوژی همچنان قطعات الکترونیکی دستخوش تغییرات می‌شوند تا باعث ایجاد محصولات جدیدتری شوند. نمونه بارز این تغییرات را در پیدایش تلفن همراه، تلوزیون، لپ تاپ، سیستم‌های هوشمند و … مشاهده می‌کنیم.
الکترونیک شاخه‌ایی از علم فیزیک و مهندسی برق است که طیف وسیعی از فناوری را در بر می‌گیرد. اولین بار واژه “الکترونیک”برای مطالعه رفتار و حرکت الکترون‌ها به ویژه در لوله‌های الکترونی موجود در آزمایشگاه‌ها، مورد استفاده قرار گرفت. به مرور و با گذشت زمان ماهیت الکترون‌ها و روشی که در آن حرکت این ذرات بررسی می‌شود مورد توجه قرار گرفت.
امروزه بسیاری از رشته‌های علمی با جنبه‌های مختلفی از علم الکترونیک سر و کار دارند. تحقیقات و آزمایشات گسترده‌ایی که در این زمینه صورت گرفت منجر به تولید قطعاتی مثل مدارهای مجتمع، ترانزیستور، فیبر نوری، لیزرها و .. شد.
تولید این قطعات باعث ایجاد طیف وسیعی از محصولات الکترونیکی در زمینه‌های نظامی، صنعتی، خانگی شد و همین موضوع منجر به ایجاد انقلاب صنعتی در قرن 19 و پیدایش تاریخچه قطعات الکترونیکی شد.
تاریخچه الکترونیک
بسیاری از دانشمندان فیزیک در قرن 19 میلادی مثل فارادی بر پایه علم شیمی و الکترولیز به این موضوع پی برده بودند که جریان الکتریکی شامل شاری از ذرات باردار است. اما ماهیت این بارها هنوز به خوبی پیدا نشده بود بعنوان مثال هنوز پاسخ این سوال برای محققان مشخص نبود که بار ذرات مثب است یا منفی؟
این ابهام منجر به انجام آزمایشات و تحقیقات گسترده‌تری شد که نتایج آن شروعی بود برای بررسی تخلیه الکتریکی در لامپ‌های خلاء. اگر بخواهیم به صورت خیلی کوتاه این زنجیره را شرح دهیم باید بگوییم که اولین بار زمانی که مطالعه هیتروف و کروکس درباره پرتو کاتد در حال انجام بود دانشمندی به نام ماکسول به روی نظریه ریاضی خود یعنی تشعشع الکترومغناطیس کار میکرد.
بعد از آن با اختراع ترانزیستور اتصال در سال 1948 اتفاق بزرگی در دنیای صنعت رخ داد که منجر به دریافت جایزه نوبل شد. بعدها جایگزین ترانزیستور یک لوله وکیوم Vacuum شد که برای اینکه بتواند کار کند انرژی زیادی مصرف میکرد با به کار گیری سیلیکون و ژرمانیوم که خاصیت نیمه رسانا دارند در این لوله محبوبیتی برای ترانزیستور ایجاد شد که بعدها بعنوان یکی از اجزای اصلی در مدار الکترونیکی قرار گرفت.
سه جزء کلیدی یعنی لوله خلاء، ترانزیستور و مدار مجتمع پدید آورنده تاریخچه قطعات الکترونیکی محسوب می‌شوند. در سال 1883 توماس آلوا ادیسون کشف کرد که الکترون‌ها از یک هادی فلزی به هادی دیگر از طریق خلاء جرین پیدا می‌کنند. این کشف مهم بعنوان اثر ادیسون شناخته شد که البته به اشتباه بین عموم مردم این مطلب رواج دارد که ادیسون مخترع لامپ بود.
تعریف الکترونیک
علت پیدایش نام الکترونیک بر اساس رفتاری است که الکترون‌ها از خود نشان می‌دهند. رفتار الکترون‌ها منجر به ساخت ترانزیستور شد. در علم الکترونیک به بررسی قطعات الکترونیکی ساخته شده از نیمه مدارها و نیمه هادی‌ها می‌پردازیم.
قطعات پر کاربرد در الکترونیک
اگر اندکی با علم برق آشنایی داشته باشید نام خازن، مقاومت و سلف را زیاد شنیده‌اید. این سه المان را بعنوان ساده‌ترین نوع قطعات الکتریکی و البته پر کاربردترین می‌شناسند.
تاریخچه خازن
دانشمند هلندی به نام پیتر فان وسیله‌ایی اختراع کرد جهت نگهداری بار الکتریکی. آزمایشات خود را بوسیله یک پارچ الکتریکی انجام داد که بعدها “پارچ لیدن” نام گرفت. اولین خازن، پارچی بود از جنس شیشه که نصف آن آب بود و درب آن با چوب پنبه بسته شده بود و از درون چوب پنبه سیم فلزی به درون پارچ میرفت.
بیشتر بخوانید:
کاربری خازن در موبایل
سیم فلزی با منبع تولید الکتریسیته ساکن تماس پیدا میکرد و از این طریق پارچ دارای بار میشد. با قرار دادن یک هادی الکتریکی در نزدیکی سیم و در صورت تماس با آن تخلیه خازن رخ میداد. به مرور با گذشت زمان انواع مختلفی از خازن مثل سرامیکی، ورقه‌ای، میکا و … ساخته شد.
