Lista componenti elettronici fondamentali

Se stai pensando di fare un progetto elettronico, devi capire i componenti elettronici di base e le loro funzioni. Alcuni dei componenti che probabilmente incontrerai sono resistori, condensatori, induttori, transistor, motori e diodi. Probabilmente lavorerai anche con blocchi costruttivi di base come fili, breadboard su cui puoi costruire i tuoi progetti, e batterie per fornire energia. Se stai appena iniziando con l'elettronica, cerca tutorial online; di solito iniziano con una lista di componenti elettronici, proprio come le ricette iniziano con una lista di ingredienti.

Componenti elettronici e loro usi

Quando apri dispositivi elettronici moderni, spesso vedi chip a circuito integrato che sembrano scatole nere montate su circuiti stampati. Non è possibile dire quali parti elettroniche sono dentro questi chip a occhio nudo, ma contengono versioni in miniatura di molti degli stessi componenti che puoi usare per costruire e prototipare i tuoi progetti.

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

Alcuni dei componenti che incontrerai in 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 far interagire un circuito elettrico con il mondo intorno a lui. Questi includono sensori, che permettono ai circuiti di rispondere a condizioni nel mondo circostante; motori, che trasformano energia elettrica in energia meccanica; e diodi a emissione di luce e lampadine, che usano elettricità per emettere luce.

I circuiti elettrici sono spesso disegnati con diagrammi noti come schemi, che usano simboli e notazione 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 il nome implica, i resistori resistono al flusso di elettricità. Possono essere usati per limitare la quantità di potenza che entra in altri componenti a un livello sicuro che non danneggia l'altra attrezzatura in un circuito. Tipicamente trasformano energia elettrica in energia termica, quindi potresti notare un resistore scaldarsi mentre lo usi.

La quantità di resistenza che un resistore fornisce è misurata in ohm. Quando compri resistori, specifichi la resistenza che vuoi, e se hai bisogno di conoscere la resistenza di un resistore nella tua collezione, puoi trovarla solitamente guardando le bande colorate stampate sulla sua superficie. Memorizza cosa indicano i diversi colori o guarda una tabella online.

La maggior parte dei resistori specifica anche una potenza nominale in watt, che indica quanta potenza elettrica può essere fatta passare attraverso di loro in sicurezza. Non superare quel numero o potresti danneggiare il resistore o anche causare un incendio.

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

Come funzionano condensatori e induttori

Condensatori e induttori sono entrambi usati per immagazzinare energia in un circuito elettrico. Un condensatore consiste solitamente di due piastre metalliche posizionate estremamente vicine l'una all'altra ma non a contatto. Quando una corrente elettrica passa attraverso il condensatore, gli elettroni si accumulano su una delle due piastre, mentre l'altra piastra è impoverita di elettroni. Quando possono, gli elettroni si precipitano a bilanciarsi tra le due piastre, e la loro energia immagazzinata è sfruttata da qualche parte nel circuito.

I condensatori possono essere usati per immagazzinare energia per quando serve una rapida esplosione di potenza, come nella creazione di un lampo luminoso in una fotocamera. Possono anche essere usati per bilanciare fluttuazioni di energia da altre fonti, come batterie o prese a muro. Fai attenzione quando lavori con condensatori potenti; se tocchi uno carico, puoi prendere una scossa se l'energia immagazzinata passa attraverso il tuo corpo.

Gli induttori immagazzinano energia usando un campo magnetico. Sono solitamente composti da fili minuscoli avvolti in una bobina, una forma vantaggiosa per generare un tale campo. Naturalmente resistono ai cambiamenti nella quantità di corrente elettrica che fluisce attraverso di loro, che può essere usato per filtrare rumore in circuiti elettrici, come tensioni fluttuanti da alimentazione o rumore in un segnale radio.

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

Relè, transistor e tubi a vuoto

Spesso vuoi usare una parte di un circuito per controllare se l'elettricità può fluire attraverso un'altra parte del circuito. Per esempio, potresti voler usare un sensore di calore o luce per accendere o spegnere una luce di avvertimento in certe situazioni, o potresti voler visualizzare output su uno schermo a seconda dei risultati di un calcolo.

Proprio come puoi accendere o spegnere una luce usando un interruttore meccanico, puoi anche farlo usando un interruttore elettrico. Uno dei tipi più semplici di interruttori elettrici è chiamato relè elettromeccanico. Usa un elettromagnete che genera un campo magnetico quando la corrente passa attraverso di esso per aprire o chiudere un interruttore. Applicare elettricità al magnete apre o chiude un percorso per l'elettricità altrove nel circuito.

I transistor servono uno scopo simile tranne che invece di lavorare basandosi su elettromagneti, lavorano basandosi sulle proprietà chimiche e fisiche a livello microscopico dei materiali usati per farli. I transistor possono essere usati come interruttori per aprire o chiudere un circuito basandosi su una tensione applicata a un posto particolare o usati come amplificatori, essenzialmente sostituendo una piccola applicazione di corrente elettrica con una più grande, proporzionale.

I transistor sono onnipresenti nell'elettronica odierna, e sono uno dei blocchi costruttivi di base dei moderni dispositivi informatici. Prima che fossero inventati e perfezionati, dispositivi chiamati tubi a vuoto erano usati invece. I tubi a vuoto sono molto più grandi, più costosi e meno affidabili dei transistor.

Una delle osservazioni più famose sull'evoluzione della tecnologia contemporanea è chiamata Legge di Moore, chiamata così per il co-fondatore di Intel Gordon Moore, che osservò che circa ogni 18 mesi, il numero di transistor che gli ingegneri possono inserire su un chip computer di una certa dimensione raddoppia, mentre i costi si dimezzano.

Dispositivi 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 al buio, fare caldo quando fa freddo, e muovere cose da un posto all'altro. Spesso vogliamo anche che rispondano a cambiamenti nei loro ambienti senza un umano che debba girare una manopola o premere un interruttore.

Lampadine e diodi a emissione di luce, o LED, sono due componenti comuni per trasformare energia elettrica in luce. I diodi a emissione 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.

I motori elettrici sono usati per trasformare energia elettrica in energia meccanica. Sono comuni in tutto, dai giocattoli per bambini alle auto elettriche. La maggior parte funziona usando elettromagneti per far ruotare un oggetto rotante.

Un'ampia varietà di sensori elettronici è anche disponibile per alterare il flusso di elettricità in un circuito basandosi su varie circostanze. Microfoni convertono energia meccanica nel suono in energia elettrica, sensori di luce generano energia elettrica o permettono alla corrente di fluire quando la luce è presente, e altri tipi di sensori influenzano circuiti basandosi su umidità, calore o altri fattori ambientali.