A közbeszédben is megkülönböztetjük az elektromos eszközöket az elektronikusoktól. Azt akarjuk ezzel jelezni (van aki tudatosan, van aki véletlenül), hogy a hagyományos elektromos eszközökben, áramkörökben ma már szinte kötelező követelmény ezek szabályozása. Az újabb elektronikus találmányok, eszközök nagyon gyakran a régebbi elektromos berendezések áramköreinek, funkcióinak szabályozására szolgálnak.

Az elektromos eszközöket először a munkavégzésre használták. Az volt a nagy előnyük, hogy ki-, bekapcsolás után azonnal reagáltak, tehát nem kellett például megvárni a melegedési, alkalmazkodási időt, mint a gőzgépnél. Az elektronikai eszközök pedig már képesek akár ezredmásodperc alatt, vagy még rövidebb idő alatt is reagálni.

Nem elektronikai eszköz, de nagyon közismert a rádió keresőgombja, a „potméter”. Ott lényegében az ellenállást lehet a gomb tekerésével szabályozni. Egy sematikus ábrán könnyen be lehet mutatni a működését. Csak azt kell tudni hozzá, hogy a vezeték ellenállásának nagysága függ annak hosszától (A - C). Ha arra gondolsz, hogy az ellenállás azt mutatja, mennyire akadályozza az adott vezető az áram folyását, akkor már érted, és el is fogadod az előbbi megállapítást. A potméter tehát a rádió vagy éppen a villanykapcsoló működését szabályozza. A szabályozás azt jelenti, hogy attól függ, melyik rádióállomást hallod, hogy mennyire tekerted el a gombot.

Beszéljük meg akkor a ’szabályozás’ kifejezés általános kifejtését. Szabályozás alatt a természetben azt értjük, hogy egy-egy meghatározott bemenet, kiindulás, ú.n. jel hatására az eszközön egy adott kimenetet, az elvárt eredményt kapjuk. A bemenetet egy JELFELDOLGOZÓ a meghatározott működésével, munkájával egy adott kimenetté alakítja.

Legyen a JELFELDOLGOZÓ az „ötöt hozzáadó gép”. Ekkor a 2 bemenetre a kimenet a 7, a 236 bemenetre a kimenet a 241.
Világos, hogy akárhány bemenet is lehet, amint a „szorzás” nevű JELFELDOLGOZÓ is mutatja. Bemenet a 3 és az 5, kimenet a 15. …

A tankönyv is bemutat két jelfeldolgozót, szabályozó eszközt.

Akkor nézzük a valódi elektronikus eszközöket. A felsorolás közel sem teljes, ezek a legfontosabbak, illetve sok más eszköz ezek kombinációjaként épül fel. Ezeknek az eszközöknek a közös alkotórészei a félvezetők. Ezért először ezzel ismerkedjünk meg – persze csak igazán bevezető jelleggel, madártávlatból.

Félvezető

A vezetők ellenállása bizony a hőmérséklettől is függ. Ohm törvényénél ezt még nem tanultuk. Világos, amint többször mondtam, mindig az egyszerű, könnyen átlátható helyzetekből indul ki a fizikai megismerés. Amikor már ezt az egyszerű, könnyen kezelhető összefüggést jól ismerjük, akkor megyünk tovább és veszünk elő újabb feltételeket, újabb körülményeket. Nézzétek meg a tankönyv 24. oldalán a táblázatot. Ott látjátok pl., hogy az ellenállás a vezető keresztmetszetétől és hosszától is függ. Ezért szerepel a táblázat címében, ezt fejezi ki: "1 m hosszú, 1 mm² keresztmetszetű darab".

Természetesen az Ohm törvény igaz, minden meghatározott hőmérsékleten igazolható az R=U/I egyenlőség, ami az adott anyagra jellemző, de ez a konkrét R érték a hőmérséklet változásával változhat. Figyelem, CSAK változhat. Ugyanis az anyagok jó részére jellemző, hogy azok ellenállása a hőmérséklettől gyakorlatilag független.

Tehát az ellenállás bizonyos anyagokban (ezt az atomszerkezet befolyásolja) a hőmérséklet növelésével csökken. Úgy mondják, hogy jobban vezetik az áramot, kevésbé akadályozzák a töltések áramlását. A legismertebb ilyen anyag a szilícium és a germánium.

Ez nagyon lényeges tulajdonság a szabályozás szempontjából, hiszen akkor az adott félvezető ellenállását mérve a hőmérsékletére lehet következtetni. Illetve a hőmérséklet vezérelheti a feszültséget vagy az áramerősséget – Ohm törvény értelmében az ellenálláson keresztül. Ezért ideális a félvezetőnek ez a szabályozási tulajdonsága: kis hőmérséklet különbség is viszonylag magas ellenállás különbséget hoz létre.

