Elektroniset piirit ovat olennainen osa lähes jokaista teknologista kehitystä, jota elämässämme tehdään nykyään. Televisio, radio, puhelimet ja tietokoneet tulevat heti mieleen.
Mutta elektroniikkaa käytetään myös autoissa, keittiökoneissa, lääketieteellisissä laitteissa ja teollisuuden ohjaimissa. Näiden laitteiden ytimessä ovat aktiiviset komponentit. Ne ovat piirikomponentteja, jotka ohjaavat elektronisesti elektronien virtaa, kuten puolijohteita.
Katso lisää
Uusi näkökulma: NASA julkaisee 3D-kuvia kaukaisista galakseista
Harvardin professori uskoo löytäneensä tekniikan fragmentteja…
Nämä laitteet eivät kuitenkaan voisi toimia ilman paljon yksinkertaisempia passiivisia komponentteja, jotka olivat vuosikymmeniä ennen puolijohteita. Toisin kuin aktiiviset komponentit, passiiviset komponentit, kuten vastukset, kondensaattorit ja induktorit, eivät voi ohjata elektronien virtaa elektronisilla signaaleilla.
Kuten nimestä käy ilmi, vastus on elektroninen komponentti, joka vastustaa sähkövirran virtausta piirissä.
Metalleissa, kuten hopeassa tai kuparissa, joilla on korkea sähkönjohtavuus ja siksi alhainen resistiivisyys, elektronit voivat hypätä vapaasti atomista toiseen pienellä vastuksella.
Piirikomponentin sähkövastus määritellään syötetyn jännitteen ja sen läpi kulkevan sähkövirran suhteena. HyperPhysicsin mukaan, fysiikan resurssisivusto, jota isännöi Indianan osavaltion yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitos. Georgia.
Resistanssin standardiyksikkö on ohmi, joka on nimetty saksalaisen fyysikon Georg Simon Ohmin mukaan. Resistanssi voidaan laskea Ohmin lailla, jonka mukaan resistanssi on yhtä suuri kuin jännite jaettuna virralla, tai R = V / I, missä R on vastus, V on jännite ja I on virta.
Vastukset luokitellaan yleensä joko kiinteisiin tai muuttuviin. Kiinteäarvovastukset ovat yksinkertaisia passiivisia komponentteja, joilla on aina sama resistanssi määrätyissä virta- ja jänniterajoissa.
Säädettävät vastukset ovat yksinkertaisia sähkömekaanisia laitteita, kuten äänenvoimakkuuden säätimet ja himmentimet muuttaa vastuksen tehollista pituutta tai tehollista lämpötilaa, kun käännät nuppia tai liikutat säädintä liukusäädin.
Induktori on elektroninen komponentti, joka koostuu lankakelasta, jonka läpi virtaa sähkövirta, joka muodostaa magneettikentän. Induktanssin yksikkö on Henry (H), joka on nimetty Joseph Henryn mukaan.
Hän oli amerikkalainen fyysikko, joka löysi itsenäisesti induktanssin samaan aikaan kuin englantilainen fyysikko Michael Faraday. Henry on induktanssin määrä, joka tarvitaan indusoimaan 1 voltti sähkömotorista voimaa (virtalähteen sähköinen paine), kun virta muuttuu 1 ampeerilla sekunnissa.
Tärkeä induktoreiden sovellus aktiivisissa piireissä on, että niillä on taipumus estää korkeataajuiset signaalit päästäen samalla läpi matalataajuiset värähtelyt. Huomaa, että tämä on kondensaattoreiden päinvastainen toiminto. Kahden komponentin yhdistäminen piirissä voi valikoivasti suodattaa tai tuottaa värähtelyjä lähes millä tahansa halutulla taajuudella.
Integroitujen piirien, kuten mikrosirujen, myötä induktorit vähenevät yleistä, koska kolmiulotteisia keloja on erittäin vaikea valmistaa piireissä 2D tulosteet. Tästä syystä mikropiirit on suunniteltu ilman induktoreita ja ne käyttävät kondensaattoreita saavuttaakseen olennaisesti samat tulokset Coloradon yliopiston fysiikan professorin Michael Dubsonin mukaan Siirtolohkare.
Kapasitanssi on laitteen kyky varastoida sähkövarausta. Sähkövarausta varastoivaa elektronista komponenttia kutsutaan kondensaattoriksi.
Vanhin esimerkki kondensaattorista on Leyden jar. Tämä laite keksittiin varastoimaan staattinen sähkövaraus johtavalle kalvolle, joka peitti lasipurkin sisä- ja ulkopinnan.
Yksinkertaisin kondensaattori koostuu kahdesta litteästä johtavasta levystä, jotka on erotettu pienellä rakolla. Levyjen välinen potentiaaliero eli jännite on verrannollinen levyjen varauksen määrän eroon. Tämä ilmaistaan muodossa Q = CV, jossa Q on varaus, V on jännite ja C on kapasitanssi.
Kondensaattorin kapasitanssi on varausmäärä, jonka se voi tallentaa jänniteyksikköä kohti. Kapasitanssin mittausyksikkö on Farad (F), joka on nimetty Faradayn mukaan, ja se määritellään kyvyksi tallentaa 1 coulomb varaus 1 voltin potentiaalilla.
Kuloni (C) on varauksen määrä, joka siirtyy 1 ampeerin virralla 1 sekunnissa.
Tehokkuuden maksimoimiseksi kondensaattorilevyt pinotaan kerroksittain tai kääritään keloille niin, että niiden välissä on hyvin vähän ilmatilaa.
