Osnove elektrike

Elektronska vezja so sestavni del skoraj vsakega tehnološkega napredka v našem današnjem življenju. Takoj pridejo na misel televizija, radio, telefoni in računalniki.

Vendar pa se elektronika uporablja tudi v avtomobilih, kuhinjskih napravah, medicinski opremi in industrijskih krmilnikih. V središču teh naprav so aktivne komponente. So komponente vezja, ki elektronsko nadzorujejo pretok elektronov, kot polprevodniki.

Vendar te naprave ne bi mogle delovati brez veliko enostavnejših pasivnih komponent, ki so bile desetletja pred polprevodniki. Za razliko od aktivnih komponent pasivne komponente, kot so upori, kondenzatorji in induktorji, ne morejo nadzorovati pretoka elektronov z elektronskimi signali.

Odpornost

Kot že ime pove, je upor elektronska komponenta, ki se upira pretoku električnega toka v vezju.

V kovinah, kot sta srebro ali baker, ki imajo visoko električno prevodnost in zato nizko upornost, lahko elektroni prosto skačejo z enega atoma na drugega z majhnim uporom.

Električni upor komponente vezja je definiran kot razmerje med uporabljeno napetostjo in električnim tokom, ki teče skozi njo. od tega, glede na HyperPhysics, spletno mesto z viri fizike, ki ga gosti Oddelek za fiziko in astronomijo na Državni univerzi Indiana. Georgia.

Standardna enota upora je ohm, poimenovana po nemškem fiziku Georgu Simonu Ohmu. Upor je mogoče izračunati z uporabo Ohmovega zakona, ki pravi, da je upor enak napetosti, deljeni s tokom, ali R = V / I, kjer je R upor, V napetost in I tok.

Upori so na splošno razvrščeni kot fiksni ali spremenljivi. Upori s fiksno vrednostjo so preproste pasivne komponente, ki imajo vedno enak upor znotraj predpisanih tokovnih in napetostnih meja.

Spremenljivi upori so preproste elektromehanske naprave, kot so regulatorji glasnosti in zatemnilna stikala, ki spremenite efektivno dolžino ali efektivno temperaturo upora, ko zavrtite gumb ali premaknete kontrolnik drsnik.

Induktivnost

Induktor je elektronska komponenta, sestavljena iz tuljave žice, skozi katero teče električni tok, ki ustvarja magnetno polje. Enota induktivnosti je Henry (H), poimenovana po Josephu Henryju.

Bil je ameriški fizik, ki je neodvisno odkril induktivnost v istem času kot angleški fizik Michael Faraday. Henry je količina induktivnosti, ki je potrebna za indukcijo 1 volta elektromotorne sile (električnega tlaka iz vira energije), ko se tok spreminja z 1 amperom na sekundo.

Pomembna uporaba induktorjev v aktivnih vezjih je, da blokirajo visokofrekvenčne signale, medtem ko prepuščajo nizkofrekvenčna nihanja. Upoštevajte, da je to nasprotna funkcija kondenzatorjev. Kombinacija obeh komponent v vezju lahko selektivno filtrira ali ustvari nihanja skoraj katere koli želene frekvence.

S prihodom integriranih vezij, kot so mikročipi, je induktorjev vse manj običajno, ker je tridimenzionalne tuljave izjemno težko izdelati v vezjih 2D tisk. Iz tega razloga so mikrovezja zasnovana brez induktorjev in uporabljajo kondenzatorje za doseganje v bistvu enaki rezultati, pravi Michael Dubson, profesor fizike na Univerzi v Koloradu na Boulder.

kapacitivnost

Kapacitivnost je sposobnost naprave za shranjevanje električnega naboja. Elektronska komponenta, ki shranjuje električni naboj, se imenuje kondenzator.

Najstarejši primer kondenzatorja je Leydenski kozarec. Ta naprava je bila izumljena za shranjevanje statičnega električnega naboja na prevodno folijo, ki je prekrivala notranjost in zunanjost steklenega kozarca.

Najenostavnejši kondenzator je sestavljen iz dveh ravnih prevodnih plošč, ločenih z majhno režo. Potencialna razlika ali napetost med ploščama je sorazmerna z razliko v količini naboja na ploščah. To je izraženo kot Q = CV, kjer je Q naboj, V napetost in C kapacitivnost.

Kapacitivnost kondenzatorja je količina naboja, ki ga lahko shrani na enoto napetosti. Enota za merjenje kapacitivnosti je farad (F), poimenovana po Faradayu, in je opredeljena kot sposobnost shranjevanja 1 kulona naboja z uporabljenim potencialom 1 volta.

Kulon (C) je količina naboja, ki jo prenese tok 1 ampera v 1 sekundi.

Da bi povečali učinkovitost, so plošče kondenzatorja zložene v plasteh ali navite na tuljave z zelo malo zračnega prostora med njimi.