Elektronik

Die Mikroelektronik beschäftigt sich mit der Entwicklung und Herstellung integrierter Schaltkreise (ICs) aus Halbleiterelementen, zum Beispiel prozessoren.Die Elektronik befasst sich mit der Entwicklung, Fertigung und Anwendung von elektronischen Bauelementen wie zum Beispiel Kondensatoren und Spulen oder Halbleiterbauelementen wie Dioden und Transistoren.

Die Entwicklung der Leistungshalbleiter (Leistungselektronik) spielt in der Antriebstechnik eine immer größer werdende Rolle, da Frequenzumrichter die elektrische Energie wesentlich flexibler bereitstellen können, als dies beispielsweise mit Transformatoren möglich ist.

Die Digitaltechnik lässt sich insoweit der Elektronik zuordnen, als die klassische Logikschaltung aus Transistoren aufgebaut ist. Andererseits ist die Digitaltechnik auch Grundlage vieler Steuerungen und damit der Automatisierungstechnik verbunden. Die Theorie ließe sich auch der theoretischen Elektrotechnik zuordnen.

Geschichte, Entwicklungen und Personen der Elektrotechnik

Die Anfänge der Elektrotechnik sind sicher in der Physik zu suchen, aus der sie sich aber spätestens zur Zeit von Thomas Alva Edison und Werner von Siemens zu einer eigenen Disziplin entwickelt hat.

1752 erfand Benjamin Franklin den Blitzableiter und veröffentlichte 1751-53 die Resultate seiner Experiments and Observations on Electricity.Im Anfang standen Entdeckungen rund um die Elektrizität.

Ampère erklärte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und legte die Stromrichtung fest. 1820 machte Hans Christian Ørsted Versuche zur Ablenkung einer Magnetnadel durch elektrischen Strom.1792 machte Luigi Galvani sein legendäres Froschschenkel-Experiment. Von diesen Experimenten angeregt, baute Alessandro Volta um 1800 die so genannte volta'sche Säule, eine erste funktionierende Batterie. André Marie Ampère führte diese Experimente weiter, und wies 1820 nach, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Kraft aufeinander ausüben.

Diese sagte beispielsweise die Existenz elektromagnetischer Wellen voraus, deren Existenz später durch Experimente von Heinrich Rudolf Hertz bestätigt wurden und die die Grundlage jeder Funkübertragung sind. Die Quintessenz seiner Arbeit, die 1864 veröffentlichten Maxwellschen Gleichungen sind eine der grundlegenden Theorien in der Elektrotechnik. Die Erkenntnisse Faradays waren die Grundlage für James Clerk Maxwells Arbeiten.Faraday leistete einen großen Beitrag auf dem Gebiet der elektrischen und magnetischen Felder, von ihm stammt auch der Begriff der "Feldlinie". Er vervollständigte die Theorie des Elektromagnetismus zur Elektrodynamik und deren mathematische Formulierung.

Philipp Reis erfindet 1860 am Institut Garnier in Friedrichsdorf das telefon und damit die elektrische Sprachübermittlung. Allerdings wurde seiner Erfindung keine große Beachtung geschenkt, so dass erst 1876 Alexander Graham Bell in den USA das erste Wirtschaftlich verwendbare Telefon konstruierte und auch erfolgreich vermarktete.

In der Folge hielt Elektrizität Einzug in immer größere Bereiche des Lebens. 1879 erfand Thomas Alva Edison die Kohlefadenglühbirne und brachte damit das elektrische Licht zu den menschen.Zu den Wegbereitern der "Starkstromtechnik" gehört Werner von Siemens, der 1866 das dynamoelektrische Prinzip entdeckte, und daraus den ersten elektrischen Generator entwickelte. Elektrische Energie war das erste Mal in großer nutzbarer Menge vorhanden. Zur gleichen Zeit wirkten Nikola Tesla und Michail von Dolivo-Dobrowolsky, die Pioniere des Wechselstroms waren und durch ihre bahnbrechenden Erfindungen die Grundlagen der heutigen Energieversorgungssysteme schufen.

1885 und 1886 folgten das University College London (UK) und die University of Missouri (USA), die weitere eigenständige Lehrstühle für Elektrotechnik einrichteten. Der Studiengang dauerte vier Jahre und schloss mit einer Prüfung zum Elektrotechnik-Ingenieur ab.Erasmus Kittler begründete 1883 an der TH Darmstadt den weltweit ersten Studiengang für Elektrotechnik. Die so ausgebildeten Ingenieure waren erforderlich, um eine großflächige Elektrifizierung zu ermöglichen.

