Elektroniska kretsar är en integrerad del av nästan alla tekniska framsteg som görs i våra liv idag. Tv, radio, telefoner och datorer dyker genast upp.
Men elektronik används också i bilar, köksmaskiner, medicinsk utrustning och industriella kontroller. I hjärtat av dessa enheter är de aktiva komponenterna. De är kretskomponenter som elektroniskt styr flödet av elektroner, som halvledare.
se mer
Ett nytt perspektiv: NASA släpper 3D-bilder av avlägsna galaxer
Harvard-professorn tror att han har hittat fragment av teknologi...
Men dessa enheter kunde inte fungera utan de mycket enklare passiva komponenterna som föregick halvledare i många decennier. Till skillnad från aktiva komponenter kan passiva komponenter som motstånd, kondensatorer och induktorer inte styra flödet av elektroner med elektroniska signaler.
Motstånd
Som namnet antyder är ett motstånd en elektronisk komponent som motstår flödet av elektrisk ström i en krets.
I metaller som silver eller koppar, som har hög elektrisk ledningsförmåga och därför låg resistivitet, kan elektroner fritt hoppa från en atom till nästa med lite motstånd.
Den elektriska resistansen hos en kretskomponent definieras som förhållandet mellan den pålagda spänningen och den elektriska ström som flyter genom den. av det, enligt HyperPhysics, en fysikresurswebbplats som är värd av Institutionen för fysik och astronomi vid Indiana State University. Georgien.
Standardenheten för motstånd är ohm, uppkallad efter den tyske fysikern Georg Simon Ohm. Resistans kan beräknas med Ohms lag, som säger att resistans är lika med spänning dividerat med ström, eller R = V/I, där R är resistans, V är spänning och I är ström.
Motstånd klassificeras i allmänhet som antingen fasta eller variabla. Fastvärdesmotstånd är enkla passiva komponenter som alltid har samma resistans inom föreskrivna ström- och spänningsgränser.
Variabla motstånd är enkla elektromekaniska enheter, såsom volymkontroller och dimmerbrytare, det ändra den effektiva längden eller effektiva temperaturen för ett motstånd när du vrider på en ratt eller flyttar en kontroll reglaget.
Induktans
En induktor är en elektronisk komponent som består av en trådspole med en elektrisk ström som flyter genom den och skapar ett magnetfält. Enheten för induktans är Henry (H), uppkallad efter Joseph Henry.
Han var en amerikansk fysiker som självständigt upptäckte induktansen samtidigt som den engelske fysikern Michael Faraday. En henry är mängden induktans som behövs för att inducera 1 volt elektromotorisk kraft (det elektriska trycket från en strömkälla) när strömmen ändras med 1 ampere per sekund.
En viktig tillämpning av induktorer i aktiva kretsar är att de tenderar att blockera högfrekventa signaler samtidigt som de släpper igenom lågfrekventa svängningar. Observera att detta är den motsatta funktionen av kondensatorer. Att kombinera de två komponenterna i en krets kan selektivt filtrera eller generera svängningar av nästan vilken önskad frekvens som helst.
Med tillkomsten av integrerade kretsar som mikrochips blir induktorerna färre vanligt, eftersom tredimensionella spolar är extremt svåra att tillverka i kretsar 2D-utskrifter. Av denna anledning är mikrokretsar utformade utan induktorer och använder kondensatorer för att uppnå i huvudsak samma resultat, enligt Michael Dubson, professor i fysik vid University of Colorado vid Flyttblock.
kapacitans
Kapacitans är en enhets förmåga att lagra elektrisk laddning. Den elektroniska komponenten som lagrar elektrisk laddning kallas en kondensator.
Det äldsta exemplet på en kondensator är Leyden-burken. Denna enhet uppfanns för att lagra en statisk elektrisk laddning på den ledande folien som täckte insidan och utsidan av en glasburk.
Den enklaste kondensatorn består av två platta ledande plattor åtskilda av ett litet gap. Potentialskillnaden, eller spänningen, mellan plattorna är proportionell mot skillnaden i mängden laddning på plattorna. Detta uttrycks som Q = CV, där Q är laddning, V är spänning och C är kapacitans.
Kapacitansen hos en kondensator är mängden laddning den kan lagra per spänningsenhet. Enheten för att mäta kapacitans är farad (F), uppkallad efter Faraday, och definieras som förmågan att lagra 1 coulomb laddning med en pålagd potential på 1 volt.
En coulomb (C) är mängden laddning som överförs av en ström på 1 ampere på 1 sekund.
För att maximera effektiviteten staplas kondensatorplattorna i lager eller lindas på spolar med mycket litet luftutrymme mellan dem.