В чем разница между активными и пассивными элементами, такими как транзисторы, диоды, операционные усилители

В чем разница между активными и пассивными элементами, такими как транзисторы, диоды, операционные усилители

В данной статье рассматривается ключевое различие между активными и пассивными элементами в области электроники и электротехники. Описываются особенности и функции таких активных элементов, как транзисторы, диоды и операционные усилители, а также пассивных элементов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. В статье приводится описание того, как активные элементы усиливают и обрабатывают сигналы, требуя внешнего источника энергии, в то время как пассивные элементы реагируют на изменения в цепи без активного изменения своих характеристик. Данное обсуждение помогает понять важность каждого типа элементов в разработке и функционировании электрических устройств и систем.

Авторы публикации

Рубрика

Электротехника

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 47 (145), Декабрь ‘23

Дата публикации 04.12.2023

Поделиться

Активные и пассивные элементы играют ключевую роль в области электроники и электротехники, определяя характер работы электрических цепей и устройств. Различия между ними определяются их способностью управлять и обрабатывать электрические сигналы.

Пассивные элементы:

Пассивные элементы, такие как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, не способны усиливать сигналы и не обладают возможностью поставки энергии. Они реагируют на изменения напряжения и тока в цепи, предоставляя определенные характеристики, такие как сопротивление, емкость и индуктивность.

 

- Резисторы - предоставляют сопротивление в электрической цепи, контролируя ток и напряжение.

- Конденсаторы - накапливают и хранят электрическую энергию в виде электрического поля между своими пластинами.

- Катушки индуктивности - хранят энергию в магнитном поле, создавая индуктивное сопротивление в цепи.

Пассивные элементы играют важную роль в фильтрации сигналов, регулировании тока и напряжения и хранении энергии в различных электрических устройствах.

 

Активные элементы:

В отличие от пассивных элементов, активные элементы способны усиливать и обрабатывать электрические сигналы. Они требуют внешнего источника энергии и могут изменять свои характеристики в зависимости от внешних сигналов.

 

- Транзисторы - являются основными блоками многих электронных устройств. Они предоставляют усиление и регулирование в электрических цепях. Транзисторы играют ключевую роль в электронике и используются в различных устройствах, таких как усилители, инверторы, микропроцессоры, транзисторные ключи и т.д. Они позволяют электронным устройствам выполнять различные функции, включая усиление сигналов, переключение токов и создание логических операций.

- Диоды - позволяют току протекать только в одном направлении, что делает их идеальными для выпрямления переменного тока в постоянный. Диоды применяются для выпрямления переменного тока в источниках питания, защиты от перенапряжения, детектирования сигналов, в освещении, коммутации и других видеообработке сигналов. Например, в солнечных батареях используются диоды для защиты от обратного тока из батареи в сеть.

         Существуют несколько видов диодов:

  1. Кремниевые диоды: Наиболее распространенный тип диода, используемый для выпрямления тока в источниках питания и других устройствах.
  2. Шоттки диоды: Особенностью Шоттки-диода является более высокая скорость коммутации и ниже пороговое напряжение по сравнению с стандартными кремниевыми диодами.
  3. Светодиоды (LED): Преобразуют электрическую энергию в световую энергию и широко используются в освещении и электронике.
  4. Диоды Шоттки: Имеют структуру, использующую металл и полупроводник, обеспечивают быстрое включение и выключение.
  5. Диоды туннелирования: Обладают способностью пропускать ток через процессы туннелирования, используются в высокочастотных устройствах.

- Операционные усилители - имеют высокое усиление, высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление, что делает их идеальными для усиления, фильтрации и обработки сигналов.

Операционные усилители могут использоваться для создания различных видов сигналов, таких как прямоугольные, треугольные и синусоидальные, что полезно в приложениях генерации сигналов и импульсных формирователях, используются в системах автоматического регулирования для управления параметрами системы и обеспечения стабильности,  также в коммутационных схемах для усиления и коммутации сигналов между различными устройствами.

Активные элементы часто используются в усилителях, интегральных схемах, источниках питания и других электронных устройствах, где требуется обработка и усиление сигналов.

В заключение, активные элементы обладают возможностью усиливать и обрабатывать сигналы с использованием внешнего источника энергии, в то время как пассивные элементы реагируют на изменения в цепи, но не изменяют активно сами по себе характеристики сигналов. Оба типа элементов играют важную роль в построении разнообразных электрических устройств и систем.

Список литературы

  1. Диоды, типы диодов, применение - URL: https://goo.su/rFEHy (дата обращения 3.11.23).
  2. Транзистор, схемы, применения - URL: https://goo.su/BvtyHq (дата обращения 3.11.23)
  3. Электронные компоненты, виды, характеристики, - URL: https://m-focus.ru/osnovnye-elektronnye-komponenty/ (дата обращения 3.11.23).
  4. Кузнецов Э. В., Куликова Е. А., Культиасов П. С., Лунин В. П. ; Под общ. ред. Лунина В.П. Электротехника и электроника (дата обращения 3.11.23)

Предоставляем бесплатную справку о публикации, препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 2 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary