Elektronische Schaltkreise sind heute ein wesentlicher Bestandteil fast aller technologischen Fortschritte in unserem Leben. Da fallen mir sofort Fernsehen, Radio, Telefon und Computer ein.
Aber auch in Automobilen, Küchengeräten, medizinischen Geräten und industriellen Steuerungen kommt Elektronik zum Einsatz. Das Herzstück dieser Geräte sind die aktiven Komponenten. Dabei handelt es sich um Schaltkreiskomponenten, die wie Halbleiter den Elektronenfluss elektronisch steuern.
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Allerdings könnten diese Geräte nicht ohne viel einfachere passive Komponenten funktionieren, die viele Jahrzehnte älter waren als Halbleiter. Im Gegensatz zu aktiven Komponenten können passive Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten den Elektronenfluss nicht mit elektronischen Signalen steuern.
Widerstand
Wie der Name schon sagt, ist ein Widerstand ein elektronisches Bauteil, das dem Stromfluss in einem Stromkreis Widerstand leistet.
In Metallen wie Silber oder Kupfer, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit und daher einen geringen spezifischen Widerstand haben, können Elektronen mit geringem Widerstand frei von einem Atom zum nächsten springen.
Der elektrische Widerstand einer Schaltungskomponente ist definiert als das Verhältnis der angelegten Spannung zum durch sie fließenden elektrischen Strom. davon, laut HyperPhysics, einer Physik-Ressourcenseite, die vom Department of Physics and Astronomy der Indiana State University gehostet wird. Georgia.
Die Standardeinheit des Widerstands ist Ohm, benannt nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm. Der Widerstand kann mithilfe des Ohmschen Gesetzes berechnet werden, das besagt, dass der Widerstand gleich der Spannung dividiert durch den Strom ist, oder R = V / I, wobei R der Widerstand, V die Spannung und I der Strom ist.
Widerstände werden im Allgemeinen entweder als feste oder variable Widerstände klassifiziert. Festwertwiderstände sind einfache passive Bauelemente, die innerhalb vorgegebener Strom- und Spannungsgrenzen immer den gleichen Widerstand haben.
Variable Widerstände sind einfache elektromechanische Geräte wie Lautstärkeregler und Dimmerschalter Ändern Sie die effektive Länge oder effektive Temperatur eines Widerstands, indem Sie einen Knopf drehen oder ein Bedienelement bewegen Schieberegler.
Induktivität
Ein Induktor ist ein elektronisches Bauteil, das aus einer Drahtspule besteht, durch die ein elektrischer Strom fließt und ein Magnetfeld erzeugt. Die Einheit der Induktivität ist Henry (H), benannt nach Joseph Henry.
Er war ein amerikanischer Physiker, der gleichzeitig mit dem englischen Physiker Michael Faraday unabhängig die Induktivität entdeckte. Ein Henry ist die Menge an Induktivität, die erforderlich ist, um 1 Volt elektromotorische Kraft (den elektrischen Druck einer Stromquelle) zu induzieren, wenn sich der Strom mit 1 Ampere pro Sekunde ändert.
Eine wichtige Anwendung von Induktivitäten in aktiven Schaltkreisen besteht darin, dass sie dazu neigen, hochfrequente Signale zu blockieren, während sie niederfrequente Schwingungen durchlassen. Beachten Sie, dass dies die entgegengesetzte Funktion von Kondensatoren ist. Durch die Kombination der beiden Komponenten in einer Schaltung können Schwingungen nahezu jeder gewünschten Frequenz gezielt gefiltert oder erzeugt werden.
Mit dem Aufkommen integrierter Schaltkreise wie Mikrochips werden Induktivitäten immer weniger häufig, da dreidimensionale Spulen in Schaltkreisen äußerst schwierig herzustellen sind 2D-Drucke. Aus diesem Grund sind Mikroschaltungen im Wesentlichen ohne Induktivitäten konzipiert und verwenden Kondensatoren Die gleichen Ergebnisse laut Michael Dubson, Professor für Physik an der University of Colorado Felsblock.
Kapazität
Kapazität ist die Fähigkeit eines Geräts, elektrische Ladung zu speichern. Die elektronische Komponente, die elektrische Ladung speichert, wird Kondensator genannt.
Das älteste Beispiel eines Kondensators ist das Leidener Gefäß. Dieses Gerät wurde erfunden, um eine statische elektrische Ladung auf der leitenden Folie zu speichern, die die Innen- und Außenseite eines Glasgefäßes bedeckt.
Der einfachste Kondensator besteht aus zwei flachen leitenden Platten, die durch einen kleinen Spalt getrennt sind. Der Potentialunterschied oder die Spannung zwischen den Platten ist proportional zum Unterschied in der Ladungsmenge auf den Platten. Dies wird ausgedrückt als Q = CV, wobei Q die Ladung, V die Spannung und C die Kapazität ist.
Die Kapazität eines Kondensators ist die Ladungsmenge, die er pro Spannungseinheit speichern kann. Die Einheit zur Messung der Kapazität ist Farad (F), benannt nach Faraday, und ist definiert als die Fähigkeit, 1 Coulomb Ladung bei einer angelegten Spannung von 1 Volt zu speichern.
Ein Coulomb (C) ist die Ladungsmenge, die von einem Strom von 1 Ampere in 1 Sekunde übertragen wird.
Um die Effizienz zu maximieren, werden Kondensatorplatten in Schichten gestapelt oder auf Spulen gewickelt, wobei zwischen ihnen nur sehr wenig Luftraum vorhanden ist.
