Страница 1 из 120
Эрл Д. Гейтс
«ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОНИКУ»
практический подход
Серия: "Учебники и учебные пособия"
Предисловие
Создание этой книги началось с написания обзора, который я завершил несколько лет назад. Тогда я рассмотрел около двадцати специальностей в электронной промышленности и попытался ответить на следующие вопросы:
1. Какой должна быть подготовка студентов, начинающих работать в области электроники после окончания учебного заведения?
2. Соответствуют ли цели и приоритеты используемых в настоящее время программ высшей школы по электронике изменениям в промышленности?
Исследование показало, что промышленности нужен выпускник по специальности «электроника», который сможет обнаружить неисправности, провести измерения с помощью различного тестирующего оборудования, особенно с помощью осциллографа, он должен уметь паять, знать, где найти информацию и ориентироваться в справочной литературе по электронике.
Я обнаружил также, что промышленность больше ценит в студентах способность делать, чем способность знать.
Короче говоря, я пришел к выводу, что обучению теории надо посвящать времени меньше, а практике — больше.
Второе издание Введения в электронику продолжает давать студентам основные знания по электронике, в которых нуждается промышленность. Текст книги тщательно проработан с целью сделать процесс обучения более легким и эффективным. Курс рассчитан на один год и сосредоточен на привитии исследовательских навыков, а не на обучении мастерству. Предполагается в первом семестре изучать цепи постоянного и переменного тока, во втором — полупроводники и линейные цепи, в третьем — цифровые устройства.
Ниже приведены некоторые основные особенности изложения материала:
• Главы книги очень короткие и посвящены узким вопросам.
• В начале каждой главы указаны цели обучения.
• Для улучшения восприятия материала в книге широко используются иллюстрации.
• В каждой главе имеются обзорные вопросы для того, чтобы студент мог проверить себя.
• Математика в книге используется только для записи основных формул.
• Частые примеры показывают, как использовать математические формулы.
• В резюме после каждой главы перечислены наиболее важные вопросы.
• Каждую главу завершают вопросы для самопроверки.
При разработке книги было сделано все, чтобы она отвечала потребностям как студентов, так и преподавателей.
Структура книги такова, что материал в ней изложен в логической последовательности. Однако, поскольку каждая глава является самостоятельной единицей, последовательность изложения материала студентам может изменяться в зависимости от стиля преподавания.
Я пригласил преподавателя математики для проверки точности всех примеров и ответов на вопросы самопроверки. Все примеры в книге подготовлены с помощью этого преподавателя. Благодаря такому подходу созданы примеры, которые помогут студенту связать математику, изучаемую на уроках математики, с математикой, используемой в электронике.
Поскольку в лаборатории студенты применяют изученную в классе теорию на практике, я разработал руководство по лабораторным работам, которое удовлетворяет требованиям промышленности. Честолюбивые проекты подкрепляют процесс обучения студентов и помогают им увидеть, как теория становится практикой.
Настоящий учебник и руководство по лабораторным работам помогут студентам расширить их знания в области электроники. Я включил путеводитель по учебному плану в Путеводитель Инструктора, который служит основой для программ но электронике. Этот учебный план используется в нашем школьном округе несколько лет и успешно себя зарекомендовал. Кроме того, путеводитель по учебному плану был представлен в Департамент Образования штата Нью-Йорк и одобрен там как один из вариантов технологических программ.
Мне хотелось бы поблагодарить двух людей, чья помощь и поддержка сделала переработку этой книги возможной: учителя математики Черил Сколэнд и преподавателя электроники Ролфа Тидеманна из Греческой Центральной Школы. Мне хотелось бы также выразить свою признательность представителям промышленности, которые продолжали оказывать мне поддержку, когда я нуждался в ней: Джералду Бассу, президенту EIC Electronics и Томасу Фегаделу, владельцу Glenwood Sales. Благодарю также многочисленных преподавателей, которые использовали текст книги на своих уроках и обратили мое внимание на неточности, указав, какие вопросы надо исключить или расширить.
Мне хотелось бы также поблагодарить рецензентов за их значительную поддержку: Джеймса Роунера из Ланкастерской профессиональной школы; Гэри А. Смита из Гротонской центральной школы, Рональда Дж. Фронковяка из Центра Образования Орлеан/Ниагара, Хоя Дж. Дэвиса из Высшей школы графства Вебстер и Джоэла Шнейда из Высшей Школы Восточного Виндзора.
И, наконец, я хотел бы поблагодарить мою жену Ширли, моих дочерей Кимберли и Сьюзен и моего сына Тимоти, которые поддерживали меня при создании этого текста.
Эрл. Д. Гейтс
Техника безопасности
Перечисленные ниже меры предосторожности не заменяют инструктаж, проводимый в классе или приведенный в руководстве по лабораторным работам. Если в какой-то момент у вас возникнет вопрос, что делать дальше, проконсультируйтесь с преподавателем.
ОБЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Ввиду возможности получения травмы, опасности пожара и повреждения оборудования и материалов, при любых работах, связанных с электрическими и электронными цепями, должны соблюдаться следующие меры безопасности:
1. Выключите питание перед началом работы с цепью или оборудованием. Никогда не пренебрегайте безопасными соединительными устройствами. Никогда не предполагайте, что цепь выключена, проверьте это с помощью вольтметра.
2. Удаляйте и заменяйте предохранители только после отключения питания от цепи.
3. Убедитесь в том, что все оборудование правильно заземлено.
4. Проявляйте предельную осторожность при удалении или установке аккумуляторов, содержащих кислоту.
5. Используйте летучие очищающие жидкости только в хорошо проветриваемых помещениях.
6. Храните ветошь и другие легковоспламеняющиеся материалы в плотно закрытых металлических контейнерах.
7. В случае поражения электрическим током обесточьте цепь и немедленно доложите преподавателю.
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ
По мере приобретения опыта в работе с электрическими цепями, люди, как это свойственно человеческой природе, становятся беспечными при выполнении рутинных операций. Многие части электрического оборудования используют опасные для жизни напряжения, которые могут оказаться смертельными при контакте с ними. При работе с высоковольтными цепями или вблизи них всегда следует соблюдать следующие меры предосторожности:
1. Обдумайте последствия каждого вашего действия. Нет абсолютно никаких причин считать, что вы не подвергнете опасности свою жизнь и жизни других.
2. Держитесь подальше от включенных цепей. Не работайте и не настраивайте цепи при включенном высоком напряжении.
3. Не работайте в одиночку. Всегда работайте в присутствии других лиц, способных оказать вам поддержку и первую помощь при несчастном случае.
4. Не нарушайте соединений.
5. Не заземляйтесь. Убедитесь в том, что вы не заземлены при проведении настроек или при использовании измерительных инструментов.
6. Никогда не включайте оборудование при повышенной влажности.
ЛИЧНЫЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Уделите время принятию мер предосторожности при работе с электрическими и электронными цепями. Не работайте с любыми цепями или оборудованием до тех пор, пока не будут соблюдены все меры безопасности.