Megemlítem még a szupravezetést, csak hogy halljatok róla. A szupravezetés azon fizikai jelenség, melynek során egyes ún. szupravezető anyagok nagyon alacsony hőmérsékleten (általában -200 °C alatt) elvesztik elektromos ellenállásukat. Ezt 1911-ben fedezték fel. Megint csak néhány anyag, nem az összes.

Dióda (görög di ode = két út)

Fotodióda

Ez az alkatrész a fény hatására válik vezetővé. A fotodiódán áthaladó áram erőssége egyenesen arányos a ráeső fény erősségével. Felhasználása épp ezen tulajdonsága alapján fénykapuként vagy fénymérőként történik. Mivel a dióda csak egy irányban engedi át az áramot, a fotodióda emiatt áramiránytól függően világít, vagy sötét.
Lám az ellenállás még a fényerősségtől is függ. A fényerősség növelése ugye a hőmérsékletet növeli.

LED (Light Effect Diode)

A LED fénykibocsátó dióda, tehát világítótest. Miniatűr méretben állítják elő.  Mivel nagyon kis áramerősséget és alacsony feszültséget igényel, energiatakarékos fényforrásként használják. A - és a + jel egyértelmű, ezen a félvezetőből kialakított katódon és anódon keresztül történik az áramvezetés. A kis sárga pöttyök a fotonokat ábrázolják. Tudjátok, a foton az a részecske, ami a fényt hordozza, okozza.

Tranzisztor (angol transfer-resistor = átengedés-ellenállás)

A mérnökök szerint ez a XX. század egyik legnagyobb találmánya, 1934-ből, a világhírű Bell Laboratóriumból származik. Fejlesztői Nobel díjat kaptak érte.

Nagyon röviden leírva a tranzisztor háromlábú, háromrétegű félvezető eszköz (pongyolán fogalmazva két dióda), amelyet túlnyomórészt gyenge villamos jelek erősítésére, továbbá elektromos jelek kapcsolására vagy feszültségstabilizálás céljára alkalmaznak. A tranzisztorban a vezérlő elektródájára (B – a bázis) juttatott feszültség hatására a másik két elektróda (E - az emitter és C - a kollektor) összeköttetése kinyit, vagyis közöttük ekkor áram kezd el folyni. Ez egy vízelzárószelep (vízcsap) elektromos analógiájának is tekinthető. Lényeges, hogy a vezérlő elektródára, a bázisra kapcsolt energiaszint töredéke az emitter és a kollektor között bekapcsolt energiáknak. (Emitter = kibocsátó, Collector = gyűjtő)

A tranzisztor a modern elektronika alapeleme, gyártják önálló alkatrészként és integrált áramkörök alkotóelemeiként is. Nem utolsó sorban a számítógépek fejlődése is a tranzisztornak köszönhető. A legrégebbi elektronikus számítógépek szoba méretűek voltak, több ezer ujjnyi, öklömnyi alkatrészt tartalmaztak. Ezeket szinte folyamatosan cserélni kellett bennük, emiatt egy hosszadalmas számítást szinte lehetetlen volt velük elvégeztetni. A tranzisztor megjelenése gyorsan kiszorította a régebbi alkatrészeket. Ennek hatására a számítógépek megbízhatósága rohamosan javult, és az áramszükségletük is a töredéke lett a korábbiaknak. A tranzisztor a tömeges elterjedését pedig a szórakoztató elektronikának köszönhette. Konkrétan a női táska nagyságú tranzisztoros rádiónak.

IC (=integrated circuit)

Az integrált áramkör félvezető lapkán (esetleg lapkákon) kialakított nagyon kis méretű, miniatür, egyébként igen bonyolult áramkör. Tipikus alkatrésze éppen a tranzisztor, de persze a többi itt bemutatott eszközből ugyanúgy rengeteg van rajta. A chipre, magyarul áramköri lapkára van szerelve. Egy 2-3 cm² területű integrált áramkör több százezer alkatrészt is tartalmazhat. Ilyen pl. a számítógép mikroprocesszora. A technológia fejlődésével egyre kisebb helyen egyre több alkatrészt tudnak az IC-be összezsúfolni.

Kondenzátor (= sűrítő)

Végül meg kell még említeni ezt az alkatrészt a hasznos funkciója miatt. A kondenzátor energiatároló jellegű elem, vagyis SOK töltés KIS feszültséggel és KIS helyen történő tárolására szolgáló eszköz a kondenzátor. A legegyszerűbb kondenzátor, a síkkondenzátor legalább két, párhuzamosan egymás mellé állított vezető anyagból (fegyverzet) és a közöttük lévő elektromosan szigetelő anyagból (dielektrikum) áll. A fegyverzetek egyikét leföldelik. Kondenzátor található például a rádiókészülékekben, a mobiltelefonban, számítógépben, akkutöltőben, tápegységben, fénycső-elektronikában is.