Elektronica als wetenschap

Elektronica is een wetenschap, en nog een heel toegankelijke wetenschap. Bij andere gebieden van wetenschappelijk onderzoek is over het algemeen dure apparatuur nodig om niet-triviale experimenten uit te voeren. Niet zo met elektronica. Veel geavanceerde concepten kunnen worden onderzocht met behulp van onderdelen en apparatuur voor in totaal minder dan een paar honderd dollar. Dit is goed, want hands-on experimenteren is essentieel voor het verkrijgen van wetenschappelijke kennis over elk onderwerp.

Toen ik begon met het schrijven van Lessen in elektrische circuits , was het mijn bedoeling om een ​​leerboek te maken dat geschikt was voor inleidend gebruik op de universiteit. Omdat ik zelf voornamelijk autodidact was in elektronica, kende ik de waarde van een goed leerboek voor hobbyisten en onderzoekers die niet waren ingeschreven voor een formele elektronicacursus. Veel mensen hebben onbaatzuchtig hun tijd en expertise aangeboden om me te helpen elektronica te leren toen ik jonger was, en het is mijn bedoeling om hun service en liefde te eren door aan de wereld terug te geven wat ze me hebben gegeven.

Als iemand zichzelf een wetenschap als elektronica wil leren, moet hij hands-on experimenteren. Kennis die alleen uit boeken is verkregen, is beperkt bruikbaar, vooral bij wetenschappelijke inspanningen. Om mijn bijdrage aan de samenleving compleet te maken, moet ik een gids voor experimenten toevoegen samen met de tekst(en) over theorie, zodat de individuele lerende op zichzelf een hulpmiddel heeft om hun experimentele avonturen te begeleiden.

Een formele laboratoriumcursus voor het bestuderen van elektronica aan de universiteit vereist een enorme hoeveelheid werk om voor te bereiden en moet meestal gebaseerd zijn op specifieke onderdelen en apparatuur, zodat de experimenten voldoende gedetailleerd zijn, met resultaten die voldoende nauwkeurig zijn om een ​​​​rigoureuze vergelijking tussen experimentele en theoretische gegevens mogelijk te maken. Een beoordelingsproces, gearticuleerd door een gekwalificeerde instructeur, is ook van vitaal belang om te garanderen dat een bepaald leerniveau heeft plaatsgevonden. Peer review (vergelijking van experimentele resultaten met het werk van anderen) is een ander belangrijk onderdeel van laboratoriumonderzoek op universitair niveau en helpt de kwaliteit van het leren te verbeteren. Aangezien ik niet aan deze criteria kan voldoen door middel van een boek, is het voor mij onpraktisch om hier een volledige laboratoriumcursus te presenteren. In het belang om deze experimentgids redelijk goedkoop te houden voor mensen om te volgen, en praktisch voor implementatie via internet, ben ik genoodzaakt om de experimenten op een lager niveau te ontwerpen dan wat zou worden verwacht voor een universitaire laboratoriumcursus.

De experimenten in dit boek beginnen op een niveau dat geschikt is voor iemand zonder kennis van elektronica, en gaan door naar hogere niveaus. Ze leggen de nadruk op kwalitatieve kennis boven kwantitatieve kennis, hoewel ze zouden kunnen dienen als sjablonen voor meer rigoureuze cursussen. Als er een deel is van Lessen in elektrische circuits die "onvolledig" zal blijven, het is deze:ik ben van plan om door te gaan met het toevoegen van experimenten tot in het oneindige om de experimentator of hobbyist een schat aan ideeën te bieden om de wetenschap van elektronica te verkennen. Dit deel van de boekenreeks is ook het gemakkelijkst om aan bij te dragen, voor degenen die me willen helpen bij het verstrekken van gratis informatie aan mensen die elektronica leren. Het kost niet veel moeite om een ​​of twee experimenten te beschrijven, en ik zal het graag opnemen als u het naar mij e-mailt, zodat u alle eer voor het werk krijgt. Raadpleeg Bijlage 2 voor details over het bijdragen aan dit boek.

Voel je vrij om bij het uitvoeren van deze experimenten te verkennen door verschillende circuitconstructie- en meettechnieken uit te proberen. Als iets niet werkt zoals de tekst het beschrijft, geef dan niet op! Het is waarschijnlijk te wijten aan een eenvoudig probleem in de constructie (losse draad, verkeerde componentwaarde) of het instellen van testapparatuur. Het kan frustrerend zijn om deze problemen in je eentje op te lossen, maar de kennis die je opdoet door zelf een circuit te “problemen” is minstens zo belangrijk als de kennis die je opdoet bij een goed werkend experiment. Dit is een van de belangrijkste redenen waarom experimenteren zo belangrijk is voor je wetenschappelijke opleiding:de echte problemen die je bij het experimenteren altijd zult tegenkomen, dagen je uit om praktische probleemoplossende vaardigheden te ontwikkelen.

In veel van deze experimenten bied ik onderdeelnummers aan voor componenten van het merk Radio Shack. Dit is geen goedkeuring van Radio Shack, maar gewoon een handige verwijzing naar een elektronisch toeleveringsbedrijf dat bekend is in Noord-Amerika. Vaak kunnen componenten van betere kwaliteit en een lagere prijs worden verkregen via postorderbedrijven en andere, minder bekende toeleveringsbedrijven. Ik raad onderzoekers ten zeerste aan om een ​​aantal van de duurdere componenten, zoals transformatoren (zie het hoofdstuk over wisselstroom), te verkrijgen door ze uit afgedankte elektrische apparaten te halen, zowel om economische als ecologische redenen.

Alle experimenten die in dit boek worden getoond, zijn ontworpen met het oog op veiligheid. Het is bijna onmogelijk om uzelf te schokken of anderszins pijn te doen door experimenten op batterijen of andere laagspanningscircuits. Echter, gevaren doen bestaan ​​om iets met je eigen twee handen te bouwen. Als er een groter dan normaal gevaar in een experiment is, doe ik mijn best om de aandacht van de lezer daarop te richten. Het is echter helaas noodzakelijk in deze litigieuze samenleving om elke aansprakelijkheid voor de uitkomst van elk hier gepresenteerd experiment af te wijzen. Noch ik, noch enige bijdragers dragen verantwoordelijkheid voor verwondingen die het gevolg zijn van de constructie of het gebruik van een van deze projecten, van het verkeerd omgaan met elektriciteit door de experimentator, of van andere onveilige praktijken die tot letsel leiden. Voer deze experimenten uit op eigen risico!