Ein Stecker für 220 V Spannung
Hochspannungsleitungen verteilen elektrische Energie
Ein Dynamo am Fahrrad erzeugt elektrische Energie aus Bewegungsenergie
Ein Atomkraftwerk
Elektronenröhren markieren den Beginn der Elektronik
Eine moderne elektronische Schaltung auf Basis von Halbleiterbauelementen
Ein CD-Player benötigt digitale und analoge Elektronikschaltungen
Ein Siliziumwafer als Basis für die Herstellung elektronischer Schaltkreise (Chips)
Fragt man im Bekanntenkreis, was der Unterschied zwischen Elektrotechnik und Elektronik ist, dann hört man gerne solche Aussagen: "Elektrik hat mit Strom (Batterie, Glühlampe, Schalter) zu tun, Elektronik hat mit Halbleitern (Transistoren, Chips) zu tun". Oder, auch oft gehört, die eingangs genannte Formel "Schwachstrom= Elektroniker und Starkstrom= Elektriker". Ganz falsch sind die Aussagen nicht und widerspiegeln unsere Erfahrungen mit dem Thema.
Schon die Griechen kannten die Reibungselektrizität (Elektron= Bernstein), 1785 stellte der Franzose Ch. A. de Coulomb das Grundgesetz der Elektrostatik auf, 1792 erklärte Volta die Ursache der strömenden Elektrizität, 1820 entdeckte der Däne H. Chr. Oersted den Elektromagnetismus und im gleichen Jahr erklärt der Franzose A. M. Ampére die Erscheinungen des Elektromagnetismus und der Elektrodynamik, 1826 entdeckt der deutsche Physiker G.S. Ohm das Gesetz der elektrischen Größen (Stromstärke, Spannung, Widerstand). 1831 entdeckt der Engländer M. Faraday die elektromagnetische Induktion und Selbstinduktion. 1833 baut der Engländer W. Ritchie einen Gleichstrommotor mit Kommutator und elektromagnetischer Erregung und im gleichen Jahr entdeckt der Russe E. Lenz das Gesetz der Umkehrbarkeit von Motor und Generator. 1879 stellt Th. A. Edison eine Kohlefadenlampe her. 1891 gelingt eine Drehstromkraftübertragung von 300 PS von Lauffen nach Frankfurt (Main) über 175 km.
Mit der Erforschung der Gesetze der Elektrizität und auf Basis vieler weiterer Entdeckungen und Erfindungen machten sich die Menschen diese zur Hebung ihres Lebensstandards zunutze. Es entwickelte sich die "Elektrotechnik". Der große Vorteil der Elektrizität gegenüber anderen Energieformen ist die Möglichkeit, sie über große Entfernungen mit geringen Verlusten zu verteilen. Gleichzeitig sind die Wirkungen des elektrischen Stroms äußerst vielseitig: er erzeugt Licht, Wärme, und hat magnetische und chemische Wirkungen.
Die klassische Elektrotechnik als Ingenieurwissenschaft
Die Elektrotechnik läßt sich in fünf Schwerpunktbereiche unterteilen:
- die Erzeugung von elektrischem Strom (Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie),
- die Verteilung der elektrischen Energie (Leitungsnetze, Schaltgeräte, Transformatoren),
- die Umwandlung von elektrischem Strom in Licht, Wärme und mechanische Energie (Elektromotor).
- die Messung elektrischer Größen durch elektrische Meßgeräte,
- die Nachrichten- und Hochfrequenztechnik.
Ausgehend von diesen Schwerpunkten haben sich eigenständige Spezialisierungen gebildet. So erleben wir aktuell in der Antriebstechnik die Hinwendung zur Elektromobilität. Die Energiewende erfordert Forschung in elektrischer Energietechnik sowie Energieerzeugung und -management. Automationssysteme revolutionieren Produktionsprozesse und erfordern Beschäftigung mit Regelungstechnik, Sensorik und Messwertverarbeitung.
Die Elektronik als Forschungsgebiet der Elektronenbewegung und -steuerung
1898 entwickelt der deutsche Physiker K. F. Braun die Kathodenstrahlröhre und den geschlossenen Schwingkreis, 1901 erfindet er den Kristalldetektor, 1904 erfindet der Engländer J. A. Fleming die Elektronenröhre (Diode). Diese Erfindungen beschäftigen sich zunächst mit der Erforschung der Bewegung und Steuerung von Elektronen im Vakuum und in Gasen. Dazu dienen Verstärkerröhren, Gleichrichterröhren und Photozellen. Die Erfindung des Halbleitertransistors im Jahre 1948 erweiterte die Forschung und eröffnete zahlreiche neue und einfachere Möglichkeiten, Ladungsträgerbewegungen zu steuern. Es wurden Transistoren, Thyristoren und Dioden entwickelt. Alle hier genannten Bauelemente werden auch als "aktive" Bauelemente bezeichnet. Ihr wesentliches Merkmal ist, daß Strom und Spannung direkt über einen Strom gesteuert werden kann.
Die Elektronik hat sich in den letzten Jahrzehnten so rasant entwickelt, daß eine Einteilung in abgegrenzte Anwendungsbereiche und Teildisziplinen nicht immer klar möglich ist. So gibt es die Nachrichten- und Informationselektronik, die Leistungselektronik (Steuern und Umformen großer Leistungen bei der Stromversorgung), die Optoelektronik (Licht als Hilfsmittel der Informationsverarbeitung), die medizinische Elektronik (Kontrolle biologischer Vorgänge, Therapie), die Meßelektronik und die Akustoelektronik (Zusammenhänge und Umwandlung zwischen elektrischen Schwingungen und akustischen Wellen). Die Mikroelektronik beschäftigt sich damit, elektronische Schaltungen und Bauelemente immer weiter zu miniaturisieren und billiger zu machen. In der Hochfrequenzelektronik werden elektromagnetische Wellen erzeugt, ausgestrahlt, empfangen und verarbeitet. Daneben gibt es noch die Unterscheidung in analoge Elektronik, in der kontinuierliche Signale verarbeitet werden und die digitale Elektronik, in der diskrete Signale verarbeitet werden.
im Shop einkaufen