Электронные схемы — неотъемлемая часть почти каждого технического прогресса, происходящего сегодня в нашей жизни. Сразу приходят на ум телевидение, радио, телефоны и компьютеры.
Но электроника также используется в автомобилях, кухонной технике, медицинском оборудовании и промышленных системах управления. В основе этих устройств лежат активные компоненты. Это компоненты схемы, которые электронным способом управляют потоком электронов, подобно полупроводникам.
узнать больше
Новая перспектива: НАСА публикует 3D-изображения далеких галактик
Профессор Гарварда считает, что нашел фрагменты технологии…
Однако эти устройства не могли бы функционировать без гораздо более простых пассивных компонентов, появившихся на много десятилетий раньше полупроводников. В отличие от активных компонентов, пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, не могут управлять потоком электронов с помощью электронных сигналов.
Сопротивление
Как следует из названия, резистор — это электронный компонент, который сопротивляется протеканию электрического тока в цепи.
В таких металлах, как серебро или медь, обладающих высокой электропроводностью и, следовательно, низким удельным сопротивлением, электроны могут свободно переходить от одного атома к другому с небольшим сопротивлением.
Электрическое сопротивление компонента цепи определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему через него электрическому току. из них, по данным HyperPhysics, сайта физических ресурсов, размещенного на факультете физики и астрономии Университета штата Индиана. Грузия.
Стандартной единицей сопротивления является ом, названный в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Сопротивление можно рассчитать с помощью закона Ома, который гласит, что сопротивление равно напряжению, деленному на ток, или R = V / I, где R — сопротивление, V — напряжение, а I — ток.
Резисторы обычно делятся на постоянные и переменные. Резисторы с фиксированным номиналом — это простые пассивные компоненты, которые всегда имеют одинаковое сопротивление в заданных пределах по току и напряжению.
Переменные резисторы — это простые электромеханические устройства, такие как регуляторы громкости и диммеры. изменить эффективную длину или эффективную температуру резистора, когда вы поворачиваете ручку или перемещаете элемент управления слайдер.
Индуктивность
Катушка индуктивности представляет собой электронный компонент, состоящий из катушки с проволокой, по которой протекает электрический ток, создающий магнитное поле. Единицей индуктивности является Генри (H), названный в честь Джозефа Генри.
Он был американским физиком, который независимо открыл индуктивность одновременно с английским физиком Майклом Фарадеем. Генри — это величина индуктивности, необходимая для создания 1 вольта электродвижущей силы (электрического давления источника питания) при изменении тока со скоростью 1 ампер в секунду.
Важным применением катушек индуктивности в активных цепях является то, что они имеют тенденцию блокировать высокочастотные сигналы, пропуская при этом низкочастотные колебания. Обратите внимание, что это противоположная функция конденсаторов. Объединение двух компонентов в схему может избирательно фильтровать или генерировать колебания практически любой желаемой частоты.
С появлением интегральных схем, таких как микросхемы, катушки индуктивности становятся менее распространено, потому что трехмерные катушки чрезвычайно сложно изготовить в схемах 2D печать. По этой причине микросхемы проектируются без катушек индуктивности и используют конденсаторы для достижения существенного такие же результаты, по словам Майкла Дубсона, профессора физики Университета Колорадо в Боулдер.
Емкость
Емкость — это способность устройства накапливать электрический заряд. Электронный компонент, хранящий электрический заряд, называется конденсатором.
Самый старый пример конденсатора — лейденская банка. Это устройство было изобретено для накопления статического электрического заряда на проводящей фольге, покрывающей внутреннюю и внешнюю часть стеклянной банки.
Простейший конденсатор состоит из двух плоских проводящих пластин, разделенных небольшим зазором. Разность потенциалов, или напряжение, между пластинами пропорциональна разнице в количестве заряда на пластинах. Это выражается как Q = CV, где Q — заряд, V — напряжение, а C — емкость.
Емкость конденсатора — это количество заряда, которое он может хранить на единицу напряжения. Единицей измерения емкости является фарад (Ф), названный в честь Фарадея, и определяется как способность хранить 1 кулон заряда при приложенном потенциале 1 вольт.
Кулон (Кл) — это количество заряда, переносимого током в 1 ампер за 1 секунду.
Чтобы максимизировать эффективность, пластины конденсатора уложены слоями или намотаны на катушки с очень небольшим воздушным пространством между ними.
