В любой электронной схеме мы встречаем два типа электронных компонентов: один, который реагирует на поток электроэнергия и либо накапливает, либо рассеивает энергию. Это пассивные компоненты. Они могут быть линейными составляющими с линейным откликом на электрическую энергию или нелинейными составляющими с нелинейным откликом на электрическую энергию.

Тот, который поставляет энергию или контролирует поток энергии. Это активные компоненты. Для их запуска требуется внешний источник питания, и они обычно используются для усиления электрического сигнала. Давайте подробно рассмотрим каждый компонент.

3 пассивных линейных компонента:

Резистор: Резистор - это электронный компонент, который используется для сопротивления прохождению тока и уменьшения потенциала. Он состоит из компонента с низкой проводимостью, соединенного проводящими проводами на обоих концах. Когда через резистор протекает ток, электрическая энергия поглощается резистором и рассеивается в виде тепла. Таким образом, резистор оказывает сопротивление или противодействие току. Сопротивление выражается как

R = V / I, где V - падение напряжения на сопротивлении, I - ток, протекающий через резистор. Рассеиваемая мощность определяется как:

P = VI.

Законы сопротивления:

Сопротивление R, обеспечиваемое материалом, зависит от различных факторов.

Зависит непосредственно от его длины, л
Обратно изменяется от площади его поперечного сечения, A
Зависит от природы материала, определяемого его удельным сопротивлением или удельным сопротивлением, ρ
Также зависит от температуры
Предполагая, что температура постоянна, сопротивление (R) может быть выражено как R = ρl / A, где R - сопротивление в омах (Ω), l - длина в метрах, A - площадь в квадратных метрах, а ρ - удельная Сопротивление в Ом-мТС

Значение резистора рассчитывается по его сопротивлению. Сопротивление - это противостояние току.

Два метода измерения значений сопротивления:

Использование цветового кода: каждый резистор состоит из 4 или 5 цветных полос на своей поверхности. Первые три (два) цвета представляют номинал резистора, тогда как 4^th(третий) цвет представляет значение множителя, а последний - допуск.
Использование мультиметра: простой способ измерить сопротивление - использовать мультиметр для измерения значения сопротивления в омах.

Резисторы в электронных схемах

2 типа резисторов:

Постоянные резисторы : Резисторы с фиксированным значением сопротивления, которые используются для противодействия прохождению тока.
- Это могут быть резисторы из углеродной композиции, состоящие из смеси углерода и керамики.
- Это могут быть резисторы с углеродной пленкой, которые состоят из углеродной пленки, нанесенной на изолирующую подложку.
Углеродный резистор
- Это может быть металлопленочный резистор, который состоит из небольшого керамического стержня, покрытого металлом или оксидом металла, причем величина сопротивления регулируется толщиной покрытия.
Металлические резисторы
- Это может быть резистор с проволочной обмоткой, который состоит из сплава, обернутого вокруг керамического стержня и изолированного.
- Это могут быть резисторы для поверхностного монтажа, которые состоят из резистивного материала, такого как оксид олова, нанесенного на керамический чип.
Переменные резисторы : Они обеспечивают изменение значения сопротивления. Обычно они используются при делении напряжения. Это могут быть потенциометры или предустановки. Сопротивление можно изменять, управляя движением стеклоочистителя. Переменный резистор или переменное сопротивление, состоящее из трех соединений. Обычно используется как регулируемый делитель напряжения. Это резистор с подвижным элементом, который устанавливается ручкой или рычагом. Подвижный элемент также называется стеклоочистителем, он создает контакт с резистивной полосой в любой точке, которая выбирается ручным управлением.

Потенциометр

Потенциометр делит напряжение на разные пропорции в зависимости от его подвижных положений. Он используется в различных схемах, где нам требуется меньшее напряжение, чем напряжение источника.

Практическое применение переменных резисторов:

Иногда необходимо разработать схему переменного смещения постоянного тока, которая должна очень точно получать определенное напряжение, скажем, 1,5 вольт. Таким образом, делитель потенциала с переменным резистором выбирается таким образом, чтобы можно было изменять напряжение от 1 вольт до 2 вольт от 12-вольтовой батареи постоянного тока. Не от 0 до 2 вольт, а от 1 до 2 вольт по определенной причине. Можно использовать потенциометр 10 кОм через 12 вольт постоянного тока и получить это напряжение, но становится очень трудно отрегулировать потенциометр, так как полный угол дуги составляет около 300 градусов. . Но если следовать схеме ниже, он может легко получить это напряжение, потому что все 300 градусов доступны для регулировки всего от 1 до 2 вольт. Показано в схеме ниже 1,52 вольта. Так мы получаем лучшее разрешение. Эти одноразовые переменные резисторы называются предустановленными.