Er wies die Existenz elektromagnetischer Wellen nach, er ist somit der Begründer der Grundlagen der drahtlosen informationsübertragung und damit auch der Nachrichtentechnik.Heinrich Rudolf Hertz gelang 1884 der experimentelle Nachweis der Maxwellschen Gleichungen.

John A. Basierend auf seinen Arbeiten sind ab 1900 erste Sende- und Empfangsanlagen kommerziell verfügbar.1896 führt Guglielmo Marconi über 3km die weltweit erste drahtlose Funkübertragung aus. Fleming erfindet 1905 die erste Radioröhre, die Diode. 1906 entwickeln robert von Lieben und Lee De Forest unabhängig voneinander die Verstärkerröhre, Triode genannt, die der Funktechnik einen wesentlichen Impuls gab.

bereits 1931 war seine Erfindung jedoch veraltet, Manfred von Ardenne führte damals die Kathodenstrahlröhre und damit das elektronische Fernsehen ein.John Logie Baird baute 1926 mit einfachsten Mitteln den ersten mechanischen Fernseher auf Grundlage der Nipkow-Scheibe. 1928 folgte der erste Farb-Fernseher. Im selben Jahr gelang ihm die erste transatlantische Fernsehübertragung von London nach New York.

Ein frühes Beispiel sind das Apollo-Projekt und die Mondlandung der NASA. Die so zur Verfügung stehende Rechenleistung ermöglicht es den Ingenieuren und der gesellschaft, völlig neue Technologien zu entwickeln und Leistungen zu vollbringen.1942 stellt Konrad Zuse den weltweit ersten funktionsfähigen Computer, den Z3, fertig. Im Jahr 1946 folgt der ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) von John Presper Eckert und John Mauchly. Die erste Phase des Computerzeitalters begann.

Shockley, John Bardeen und Walter Brattain und der gesamten Halbleitertechnologie erschloss der Elektrotechnik sehr weite Anwendungsgebiete, da nun viele Geräte sehr kompakt gebaut werden konnten.Die Erfindung des Transistors 1947 in den Bell Laboratories (USA) durch William B. Ein weiterer wesentlicher Schritt in diese Richtung war die Entwicklung der Mikrointegration, der Integrierten Schaltkreise (IC) und damit der heutigen prozessorchips.

Engelberger in den USA den weltweit ersten Industrieroboter.1958 erFinden und bauen G.C. Devol und J. Ein solcher Roboter wird 1960 bei General Motors erstmals in der industriellen Produktion eingesetzt. Industrieroboter sind heute in verschiedensten Industrien, wie z.B. der Automobilindustrie, ein wichtiger Bausstein der Automatisierungstechnik.

Aber erst der Intel 8080, ein 8-Bit-prozessor, aus dem Jahr 1973 ermöglichte den Bau des ersten PCs, des Altair 8800. Die erste Realisierung eines Mikroprozessors war 1969 der Intel 4004, ein 4 Bit Prozessor. Zugrunde lag Hoffs Erfindung ein Auftrag einer japanischen Firma für einen Desktop-Rechner, den er möglichst preisgünstig realisieren wollte.Im Jahr 1968 erfindet Marcian Edward Hoff, bekannt als Ted Hoff, bei der Firma Intel den Mikroprozessor und läutet damit die Ära des PC's ein.

1982 resultiert dann aus einer Kooperation zwischen Philips und Sony die Audio-CD.Die Firma Philips erfindet 1978 die Compact Disc (CD) zur Speicherung digitaler informationen. 1985 folgt die CD-ROM.

20m großer Asimo. Aus dem P2 resultierte der zur Zeit aktuellste Android, Hondas ca. Einen ersten prototypischen humanoiden Roboter, der aber noch nicht voll funktionsfähig war, entwickelte bereits 1976 die japanische Waseda Universität.Im Jahr 1996 präsentiert die Firma Honda den weltweit ersten funktionsfähigen humanoiden Roboter, den P2. 1. Neben vielen elektronischen und elektrotechnischen Komponenten bestehen humanoide Roboter auch wesentlich aus mechanischen Komponeten, deren Zusammenspiel man als Mechatronik bezeichnet.

.