மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொடர்பியல்

மின்னணுவியல் (Electronics) என்பது மின்சாரத்தின் இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தி, தகவல்களைச் சேமிக்கவும், கடத்தவும் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு அறிவியல் பிரிவாகும். இது இன்றைய நவீன உலகின் முதுகெலும்பாக உள்ளது. தகவல் தொடர்பியல் (Communication) என்பது ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்குத் தகவல்களைத் துல்லியமாகவும் வேகமாகவும் கொண்டு சேர்க்கும் தொழில்நுட்பமாகும்.

1. மின்னணுவியல் அடிப்படைகள்

மின்னணுவியல் சாதனங்கள் குறைக்கடத்திகளை (Semiconductors) அடிப்படையாகக் கொண்டு செயல்படுகின்றன. சிலிக்கான் (Silicon) மற்றும் ஜெர்மானியம் (Germanium) ஆகியவை மிகவும் பொதுவான குறைக்கடத்திகள். இவை கடத்திகளுக்கும் (Conductors) கடத்தாப் பொருட்களுக்கும் (Insulators) இடைப்பட்ட பண்புகளைக் கொண்டவை.

குறைக்கடத்தி வகைகள்

• Intrinsic (தூய): எந்தக் கலப்படமும் இல்லாத தூய சிலிக்கான்.
• Extrinsic (கலப்பட): தூய குறைக்கடத்தியுடன் மாசுக்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம் கடத்தும் திறனை அதிகரித்தல். இதில் P-வகை மற்றும் N-வகை என இரு வகை உண்டு.

2. மின்னணு சாதனங்கள் (Electronic Components)

மின்னணு சுற்றுகளில் பயன்படும் முக்கியக் கூறுகள் கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளன:

டையோடு (Diode)

இது மின்சாரத்தை ஒரே திசையில் மட்டும் அனுமதிக்கும் ஒரு கருவி. இது P-N சந்திப்பால் (P-N Junction) ஆனது. இது பெரும்பாலும் ஏசி மின்னோட்டத்தை டிசி மின்னோட்டமாக மாற்ற (Rectification) பயன்படுகிறது.

டிரான்சிஸ்டர் (Transistor)

இது நவீன மின்னணுவியலின் இதயம். இது ஒரு சுவிட்ச் ஆகவும், பெருக்கியாகவும் (Amplifier) செயல்படுகிறது. இதில் மூன்று முனைகள் உள்ளன: பேஸ் (Base), எமிட்டர் (Emitter), மற்றும் கலெக்டர் (Collector).

3. தகவல் தொடர்பியல் (Communication Systems)

தகவல் தொடர்பியல் என்பது தகவல்களை அனுப்பும் முறை. இது மூன்று நிலைகளைக் கொண்டது: டிரான்ஸ்மிட்டர் (அனுப்புபவர்), சேனல் (ஊடகம்), மற்றும் ரிசீவர் (பெறுபவர்).

தகவல் தொடர்பு வகைகள்

1. அனலாக் தகவல் தொடர்பு: தொடர்ச்சியான அலைகளைப் பயன்படுத்துவது (எ.கா: பழைய வானொலி).
2. டிஜிட்டல் தகவல் தொடர்பு: 0 மற்றும் 1 (Binary) வடிவத்தில் தகவல்களை அனுப்புவது. இது மிகவும் துல்லியமானது.

4. நவீன தகவல் தொடர்புத் தொழில்நுட்பங்கள்

ஆப்டிகல் ஃபைபர் (Optical Fiber)

இது முழு அக எதிரொளிப்பு (Total Internal Reflection) தத்துவத்தின் அடிப்படையில் செயல்படுகிறது. ஒளியைப் பயன்படுத்தி அதிவேகமாகத் தகவல்களை அனுப்ப இது பயன்படுகிறது. இது தாமிரக் கம்பிகளை விட மிக வேகமானது.

செயற்கைக்கோள் தகவல் தொடர்பு (Satellite Communication)

பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து சுமார் 36,000 கி.மீ உயரத்தில் புவிநிலைச் சுற்றுப்பாதையில் (Geostationary Orbit) செயற்கைக்கோள்கள் நிறுத்தப்படுகின்றன. இவை உலகளாவிய தொலைத்தொடர்பு மற்றும் ஜி.பி.எஸ் (GPS) சேவைக்கு உதவுகின்றன.

