В электронике есть фундаментальный класс радиокомпонентов, без которых невозможно представить ни одно электронное устройство — это пассивные компоненты. Они являются невидимыми тружениками, обеспечивающими правильное функционирование схем, формируя, фильтруя и регулируя электрические сигналы.
Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим основные их виды.
Чем отличаются пассивные электронные компоненты от активных
Ключевое различие между активными и пассивными компонентами заключается в их способности усиливать или генерировать энергию. Пассивные компоненты — это радиодетали, которые сами не могут усиливать или генерировать электрическую энергию. Они лишь рассеивают, накапливают или передают ее, изменяя форму или частотные характеристики.
Поведение пассивных радиодеталей полностью определяется приложенным к ним напряжением или током. Примерами являются:
- резисторы;
- конденсаторы;
- катушки индуктивности;
- мемристоры.
Последние в электронике почти не применялись, их задействование активизировалось лишь недавно в системах искусственного интеллекта.
Активные компоненты — это радиодетали или их составные элементы, которые могут усиливать, генерировать или управлять электрической энергией, используя внешний источник питания. А пассивные, в свою очередь, — это инструменты, которые формируют и направляют электрический ток. А их активные элементы — это драйверы, которые управляют этим током и выполняют более сложные функции.
Резисторы
Самый простой и распространенный пассивный компонент — резистор. Его основная функция — создавать электрическое сопротивление в цепи, тем самым ограничивать ток и вызывать падение напряжения. Принцип работы резистора заключается в преобразовании электрической мощности в тепловую энергию. Чем выше сопротивление резистора, тем сильнее он препятствует прохождению тока через цепь, в которую он включен.
Используется резистор для ограничения тока, защиты других компонентов от перегрузки. Также он применяется как делитель напряжения или как нагрузочный резистор, поглощая часть мощности.
Конденсаторы
Пассивным компонентом, предназначенным для накопления электрического заряда и энергии электрического поля, является конденсатор. Он состоит из двух проводящих пластин (обкладок), разделенных диэлектриком (изолятором). При подаче напряжения на обкладки, на них накапливаются заряды противоположного знака, создавая электрическое поле.
Конденсаторы используются:
- для фильтрации, т.е. сглаживания пульсаций напряжения и накопления энергии в импульсных, трансформаторных, а также аккумуляторных, источниках питания;
- для развязки по питанию в каскадах усилителей и генераторов;
- при частотной фильтрации в полосовых и резонансных фильтрах;
- как времязадающие элементы совместно с резисторами или катушками индуктивности в формирователях импульсов, в генераторах колебаний.
Катушки индуктивности и дроссели
Существуют также индуктивные пассивные компоненты (катушки индуктивности), которые накапливают энергию в магнитном поле, возникающем при протекании электрического тока через обмотку. Дроссели — разновидность катушек индуктивности. Все они специально разработаны для генерации или подавления переменной составляющей тока/напряжения. А трансформаторы с автотрансформаторами используются для генерации и трансформации переменного напряжения.
Принцип работы катушек индуктивности и дросселей заключается в их свойстве препятствовать изменению тока, протекающего через обмотку, генерируя ЭДС самоиндукции. Это позволяет катушкам индуктивности выравнивать пульсации тока и накапливать энергию в виде магнитного поля.
Заключение
Совместное использование активных и пассивных компонентов позволяет создавать простые и сложные электронные приборы. Хотя пассивные компоненты часто воспринимаются как дискретные (отдельные) элементы, они также являются неотъемлемой частью более сложных интегральных устройств, таких как микросборки и интегральные микросхемы.