Потенциометр практический 3 Потенциометр практический 1

Конденсаторы : Конденсатор - это линейный пассивный компонент, который используется для хранения электрического заряда. Конденсатор обычно обеспечивает реактивное сопротивление протеканию тока. Конденсатор состоит из пары электродов, между которыми находится изолирующий диэлектрический материал.

Сохраненный заряд выражается

Q = CV, где C - емкостное сопротивление, а V - приложенное напряжение. Поскольку ток - это скорость потока заряда. Следовательно, ток через конденсатор равен:

I = C dV / dt.

Когда конденсатор подключен к цепи постоянного тока или когда через него протекает постоянный ток, который постоянен во времени (нулевая частота), конденсатор просто накапливает весь заряд и препятствует прохождению тока. Таким образом, конденсатор блокирует постоянный ток.

Когда конденсатор подключен к цепи переменного тока или через него течет изменяющийся во времени сигнал (с ненулевой частотой), конденсатор сначала сохраняет заряд, а затем оказывает сопротивление потоку заряда. Таким образом, его можно использовать в качестве ограничителя напряжения в цепи переменного тока. Предлагаемое сопротивление пропорционально частоте сигнала.

2 типа конденсаторов

Фиксированные конденсаторы : Они предлагают фиксированное реактивное сопротивление потоку тока. Это может быть слюдяной конденсатор, который состоит из слюды в качестве изоляционного материала. Это могут быть неполяризованные керамические конденсаторы, состоящие из керамических пластин, покрытых серебром. Это могут быть поляризованные электролитические конденсаторы, используемые там, где требуется высокое значение емкости.

Фиксированные конденсаторы

Переменные конденсаторы : Они обладают емкостью, которую можно изменять, изменяя расстояние между пластинами. Это могут быть конденсаторы с воздушным зазором или вакуумные конденсаторы.

Значение емкости может быть считано непосредственно на конденсаторе или может быть декодировано с использованием заданного кода. Для керамических конденсаторов 1^улдве буквы обозначают значение емкости. Третья буква обозначает количество нулей, а единица измерения - пико-фарады, а буква обозначает значение допуска.

Индукторы : Индуктор - это пассивный электронный компонент, который хранит энергию в виде магнитного поля. Обычно он состоит из проводящей катушки, которая оказывает сопротивление приложенному напряжению. Он работает по основному принципу закона индуктивности Фарадея, согласно которому магнитное поле создается, когда ток течет по проводу, а развивающаяся электродвижущая сила противодействует приложенному напряжению. Накопленная энергия определяется как:

E = LI ^ 2. Где L - это индуктивность, измеренная в Генри, а I - ток, протекающий через нее.

Катушки индуктивности

Его можно использовать в качестве дросселя, чтобы оказывать сопротивление приложенному напряжению и сохранять энергию, или использовать в сочетании с конденсатором для формирования настроенной цепи, используемой для колебаний. В цепях переменного тока напряжение опережает ток, поскольку приложенному напряжению требуется некоторое время, чтобы нарастить ток в катушке из-за сопротивления.

2 пассивных нелинейных компонента:

Диоды: Диод - это устройство, ограничивающее ток только в одном направлении. Диод обычно представляет собой комбинацию двух областей с различным легированием, образующих переход на пересечении, так что переход управляет потоком заряда через устройство.

6 типов диодов:

PN переходный диод : Простой диод с PN переходом состоит из полупроводника p-типа, установленного на полупроводнике n-типа, так что между p и n типами образуется переход. Его можно использовать как выпрямитель, который позволяет току течь в одном направлении при правильном подключении.

PN переходный диод

Стабилитрон : Это диод, состоящий из сильно легированной p-области по сравнению с n-областью, так что он не только позволяет току течь в одном направлении, но также позволяет току течь в противоположном направлении при приложении достаточного напряжения. Обычно используется как регулятор напряжения.

Стабилитрон

Туннельный диод : Это сильно легированный диод с PN переходом, в котором ток уменьшается с увеличением прямого напряжения. Ширина перехода уменьшается с увеличением концентрации примеси. Он сделан из германия или арсенида галлия.

Туннельный диод

Светодиод : Это особый тип диода с PN переходом, сделанный из полупроводников, таких как арсенид галлия, который излучает свет при подаче подходящего напряжения. Свет, излучаемый светодиодом, является монохроматическим, то есть одного цвета, соответствующего определенной частоте в видимой полосе электромагнитного спектра.

Светодиод

Фото диод : Это особый тип диода с PN переходом, сопротивление которого уменьшается при падении на него света. Он состоит из диода с PN переходом, помещенного в пластик.

Фотодиод

Переключатели : Переключатели - это устройства, которые позволяют протекать току к активным устройствам. Это бинарные устройства, которые в полностью включенном состоянии позволяют протекать току, а в полностью выключенном состоянии блокируют прохождение тока. Это может быть простой тумблер, который может быть двухконтактным или трехконтактным, или кнопочным.

