ელექტროენერგიის საფუძვლები

ელექტრონული სქემები არის თითქმის ყველა ტექნოლოგიური წინსვლის განუყოფელი ნაწილი, რომელიც დღეს ჩვენს ცხოვრებაში ხდება. ტელევიზორი, რადიო, ტელეფონები და კომპიუტერები მაშინვე მახსენდება.

მაგრამ ელექტრონიკა ასევე გამოიყენება მანქანებში, სამზარეულოს ტექნიკაში, სამედიცინო აღჭურვილობასა და სამრეწველო კონტროლში. ამ მოწყობილობების გულში არის აქტიური კომპონენტები. ეს არის მიკროსქემის კომპონენტები, რომლებიც ელექტრონულად აკონტროლებენ ელექტრონების ნაკადს, როგორიცაა ნახევარგამტარები.

თუმცა, ამ მოწყობილობებს არ შეეძლოთ ფუნქციონირება ბევრად უფრო მარტივი პასიური კომპონენტების გარეშე, რომლებიც ნახევარგამტარებს მრავალი ათწლეულით უსწრებდნენ. აქტიური კომპონენტებისგან განსხვავებით, პასიური კომპონენტები, როგორიცაა რეზისტორები, კონდენსატორები და ინდუქტორები, ვერ აკონტროლებენ ელექტრონების ნაკადს ელექტრონული სიგნალებით.

წინააღმდეგობა

როგორც მისი სახელი გულისხმობს, რეზისტორი არის ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც ეწინააღმდეგება ელექტრული დენის დინებას წრეში.

ლითონებში, როგორიცაა ვერცხლი ან სპილენძი, რომლებსაც აქვთ მაღალი ელექტრული გამტარობა და, შესაბამისად, დაბალი წინაღობა, ელექტრონებს შეუძლიათ თავისუფლად გადახტეს ერთი ატომიდან მეორეზე მცირე წინააღმდეგობით.

მიკროსქემის კომპონენტის ელექტრული წინააღმდეგობა განისაზღვრება, როგორც გამოყენებული ძაბვის თანაფარდობა მასში გამავალ ელექტრო დენთან. ამის შესახებ, HyperPhysics-ის თანახმად, ფიზიკის რესურსების საიტი, რომელსაც მასპინძლობს ინდიანას სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ასტრონომიის დეპარტამენტი. საქართველოს.

წინააღმდეგობის სტანდარტული ერთეულია ომ, რომელსაც გერმანელი ფიზიკოსის გეორგ სიმონ ომის სახელი ეწოდა. წინააღმდეგობა შეიძლება გამოითვალოს Ohm-ის კანონის გამოყენებით, რომელიც ამბობს, რომ წინააღმდეგობა უდრის ძაბვას გაყოფილი დენზე, ან R = V/I, სადაც R არის წინააღმდეგობა, V არის ძაბვა და I არის დენი.

რეზისტორები ზოგადად კლასიფიცირდება როგორც ფიქსირებული ან ცვლადი. ფიქსირებული ღირებულების რეზისტორები მარტივი პასიური კომპონენტებია, რომლებსაც ყოველთვის აქვთ იგივე წინააღმდეგობა დადგენილ დენისა და ძაბვის ფარგლებში.

ცვლადი რეზისტორები არის მარტივი ელექტრომექანიკური მოწყობილობები, როგორიცაა ხმის კონტროლი და დიმერის კონცენტრატორები შეცვალეთ რეზისტორის ეფექტური სიგრძე ან ეფექტური ტემპერატურა, როდესაც ატრიალებთ სახელურს ან მოძრაობთ კონტროლერს სლაიდერი.

ინდუქციურობა

ინდუქტორი არის ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც შედგება მავთულის კოჭისგან, რომელსაც ელექტრული დენი მიედინება, რაც ქმნის მაგნიტურ ველს. ინდუქციურობის ერთეულია ჰენრი (H), ჯოზეფ ჰენრის სახელი.

ის იყო ამერიკელი ფიზიკოსი, რომელმაც დამოუკიდებლად აღმოაჩინა ინდუქციურობა ინგლისელ ფიზიკოს მაიკლ ფარადეისთან ერთად. ჰენრი არის ინდუქციურობის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 ვოლტი ელექტრომოძრავი ძალის (ელექტრული წნევის წყაროს) გამოსაწვევად, როდესაც დენი იცვლება 1 ამპერი წამში.

ინდუქტორების მნიშვნელოვანი გამოყენება აქტიურ სქემებში არის ის, რომ ისინი ბლოკავს მაღალი სიხშირის სიგნალებს, ხოლო დაბალი სიხშირის რხევებს უშვებს. გაითვალისწინეთ, რომ ეს არის კონდენსატორების საპირისპირო ფუნქცია. წრეში ორი კომპონენტის გაერთიანებას შეუძლია შერჩევითად გაფილტროს ან წარმოქმნას თითქმის ნებისმიერი სასურველი სიხშირის რხევები.

ისეთი ინტეგრირებული სქემების მოსვლასთან ერთად, როგორიცაა მიკროჩიპები, ინდუქტორები სულ უფრო მცირდება გავრცელებულია, რადგან სამგანზომილებიანი ხვეულების წარმოება უკიდურესად რთულია სქემებში 2D ანაბეჭდები. ამ მიზეზით, მიკროსქემები შექმნილია ინდუქტორების გარეშე და იყენებენ კონდენსატორებს არსებითად მისაღწევად იგივე შედეგების თანახმად, მაიკლ დაბსონი, კოლორადოს უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორი ლოდი.

ტევადობა

ტევადობა არის მოწყობილობის უნარი შეინახოს ელექტრული მუხტი. ელექტრონულ კომპონენტს, რომელიც ინახავს ელექტრულ მუხტს, ეწოდება კონდენსატორი.

კონდენსატორის უძველესი მაგალითია ლეიდენის ქილა. ეს მოწყობილობა გამოიგონეს სტატიკური ელექტრული მუხტის შესანახად გამტარ ფოლგაზე, რომელიც ფარავდა შუშის ქილის შიგნით და გარეთ.

უმარტივესი კონდენსატორი შედგება ორი ბრტყელი გამტარი ფირფიტისგან, რომლებიც გამოყოფილია მცირე უფსკრულით. პოტენციური სხვაობა, ანუ ძაბვა, ფირფიტებს შორის პროპორციულია ფირფიტებზე დამუხტვის რაოდენობის სხვაობისა. ეს გამოიხატება როგორც Q = CV, სადაც Q არის მუხტი, V არის ძაბვა და C არის ტევადობა.

კონდენსატორის ტევადობა არის მუხტის ოდენობა, რომელიც მას შეუძლია შეინახოს ერთეულ ძაბვაზე. ტევადობის გაზომვის ერთეული არის ფარადი (F), სახელწოდებით ფარადეი და განისაზღვრება, როგორც 1 კულონიანი დამუხტვის შენახვის შესაძლებლობა 1 ვოლტის გამოყენების პოტენციალით.

კულონი (C) არის მუხტის რაოდენობა, რომელიც გადაიცემა 1 ამპერის დენით 1 წამში.

მაქსიმალური ეფექტურობისთვის, კონდენსატორის ფირფიტები დაწყობილია ფენებად ან იჭრება კოჭებზე, მათ შორის ძალიან მცირე ჰაერის სივრცით.