Elektronik als Wissenschaft

Elektronik ist eine Wissenschaft, und noch dazu eine sehr zugängliche Wissenschaft. Bei anderen wissenschaftlichen Studienbereichen sind im Allgemeinen teure Geräte erforderlich, um nicht-triviale Experimente durchzuführen. Nicht so bei der Elektronik. Viele fortschrittliche Konzepte können mit Teilen und Ausrüstung im Gesamtwert von weniger als ein paar hundert US-Dollar erforscht werden. Das ist gut so, denn praktisches Experimentieren ist unerlässlich, um wissenschaftliche Erkenntnisse über jedes Thema zu erlangen.

Als ich anfing, Lektionen in elektrischen Schaltungen zu schreiben , war es meine Absicht, ein Lehrbuch zu erstellen, das für den Einstieg in das College geeignet ist. Da ich mich jedoch größtenteils selbst in Elektronik autodidaktisch beigebracht habe, kannte ich den Wert eines guten Lehrbuchs für Bastler und Experimentatoren, die nicht in einem formalen Elektronikkurs eingeschrieben waren. Viele Menschen haben ihre Zeit und ihr Fachwissen selbstlos zur Verfügung gestellt, um mir beim Erlernen von Elektronik zu helfen, als ich jünger war, und meine Absicht ist es, ihren Dienst und ihre Liebe zu ehren, indem ich der Welt zurückgebe, was sie mir gegeben haben.

Damit sich jemand eine Wissenschaft wie die Elektronik selbst beibringen kann, muss er praktisch experimentieren. Allein aus Büchern gewonnenes Wissen hat nur begrenzten Nutzen, insbesondere für wissenschaftliche Zwecke. Wenn mein Beitrag zur Gesellschaft vollständig sein soll, muss ich zusammen mit dem/den theoretischen Text(en) eine Anleitung zum Experimentieren beifügen, damit der einzelne Lernende eine Ressource hat, um seine experimentellen Abenteuer zu leiten.

Ein formaler Laborkurs für das Elektronikstudium an einer Hochschule erfordert einen enormen Arbeitsaufwand in der Vorbereitung und muss normalerweise auf bestimmten Teilen und Geräten basieren, damit die Experimente ausreichend detailliert sind und die Ergebnisse ausreichend präzise sind, um einen rigorosen Vergleich zwischen experimentellen und theoretischen Daten zu ermöglichen. Ein Bewertungsprozess, der durch einen qualifizierten Lehrer artikuliert wird, ist ebenfalls unerlässlich, um sicherzustellen, dass ein bestimmtes Lernniveau stattgefunden hat. Peer-Review (Vergleich experimenteller Ergebnisse mit der Arbeit anderer) ist ein weiterer wichtiger Bestandteil des Laborstudiums auf College-Niveau und trägt zur Verbesserung der Lernqualität bei. Da ich diese Kriterien nicht durch ein Buch erfüllen kann, ist es für mich unpraktisch, hier ein komplettes Praktikum vorzustellen. Im Interesse, dass dieser Experimentierleitfaden für die Leute relativ kostengünstig und praktisch für die Bereitstellung über das Internet bleibt, bin ich gezwungen, die Experimente auf einem niedrigeren Niveau zu gestalten, als es für ein College-Praktikum zu erwarten wäre.

Die Experimente in diesem Band beginnen auf einem Niveau, das für jemanden ohne Elektronikkenntnisse geeignet ist, und schreiten zu höheren Niveaus fort. Sie betonen qualitatives Wissen gegenüber quantitativem Wissen, obwohl sie als Vorlagen für strengere Studienleistungen dienen könnten. Wenn es einen Teil von Lektionen in elektrischen Schaltungen gibt? das wird "unvollständig" bleiben, es ist dieses hier:Ich habe vor, weiterhin Experimente ad infinitum hinzuzufügen um dem Experimentator oder Bastler eine Fülle von Ideen zu geben, um die Wissenschaft der Elektronik zu erforschen. Dieser Band der Buchreihe ist auch der einfachste Beitrag für diejenigen, die mir helfen möchten, Menschen, die Elektronik lernen, kostenlose Informationen zur Verfügung zu stellen. Es erfordert keinen großen Aufwand, ein oder zwei Experimente zu beschreiben, und ich füge es gerne hinzu, wenn Sie es mir per E-Mail zusenden, um Ihnen die Arbeit zu danken. Einzelheiten zum Mitwirken an diesem Buch finden Sie in Anhang 2.

Wenn Sie diese Experimente durchführen, können Sie dies durch Ausprobieren verschiedener Schaltungskonstruktionen und Messtechniken erkunden. Wenn etwas nicht so funktioniert, wie es der Text beschreibt, geben Sie nicht auf! Dies liegt wahrscheinlich an einem einfachen Konstruktionsproblem (lockerer Draht, falscher Komponentenwert) oder an der Einrichtung der Testausrüstung. Es kann frustrierend sein, diese Probleme alleine zu lösen, aber die Erkenntnisse aus der „Fehlersuche“ einer Schaltung sind mindestens genauso wichtig wie die Erkenntnisse aus einem ordnungsgemäß funktionierenden Experiment. Dies ist einer der wichtigsten Gründe, warum das Experimentieren für Ihre wissenschaftliche Ausbildung so wichtig ist:Die wirklichen Probleme, denen Sie beim Experimentieren begegnen werden, fordern Sie heraus, praktische Fähigkeiten zur Problemlösung zu entwickeln.

In vielen dieser Experimente biete ich Teilenummern für Komponenten der Marke Radio Shack an. Dies ist keine Befürwortung von Radio Shack, sondern lediglich ein praktischer Hinweis auf ein in Nordamerika bekanntes Elektronikunternehmen. Oftmals können Komponenten von besserer Qualität und niedrigerem Preis über Versandhäuser und andere, weniger bekannte Lieferhäuser bezogen werden. Aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen empfehle ich dringend, dass Experimentatoren einige der teureren Komponenten wie Transformatoren (siehe Kapitel Wechselstrom) aus ausrangierten Elektrogeräten erhalten.

Alle in diesem Buch gezeigten Experimente wurden unter Berücksichtigung der Sicherheit konzipiert. Es ist fast unmöglich, sich durch batteriebetriebene Experimente oder andere Niederspannungsschaltungen zu schocken oder sich anderweitig zu verletzen. Gefahren tun existiere, etwas mit deinen eigenen beiden Händen zu bauen. Wo in einem Experiment eine überdurchschnittliche Gefahr besteht, bemühe ich mich, die Aufmerksamkeit des Lesers darauf zu lenken. Jedoch ist es in dieser streitsüchtigen Gesellschaft leider notwendig, jegliche Haftung für das Ergebnis eines hier vorgestellten Experiments abzulehnen. Weder ich noch irgendwelche Mitwirkenden haften für Verletzungen, die durch den Bau oder die Verwendung eines dieser Projekte, durch den falschen Umgang mit der Elektrizität durch den Experimentator oder durch andere unsichere Praktiken, die zu Verletzungen führen, entstehen. Führen Sie diese Experimente auf eigene Gefahr durch!