Електронски склопови саставни су део готово свих технолошких достигнућа у нашем данашњем животу. Телевизија, радио, телефони и рачунари одмах падају на памет, али електроника се користи и у аутомобилима, кухињским апаратима, медицинској опреми и индустријској контроли. У срцу ових уређаја су активне компоненте или компоненте кола које електронски управљају протоком електрона, попут полуводича. Међутим, ови уређаји не би могли да функционишу без много једноставнијих, пасивних компоненти које су претходиле полуводичима много деценија. За разлику од активних компоненти, пасивне компоненте, попут отпорника, кондензатора и индуктора, не могу контролисати проток електрона електронским сигналима.
Отпор
Као што му име каже, отпорник је електронска компонента која одолијева протоку електричне струје у кругу.
У металима попут сребра или бакра, који имају високу електричну проводљивост и самим тим ниску отпорност, електрони могу слободно прескакати са једног атома на други, са малим отпором.
Електрични отпор компоненте кола је дефинисан као однос примењеног напона према електричној струји која пролази кроз њега, наводи се у саопштењу ХиперПхисицс, веб локације за физику која је домаћин одсека за физику и астрономију на Универзитету Џорџија. Стандардна јединица за отпор је охм, која је добила име по немачком физичару Георгу Симону Охму. Дефинише се као отпор у кругу са струјом од 1 ампера на 1 волт. Отпор се може израчунати помоћу Охмовог закона, који каже да је отпор једнак напону подељеном са струјом, или Р = В / И (чешће се пише као В = ИР), где је Р отпор, В је напон, а И струја.
Отпорници се углавном класификују као фиксни или променљиви. Отпори са фиксном вредношћу су једноставне пасивне компоненте које увек имају исти отпор унутар својих прописаних граница струје и напона. Доступне су у широком распону вриједности отпора, од мање од 1 охма до неколико милиона охма.
Променљиви отпорници су једноставни електромеханички уређаји, као што су контрола јачине звука и диммер прекидачи, који мењају ефективну дужину или ефективну температуру отпорника када окренете дугме или померите клизни регулатор.
Индуктивност
Индуктор је електронска компонента која се састоји од завојнице жице са електричном струјом која пролази кроз њу, стварајући магнетно поље. Јединица за индуктивност је хенри (Х), назван по Јосепху Хенрију, америчком физичару, који је индуктивитет открио независно приближно у исто време када и енглески физичар Мицхаел Фарадаи. Једна хенри је количина индуктивности која је потребна да се индукује 1 волт електромоторне силе (електрични притисак из извора енергије) када се струја мења на 1 амперу у секунди.
Једна од важних примена индуктора у активним круговима је та што они имају тенденцију да блокирају високофреквентне сигнале док пуштају осцилације ниже фреквенције. Имајте на уму да је ово супротна функција кондензатора. Комбиновањем две компоненте у колу могу се селективно филтрирати или генерирати осцилације готово било које жељене фреквенције.
Са појавом интегрисаних кола, као што су микрочипови, индуктори постају мање уобичајени, јер је 3Д намотаје изузетно тешко произвести у 2Д штампаним круговима. Из тог разлога, микро-склопови су дизајнирани без индуктора и уместо тога користе кондензаторе да би постигли потпуно исте резултате, изјавио је Мицхаел Дубсон, професор физике на Универзитету Цолорадо Боулдер.
Капацитет
Капацитет је способност уређаја да складишти електрични набој, па се као таква електронска компонента која складишти електрични набој назива кондензатор. Најранији пример кондензатора је посуда Леиден. Овај уређај је измишљен за чување статичког електричног набоја на водљивој фолији која је стајала унутар и ван стаклене посуде.
Најједноставнији кондензатор састоји се од две равне проводне плоче одвојене малим размаком. Разлика потенцијала или напон између плоча пропорционална је разлици количине набоја на плочама. То се изражава као К = ЦВ, где је К набој, В је напон и Ц је капацитивност.
Капацитет кондензатора је количина набоја коју може да складишти по јединици напона. Јединица за мерење капацитивности је фарад (Ф), названа по Фарадаиу и дефинисана је као капацитет за смештање 1 кубног напона са примењеним потенцијалом од 1 волта. Један цоуломб (Ц) је количина набоја пренесена струјом од 1 ампера у 1 секунди.
Да би се повећала ефикасност, кондензаторске плоче су сложене у слојеве или намотане у завојнице са врло малим ваздушним зазором између њих. Унутар ваздушног простора често се користе диелектрични материјали - изолациони материјали који делимично блокирају електрично поље између плоча. То омогућава плочама да спремају више напуњености без лучења и скраћивања.
Кондензатори се често налазе у активним електронским круговима који користе осцилирајуће електричне сигнале, попут оних у радио станицама и аудио опреми. Они се могу тренутно пунити и празнити, што омогућава њиховој производњи или филтрирању одређених фреквенција у круговима. Осцилирајући сигнал може напунити једну плочу кондензатора док се друга плоча испразни, а затим када се струја преокрене, напуниће другу плочу док се прва плоча празни.
Опћенито, веће фреквенције могу проћи кроз кондензатор, док су ниже фреквенције блокиране. Величина кондензатора одређује фреквенцију искључивања за коју су блокирани или дозвољени сигнали да прођу. Кондензатори у комбинацији могу се користити за филтрирање одабраних фреквенција у одређеном распону.
Суперкондензатори се производе помоћу нанотехнологије да би се створили супер танки слојеви материјала, попут графена, за постизање капацитета који су 10 до 100 пута већи од класичних кондензатора исте величине; али имају много спорија времена одзива од класичних диелектричних кондензатора, тако да се не могу користити у активним круговима. С друге стране, они се понекад могу користити као извор напајања у одређеним апликацијама, попут рачунарских меморијских чипова, да се спречи губитак података при прекиду главне струје.
Кондензатори су такође критичне компоненте временских уређаја, попут оних које је развила СиТиме, компанија са седиштем у Калифорнији. Ови уређаји се користе у широком распону апликација, од мобилних телефона до брзих возова и трговања на берзи. Познат као МЕМС (микроелектромеханички системи), малени временски уређај ослања се да кондензатори правилно функционишу. "Ако резонатор нема прави кондензатор и капацитет оптерећења, временски круг се неће поуздано покренути и, у неким случајевима, потпуно престаје да осцилира", рекао је Пијуш Севалија, извршни потпредседник маркетинга у СиТиме.
Овај чланак је ажуриран 16. јануара 2019. године од стране сараднице Сциенце Ливе Рацхел Росс.