2 активных электронных компонента:

Транзисторы : Транзисторы - это устройства, которые обычно преобразуют сопротивление одной части схемы в другую. Они могут управляться напряжением или током. Транзистор может работать как усилитель или как переключатель.

2 типа транзисторов:

БЮТ или биполярный переходной транзистор : BJT - это устройство с регулируемым током, которое состоит из слоя полупроводникового материала n-типа, зажатого между двумя слоями полупроводникового материала p-типа. Он состоит из трех выводов - эмиттера, базы и коллектора. Переход коллектор-база менее легирован по сравнению с переходом эмиттер-база. Переход эмиттер-база смещен в прямом направлении, тогда как переход коллектор-база имеет обратное смещение при нормальной работе транзистора.

Биполярный переходной транзистор

Полевой транзистор или полевой транзистор : FET - это устройство, управляемое напряжением. Омические контакты снимаются с двух сторон шины n-типа. Он состоит из трех терминалов - Gate, Drain и Source. Напряжение, приложенное к клеммам затвор-исток и сток-исток, управляет протеканием тока через устройство. Обычно это устройство с высоким сопротивлением. Это может быть JFET (переходный полевой транзистор), который состоит из подложки n-типа, на стороне которой нанесена полоса противоположного типа, или MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), который состоит из изолирующего слоя оксида кремния между металлическим контактом затвора и подложкой.

МОП-транзистор

TRIACS или SCR : SCR или кремниевый управляемый выпрямитель - это трехконтактное устройство, которое обычно используется в качестве переключателя в силовая электроника . Он представляет собой комбинацию двух спина к спине диодов с 3 переходами. Ток через SCR протекает из-за напряжения, приложенного к аноду и катоду, и управляется напряжением, приложенным к выводу затвора. Он также используется в качестве выпрямителя в цепях переменного тока.

SCR

Итак, это некоторые из важных компонентов любой электронной схемы. Помимо этих активных и пассивных компонентов, есть еще один компонент, который имеет жизненно важное значение в схеме. Это интегральная схема.

Что такое интегральная схема?

DIP IC

Интегральная схема - это микросхема или микрочип, на котором изготовлены тысячи транзисторов, конденсаторов, резисторов. Это может быть ИС усилителя, ИС таймера, ИС генератора сигналов, ИС памяти или ИС микроконтроллера. Это может быть аналоговая ИС с непрерывно регулируемым выходом или цифровая ИС, работающая на нескольких определенных уровнях. Основными строительными блоками цифровых ИС являются логические вентили.

Он может быть доступен в различных пакетах, таких как Dual in Line Package (DIP) или Small Outline Package (SOP) и т. Д.

Практическое применение резисторов - делителей потенциала

Делители потенциала часто используются в электронных схемах. Поэтому желательно, чтобы полное понимание этого сильно помогло в разработке электронных схем. Вместо того, чтобы вычислять напряжения математически, применяя закон Ома, следующий пример, оценивая их пропорционально, можно было бы быстро получить приблизительное напряжение, уделяя внимание научно-исследовательской деятельности.

Когда два резистора равного номинала (например, 6 кОм для R1 и R2) подключен через источник , через них будет протекать такой же ток. Если измерить напряжение питания, показанное на схеме, он будет регистрировать 12 В относительно земли. Если затем поместить измеритель между землей (0 В) и серединой двух резисторов, он покажет 6 В. Затем напряжение батареи делится пополам. Таким образом, напряжение на R2 для земли = 6 В.

Разделитель потенциала 1

по аналогии

2. Если значения резистора изменить на 4K (R1) и 8K (R2), то напряжение в центре будет 8В для земли.

Разделитель потенциала 2

3. Если значения резистора изменить на 8K (R1) и 4K (R2), то напряжение в центре будет 4 В для земли.

Разделитель потенциала 3

Напряжение в центре лучше определяется соотношением значений двух резисторов, хотя можно использовать закон Ома, чтобы вычислить, чтобы получить то же значение. Случай-1 соотношение было 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, Case-2 ratio 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v и Case-3 ratio 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v.

Заключение : -В делителе потенциала, если верхнее сопротивление резистора уменьшается, то напряжение в центре повышается (относительно земли). Если меньшее значение резистора уменьшается, тогда напряжение в центре падает.

Математически но напряжение в центре всегда может быть определено соотношением двух номиналов резисторов, что требует много времени и дается известной формулой закона Ома V = IR

Давайте посмотрим на пример-2

V = {напряжение питания / (R₁+ R_два)} X R2

V = {12 В / (4K + 8K)} R2

= (12/12000) х 8000

V = 8v