
电子电路是当今生活中几乎所有技术进步的组成部分。电视,收音机,电话和计算机立即浮现,但电子设备也用于汽车,厨房电器,医疗设备和工业控制中。这些设备的核心是活性组件,或电路的组件,这些电路是电子控制电子流的电路,例如半导体。但是,如果没有更简单的被动组件,这些设备就无法正常工作,这些组件比半导体更重要。与主动组件不同,被动组件(例如电阻器,电容器和电感器)无法用电子信号控制电子流。
反抗
顾名思义,电阻器是一种电子组件,可抵抗流动电流在电路中。
在金属中银或者铜,具有较高的电导率,因此电阻率低,电子能够自由跳过一个原子下一个,几乎没有阻力。
电路组件的电阻定义为施加的电压与流过它的电流的比率高物理学,由佐治亚州立大学物理与天文学系主持的物理资源网站。电阻的标准单位是欧姆,该单元以德国物理学家的名字命名Georg Simon Ohm。它被定义为在1伏特的电流1安培的电路中的电阻。可以使用欧姆定律计算电阻,该定律指出电阻等于电压除以电流或r = v/i(更常见为v = ir),其中r是电阻,v是电压,i是电流。
电阻通常被归类为固定或变量。固定值电阻是简单的被动组件,在其处方电流和电压极限内总是具有相同的电阻。它们具有广泛的电阻值,从不到1欧姆到数百万欧姆。
可变电阻是简单的机电设备,例如体积控制和调光开关,当您转动旋钮或移动幻灯片控制时,电阻会改变电阻的有效长度或有效温度。
电感
电感器是由电流线圈组成的电子组件,其电流贯穿其中,从而产生磁场。电感单位是亨利(H),以约瑟夫·亨利,一位美国物理学家,与英国物理学家大约在同一时间独立发现电感迈克尔·法拉第。一个亨利是诱导1伏电动力(来自能源的电压)所需的电感量,当电流以每秒1安培的1安培而变化时。
电感器在主动电路中的一个重要应用是,它们倾向于阻止高频信号,同时让低频振荡通过。请注意,这是电容器的相反功能。在电路中组合两个组件可以选择性地过滤或生成几乎所有所需频率的振荡。
随着集成电路(例如微芯片)的出现,电感器变得越来越普遍,因为3D线圈在2D印刷电路中非常困难。由于这个原因,微电路是没有电感器的设计,并使用电容器可以实现基本相同的结果。
电容
电容是设备存储的能力电荷,因此,存储电荷的电子组件称为电容器。电容器的最早例子是莱登罐子。该设备的发明是为了存储静态电荷的发明,以进行箔纸,以衬里玻璃罐的内部和外部。
最简单的电容器由两个平面板组成,这些平板板被一个小间隙隔开。板之间的电势差或电压与板上电荷量差成正比。这表示为Q = CV,其中Q是电荷,V是电压,C是电容。
电容器的电容是每单位电压可以存储的充电量。测量电容的单元是Farad(F),以Faraday的名字命名,被定义为存储1个充电的能力,其施加了1伏的电势。一个库仑(c)是1秒内1安培电流传递的电荷量。
为了最大程度地提高效率,电容器板堆积在层中,或者在线圈中堆叠,它们之间的气隙很小。介电材料- 绝缘材料在板之间部分阻断电场 - 通常在气隙内使用。这使板可以存储更多的充电,而无需弧形和短路。
电容器通常是在使用振荡电信号(例如收音机和音频设备)的主动电子电路中发现的。它们几乎可以瞬间充电和排放,这使它们可以用于产生或过滤电路中的某些频率。振荡信号可以为一盘电容器充电,而另一个板放电,然后当电流逆转时,它会在第一板放电时给另一板充电。
通常,较高的频率可以通过电容器,而较低的频率被阻止。电容器的大小确定信号被阻止或允许通过的截止频率。组合组合的电容器可用于过滤指定范围内的选定频率。
超级球员使用纳米技术创建超级材料层,例如石墨烯,要实现相同大小的传统电容器的10至100倍的能力;但是它们的响应时间比传统的介电电容器要慢得多,因此它们不能用于主动电路中。另一方面,它们有时可以用作电源在某些应用程序中,例如在计算机存储芯片中,以防止削减主要功率时数据丢失。
电容器也是计时设备的关键组成部分,例如由缝合,位于加利福尼亚的公司。这些设备用于各种应用程序,从手机到高速火车,再到股票市场进行交易。微小的计时装置称为MEMS(微电学系统),依赖电容器正常运行。 Piyush Seration在Sitime的营销副总裁Piyush Sevalia说:“如果定时设备中的振荡组件(振荡组件)没有正确的电容器和负载电容,那么正时电路将不会可靠地启动,在某些情况下,它会完全停止振荡。”
其他资源:
本文于2019年1月16日由现场科学贡献者雷切尔·罗斯(Rachel Ross)更新。