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被动,有效和机电组件

5月17日,2020年经过罗伯特·凯
该视频教程涵盖了与三大类电气和电子元件相关的一些基本信息。
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分类是技术和科学领域的一个重要方面,电气工程也不例外。类别帮助我们组织我们的思想,执行系统观察,并形成概念性连接。

相当多种类型的组件在电子电路和系统中定期使用,但如果我们经常考虑某些定义这些组件的特征,我们可以将它们放在三个广泛的类别中。让我们从以下短暂定义开始,然后我们将仔细看看三个类别。

  • 被动的组件不能放大信号,它们不会产生机械运动。
  • 积极的组件可以放大信号。
  • 机电组件将电能转换为机械运动,将机械运动转换成电能,或者促进电互连。

被动组件

被动部件与已经存在的电能合作。换句话说,它们不会将电能注入电路。最常见的被动电子元件是电阻器,电容器和电感器。电阻将电能转换为热量,电容器在电场中存储电能,电感器在磁场中存储电能。

公共电阻原理图符号。

公共电阻原理图符号。

用于电容器的不同类型的示意图。
用于电容器的不同类型的示意图。

电感器的示意性符号。 

电感器的示意性符号。

因此,它们都以一种方式处理电能被动的- 他们可以通过将能量从一种形式转换为另一个形式来影响电信号,而是通过注入由源(例如电池或电源电路)提供的能量来增加信号的功率。

较少常见的被动组件包括铁氧体珠子,这与电感器类似,用于噪声抑制;天线,有效地产生或接收电磁辐射;和变形金刚,使用紧密间隔的电感器来增加或降低交流电压的幅度。

该图示出了与电容器一起使用以产生电源滤波器的铁氧体珠子。

该图示出了与电容器一起使用以产生电源滤波器的铁氧体珠子。参考本文欲获得更多信息。

传感器响应物理条件生成或修改电信号。被动传感器包括热敏电阻,测量温度,光电阻挡者,测量光强度和电阻应变仪。所有这些都是抵抗的专业应用。

活动组件

通过注入由源分量供应的能量来产生电信号的有源组分可以贡献电信号。我们可以在放大或作为切换动作方面想到这一点。放大组件使用电源来增加输入信号的功率,并且电子交换机允许一个信号控制 - 即,通过或阻止第二个更高功率信号。

称为最具象征性的活动组件晶体管。一种双极结晶体管(BJT)像电流控制的电流源一样起作用,金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)与电压控制电流源类似的功能。两种类型的晶体管可以用作开关或作为放大器。

双极晶体管的示意图。

双极晶体管的示意图。

场效应晶体管的原理图符号。

场效应晶体管的原理图符号。

二极管是允许电流仅在一个方向上流动的常见组件。它们是活跃还是被动?实际上,这个问题很难回答。二极管类似于被动组件,因为它们只有两个终端并且不能增加信号的功率,但它们依赖于半导体结(如BJT),并且它们的电特性与电阻器,电容器和电感器的电气特性非常不同。如果我们说活动组件必须允许应用的电信号控制流过组件的另一部分的电流,则将二极管分类为被动。

机电部件

最熟悉的机电组件是电动马达。虽然电机的功能细节很大,但几乎所有的所有基本用途都具有相同的基本用途:将电能转换为旋转运动形式的机械能。

AAC的C-Biscuit机器人由两种拉丝直流电动机提供动力。

AACC-饼干机器人由两个拉丝直流电机提供动力。

一种发电机逆转这种关系:由例如移动水或风产生的机械运动被转换为电力。螺线管扬声器是将电能转换为线性运动的机电组件。

一些机电组件似乎没有机械,因为我们看不到他们的移动。这些压电设备,如石英晶体陶瓷谐振器,经验响应应用电场的机械变化。石英晶体广泛用于生产高精度定时信号。

该图示出了基于石英晶体的振荡器电路。

该图示出了基于石英晶体的振荡器电路。

一些其他机电组件是平凡的,但这并不意味着它们不重要。机械的开关仍然是控制电路的有效方法,以及连接器帮助我们方便地将电源电源电压和电源从系统的一部分传输到另一个系统。

结论

在此视频中,我们检查了主动和无源元件之间的差异,我们还提到了机电组件的一些示例。下一个教程提供了半导体的介绍。