تاریخچه مقاومت
اگر با کلیات علم فیزیک آشنایی داشته باشید درباره “قانون اهم” شنیده‌اید. جرج سیمون اهم دانشمندی بود که با انجام آزمایشات زیاد توانست رابطه‌ایی بین ولتاژ، جریان و مقاومت بدست آورد. قانون اهم می‌گوید: مقدار ثابتی که از جریان سیم عبور می‌کند متناسب است با ولتاژ دو سر آن سیم، تقسیم بر مقاومت. بر همین اساس انواع مختلفی از مقاومت ساخته شد و در مدار و بردهای الکتریکی به کار گرفته شد.
بیشتر بخوانید:
آشنایی با مقاومت و کاربری آن
تاریخچه سلف
در سال 1819، دانشمند دانمارکی به نام اورستد متوجه شد زمانی که یک عقربه مغناطیسی در مجاورت سیم حامل جریان الکتریکی قرار می‌گیرد از حالت اولیه‌ایی که دارد منحرف می‌شود. بعد از آن فارادی دریافت که در دو مدار که در کنار یکدیگر نیستند، اگر جریان در مدار اولی قطع و وصل شود با قرار دادن مدار دوم در مجاورت اولی جریانی به وجود می‌آید.
در راستای تحقیقات فارادی ژوزف هانری نیز مشغول به همین تحقیقات بود اما چون فارادی نتایج خود را زودتر منتشر کرد به نام و ثبت گردید. کلیه این پژوهش‌ها و درنهایت دانستن ای موضوع که نیروی محرکه الکتریکی با تغییرات جریان مخالفت می‌کند توسط دانشمند بزرگی به نام لنز باعث شد تا کلیاتی در رابطه با عملکرد سلف شکل بگیرد.
مخترع برق
یکی از موارد پر اهمیت در علم الکترونیک کسب اطلاعات در رابطه با مخترع برق است. محققان زیادی تلاش کردند تا جریان الکتریسیته شبیه به جریانی باشد که در این زمان ما آن را برق می‌نامیم. توماس ادیسون، مایکل فارادی، نیکولا تسلا از جمله دانشمندان نامداری بودند که در این زمینه تلاش بسیاری کردند.
نیکولا تسلا زمانی که به آمریکا مهاجرت کرد در دفتر توماس ادیسون مشغول به کار شد. زمانی که تسلا درباره یکی از تحقیقات و البته رویای خود یعنی ایجاد جریان الکتریکی متناوب با ادیسون صحبت کرد، ادیسون او را بعنوان یک رقیب فرض کرد چون او خود سیستمی طراحی کرده بود که جریان برق در آن به صورت مستقیم به کار میرفت.
همین موضوع باعث شد تا ادیسون تلاش‌های تسلا را کم اهمیت و خطرناک جلو دهد. به طوری که در معرض عموم جریان الکتریکی متناوب را به حیواناتی مثل سگ‌ها متصل میکرد و با مرگ حیوانات این کار تسلا را خطرناک جلو میداد. با وجود تلاش‌های ادیسون، تسلا به کار خود ادامه داد و در سال 1888 قراردادی با جورج وستینگ هاوس منعقد کرد و امتیاز استفاده از ژنراتور برق متناوب را به مبلغ یک میلیون دلار به او واگذار کرد.
یکی از دلایل شهرت جهانی تسلا و پروژه برق متناوب او این بود که هاوس به تسلا متعد شده بود تا به ازاء هر کیلو وات برق تولیدی از ژنراتور 2.5 دلار به تسلا پرداخت کند. اما او به این تعهد پایبند نشد و همین موضوع باعث شهرت تسلا و کار او در جهان شد.
در بحث برق دو المان مهم یعنی ولتاژ و توان مطرح هستند. ولتاژ بعنوان یک نیروی محرکه به حساب می‌آید که باعث ایجاد جریان الکتریکی در مدار می‌گردد. وجود ولتاژ به قدی مهم است که در صورت نبود آن هیچ مداری نمی‌تواند کار کند. دسته‌بندی ولتاژ به دو صورت است، ولتاژ ثابت و ولتاژ متغییر. تولید ولتاژ از طریق یک مولد صورت می‌گیرد مثل باتری. المان توان نیز مفهومی از میزان انرژی تبدیل شده و یا جا به جا شده در یک واحد زمانی را دارد.
کاربرد الکترونیک
وسعت علم الکترونیک به قدری زیاد است که می‌توان آنرا شبیه به یک دریای بی‌انتها دانست.
- وسایل ارتباطی نظیر موبایل و تلفن‌های خانگی
- سیستم‌های صوتی و تصویری
- سیتم حمل و نقل
- تجهیزات هوشمند
- وسایل پزشکی
- دوربین مداربسته و دزدگیر
- و …
بیشتر بخوانید:
آشنایی با مراحل بازیافت ضایعات الکترونیکی
داشتن همه این امکانات و وسایل را مدیون علم الکترونیک و قطعات حاصل از آن هستیم. تاریخچه قطعات الکترونیکی وسعت زیادی دارد که در صورت تمایل بیشتر به صورت مجزا برای هر مدل قطعه یا بردهای مدار چاپی می‌توایند آنرا مطالعه کنید.
پاسخ به دیدگاه