Obwody elektroniczne są integralną częścią niemal każdego postępu technologicznego, jaki dokonuje się dzisiaj w naszym życiu. Od razu przychodzą na myśl telewizja, radio, telefony i komputery.
Ale elektronika jest również stosowana w samochodach, sprzęcie kuchennym, sprzęcie medycznym i sterowaniu przemysłowym. Sercem tych urządzeń są aktywne komponenty. Są to elementy obwodów, które elektronicznie sterują przepływem elektronów, podobnie jak półprzewodniki.
Zobacz więcej
Nowa perspektywa: NASA publikuje obrazy 3D odległych galaktyk
Profesor Harvardu uważa, że znalazł fragmenty technologii…
Jednak urządzenia te nie mogłyby działać bez znacznie prostszych elementów pasywnych, które wyprzedziły półprzewodniki o wiele dziesięcioleci. W przeciwieństwie do elementów aktywnych, elementy pasywne, takie jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne, nie mogą sterować przepływem elektronów za pomocą sygnałów elektronicznych.
Opór
Jak sama nazwa wskazuje, rezystor jest elementem elektronicznym, który opiera się przepływowi prądu elektrycznego w obwodzie.
W metalach, takich jak srebro lub miedź, które mają wysoką przewodność elektryczną, a tym samym niską rezystywność, elektrony mogą swobodnie przeskakiwać z jednego atomu na drugi przy niewielkim oporze.
Rezystancja elektryczna elementu obwodu jest definiowana jako stosunek przyłożonego napięcia do przepływającego przez niego prądu elektrycznego. tego, zgodnie z HyperPhysics, witryną z zasobami fizycznymi hostowaną przez Wydział Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Stanowego Indiany. Gruzja.
Standardową jednostką oporu jest om, nazwany na cześć niemieckiego fizyka Georga Simona Ohma. Rezystancję można obliczyć za pomocą prawa Ohma, które mówi, że rezystancja jest równa napięciu podzielonemu przez prąd lub R = V / I, gdzie R to rezystancja, V to napięcie, a I to prąd.
Rezystory są ogólnie klasyfikowane jako stałe lub zmienne. Rezystory o stałej wartości to proste elementy pasywne, które zawsze mają taką samą rezystancję w określonych granicach prądu i napięcia.
Rezystory zmienne to proste urządzenia elektromechaniczne, takie jak regulatory głośności i ściemniacze zmienić efektywną długość lub efektywną temperaturę rezystora, obracając pokrętłem lub przesuwając pokrętłem suwak.
Indukcyjność
Cewka indukcyjna jest elementem elektronicznym składającym się z cewki z drutu, przez którą przepływa prąd elektryczny, tworząc pole magnetyczne. Jednostką indukcyjności jest Henry (H), nazwany na cześć Josepha Henry'ego.
Był amerykańskim fizykiem, który niezależnie odkrył indukcyjność w tym samym czasie co angielski fizyk Michael Faraday. Henry to wielkość indukcyjności potrzebna do wywołania 1 wolta siły elektromotorycznej (ciśnienia elektrycznego ze źródła zasilania), gdy prąd zmienia się z prędkością 1 ampera na sekundę.
Ważnym zastosowaniem cewek indukcyjnych w obwodach aktywnych jest to, że mają one tendencję do blokowania sygnałów o wysokiej częstotliwości, jednocześnie przepuszczając oscylacje o niskiej częstotliwości. Należy zauważyć, że jest to odwrotna funkcja kondensatorów. Połączenie tych dwóch elementów w obwód może selektywnie filtrować lub generować oscylacje o niemal dowolnej pożądanej częstotliwości.
Wraz z pojawieniem się układów scalonych, takich jak mikroczipy, cewek indukcyjnych jest coraz mniej powszechne, ponieważ trójwymiarowe cewki są niezwykle trudne do wytworzenia w obwodach wydruki 2D. Z tego powodu mikroukłady są projektowane bez cewek indukcyjnych i zasadniczo wykorzystują kondensatory te same wyniki, zdaniem Michaela Dubsona, profesora fizyki na University of Colorado przy ul Otoczak.
pojemność
Pojemność to zdolność urządzenia do magazynowania ładunku elektrycznego. Element elektroniczny przechowujący ładunek elektryczny nazywany jest kondensatorem.
Najstarszym przykładem kondensatora jest słoik lejdejski. To urządzenie zostało wynalezione do magazynowania statycznego ładunku elektrycznego na folii przewodzącej, która pokryła wewnętrzną i zewnętrzną stronę szklanego słoika.
Najprostszy kondensator składa się z dwóch płaskich płytek przewodzących oddzielonych niewielką szczeliną. Różnica potencjałów lub napięcie między płytami jest proporcjonalna do różnicy w ilości ładunku na płytach. Jest to wyrażone jako Q = CV, gdzie Q to ładunek, V to napięcie, a C to pojemność.
Pojemność kondensatora to ilość ładunku, który może zgromadzić na jednostkę napięcia. Jednostką pomiaru pojemności jest farad (F), nazwany na cześć Faradaya, i jest zdefiniowany jako zdolność do przechowywania 1 kulomba ładunku przy przyłożonym potencjale 1 wolta.
Kulomb (C) to ilość ładunku przenoszona przez prąd o natężeniu 1 ampera w ciągu 1 sekundy.
Aby zmaksymalizować wydajność, płyty kondensatora są układane warstwami lub nawijane na cewki z bardzo małą przestrzenią powietrzną między nimi.