5. மின்னணுவியலில் பயன்படும் முக்கியக் குறியீடுகள் மற்றும் அலகுகள்

மின்னணுவியல் கணக்கீடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை அலகுகள்:

• மின்னோட்டம் (Current): ஆம்பியர் (Ampere - A)
• மின்னழுத்தம் (Voltage): வோல்ட் (Volt - V)
• மின்தடை (Resistance): ஓம் (Ohm - Ω)
• மின் திறன் (Power): வாட் (Watt - W)

6. டிஜிட்டல் மின்னணுவியல் (Digital Electronics)

டிஜிட்டல் மின்னணுவியல் என்பது லாஜிக் கேட்ஸ் (Logic Gates) மூலம் செயல்படுகிறது. இவை பூலியன் இயற்கணிதத்தின் (Boolean Algebra) அடிப்படையில் இயங்குகின்றன.

முக்கிய லாஜிக் கேட்ஸ்:

• AND Gate: அனைத்து உள்ளீடுகளும் 1 ஆக இருந்தால் மட்டுமே வெளியீடு 1 ஆகும்.
• OR Gate: ஏதேனும் ஒரு உள்ளீடு 1 ஆக இருந்தாலும் வெளியீடு 1 ஆகும்.
• NOT Gate: உள்ளீட்டைத் தலைகீழாக மாற்றும் (1 என்றால் 0, 0 என்றால் 1).

7. தகவல் தொடர்பு ஊடகங்கள்

தகவல் பரிமாற்றத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஊடகங்கள் இரண்டு வகைப்படும்: வழிகாட்டப்பட்ட ஊடகம் (Guided Media) மற்றும் வழிகாட்டப்படாத ஊடகம் (Unguided Media).

வழிகாட்டப்பட்ட ஊடகத்திற்கு உதாரணம்: கோஆக்சியல் கேபிள் மற்றும் ட்விஸ்டட் பெயர் கேபிள். வழிகாட்டப்படாத ஊடகத்திற்கு உதாரணம்: ரேடியோ அலைகள், மைக்ரோ அலைகள் மற்றும் அகச்சிவப்பு கதிர்கள்.

8. மின்னணுவியலின் எதிர்காலம்

நானோ தொழில்நுட்பம் (Nanotechnology) மூலம் மின்னணு சாதனங்கள் அளவில் சிறியதாகவும் திறனில் பெரியதாகவும் மாறி வருகின்றன. செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) மற்றும் ஐ.ஓ.டி (IoT - Internet of Things) ஆகியவை மின்னணுவியல் துறையில் பெரும் புரட்சியை ஏற்படுத்தி வருகின்றன.

9. தகவல் தொடர்புத் துறையில் இந்தியாவின் வளர்ச்சி

இந்தியா தகவல் தொடர்புத் துறையில் 'இஸ்ரோ' (ISRO) மூலம் மிகப்பெரிய வளர்ச்சியைப் பெற்றுள்ளது. இன்சாட் (INSAT) வரிசைச் செயற்கைக்கோள்கள் தொலைத்தொடர்பு, வானிலை ஆய்வு மற்றும் கல்வித் தேவைகளுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

10. முடிவுரை

மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொடர்பியல் இன்றி இன்றைய நவீன உலகம் இயங்க முடியாது. நாம் பயன்படுத்தும் ஸ்மார்ட்போன் முதல் விண்வெளி ஆராய்ச்சி வரை அனைத்தும் இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் அடிப்படையிலேயே அமைந்துள்ளன. இப்பாடத்தில் கொடுக்கப்பட்டுள்ள அடிப்படைகளைத் தெளிவாகப் புரிந்துகொண்டால், போட்டித் தேர்வுகளில் கேட்கப்படும் கேள்விகளுக்கு எளிதாகப் பதிலளிக்க முடியும்.

குறிப்பு: மின்னணுவியல் மற்றும் தகவல் தொடர்பியல் தொடர்பான முந்தைய ஆண்டு வினாத்தாள்களைத் தொடர்ந்து பயிற்சி செய்யவும். குறிப்பாக, லாஜிக் கேட்ஸ் மற்றும் செயற்கைக்கோள் ஏவுதளங்கள் தொடர்பான கேள்விகளுக்கு அதிக முக்கியத்துவம் அளிக்கவும்.