Активная и пассивная 📙 электрическая цепь

1. Основные определения
2. Активные элементы электроцепей
3. Пассивные элементы электроцепей

Потребители электрической энергии могут соединяться параллельно, последовательно или смешанным способом. При этом для каждого типа соединения действуют определенные законы, которые были сформулированы в свое время учеными Омом и Кирхгофом.

Электрическая схема является графическим изображением электрической цепи в виде символов. Схема является идеализированной цепью и выполняет роль расчетной модели, ее часто называют эквивалентной схемой замещения. В идеальном варианте она должна отображать реальную цепь.

Электрическая цепь — это комплекс элементов, соединенных проводами и образующих путь протекания электрического тока, с целью передачи, распределения и трансформирования электроэнергии.

Для характеристики процессов в электрических цепях используют понятия электродвижущей силы, тока и напряжения.

Электрические цепи, в которых с течением времени ток и напряжение остаются постоянными, называют цепями с постоянным током.

\( {di \over dt}=0\)

\( {du\over dt}=0\)

Главными элементами электрической цепи есть источники и приемники электроэнергии, соединенные проводниками.

В любой электрической цепи есть разные устройства, выполняющие определенные функции. Условно их классифицируют на:

• источники электроэнергии;
• приемники или потребители, трансформирующие электроэнергию в иные виды энергии;
• провода, предназначенные для передачи электроэнергии.

Различают три типа соединения компонентов электрических цепей;

• последовательное;
• параллельное;
• смешанное.

Устройства электрических цепей также делят на активные и пассивные. Рассмотрим их подробнее.

К активным элементам относятся источники электроэнергии.

Источники питания могут быть линейными и нелинейными. Линейные источники обладают линейной внешней характеристикой. Если на клеммах источника питания напряжение постоянно во времени и не зависит от силы тока нагрузки, то такой источник является источником электродвижущей силы.

Базовой характеристикой активных элементов есть их способность вырабатывать и отдавать электрическую энергию. Источники питания являются идеальными, когда в них практически отсутствует потеря электроэнергии, так как их сопротивление и проводимость являются бесконечными величинами.

Если потери внутри источника не компенсируются, он имеет наклонную внешнюю характеристику и называется реальным источником питания.

К пассивным элементам относятся потребители и накопители электроэнергии. Выделяют многополюсную аппаратуру, функционирующую на основе двухполюсников. Активные элементы цепи могут существовать как в зависимом, так и в независимом положении.

Источники питания являются независимыми. Источники тока считаются совершенными элементами с независимым от напряжения на клеммах током и сопротивлением, стремящимся к бесконечности.

Зависимыми элементами являются такие элементы, в которых ток зависит от напряжения, и наоборот. Например, электрические лампы, транзисторы с линейными характеристиками.

К основным пассивным устройствам электрических цепей относят резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. С помощью этих устройств происходит контроль основных параметров на отдельных участках цепи.

Резисторы считаются идеализированными элементами. Их основным свойством является способность необратимого рассеивания электрической энергии. Зависимость основных параметров резистора выражает закон Ома:

\(u=iR,\)

\(i=Gu,\)

где \(R\) – сопротивление резистора, Ом,

       \(G\) – проводимость резистора, См.

\(R = {1 \over G}\)

Индуктивность катушки является коэффициентом пропорциональности, а емкостные элементы накапливают электрическую энергию.

Линейная емкость определяется по следующей формуле:

\(C = {q \over u}\)

 

Пассивные и активные элементы электрических цепей

Элементом электрической цепи именуют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из параметров реальной электрической цепи. Электрические цепи, в которых характеристики всех частей не зависят от величины и направлений токов и напряжений, т.е. графики вольт-амперных черт (ВАХ) частей являются прямыми линиями, именуются линейными. Соответственно такие элементы именуются линейными.
Когда характеристики частей электрической цепи значительно зависят от тока либо напряжения, т.е. графики ВАХ этих частей имеют криволинейный вид, то такие элементы именуют нелинейными.
Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то она является нелинейной электрической цепью.

В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. 1-ые заносят энергию в электрическую цепь, а 2-ые ее потребляют.

Пассивные элементы электрических цепей

Резистивным сопротивлением именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством необратимого рассеивания энергии. Графическое изображение этого элемента и его вольт-амперная черта показана на рисунке (а — нелинейное сопротивление, б -линейное сопротивление).

Напряжение и ток на резистивном сопротивлении связаны меж собой зависимостями: u = iR, i = Gu. Коэффициенты пропорциональности R и G в этих формулах именуются соответственно сопротивлением и проводимостью и измеряются в омах [Ом] и сименсах [См]. R = 1/G.

Индуктивным элементом именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством скопления им энергии магнитного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная индуктивность характеризуется линейной зависимостью меж потокосцеплением ψ и током i, именуемой вебер-амперной чертой ψ = Li. Напряжение и ток связаны соотношением u = dψ/dt = L(di/dt)

Коэффициент пропорциональности L в формуле и именуется индуктивностью и измеряется в генри (Гн).

Емкостным элементом (емкостью) именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством накапливания энергии электронного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке. (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная емкость характеризуется линейной зависимостью меж зарядом и напряжением, именуемой кулон-вольтовой чертой q = Cu

Напряжение и ток емкости связаны соотношениями i = dq/dt =C(du/dt).

Активные элементы электрических цепей

Активными именуются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Есть независящие и зависимые источники. Независящие источники: источник напряжения и источник тока.

Источник напряжения — идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не находится в зависимости от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление безупречного источника напряжения равно нулю.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не находится в зависимости от напряжения на его зажимах.

Внутреннее сопротивление безупречного источника тока равно бесконечности.

Источники напряжения (тока) именуются зависимыми (управляемыми), если величина напряжения (тока) источника находится в зависимости от напряжения либо тока другого участка цепи. Зависимыми источниками моделируются электрические лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме.

Различают четыре типа зависимых источников.

1. ИНУН – источник напряжения, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, μ – коэффициент усиления напряжения

2. ИНУТ — источник напряжения, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, γн – передаточное сопротивление

3. ИТУТ – источник тока, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, β — коэффициент усиления тока

4. ИТУН – источник тока, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, S — крутизна (передаточная проводимость)

Читайте также: ребенок инвалид и льготы родителям в 2019-2020 году 

активных и пассивных компонентов — в чем разница между ними? — Франчайзинговый дистрибьютор электронных компонентов — Военный сертифицированный производитель

Два типа электронных устройств

Электронные элементы, составляющие цепь, соединены вместе проводниками, чтобы сформировать законченную цепь.

• Активные компоненты

• Пассивные компоненты

Активные компоненты

Активный компонент — это электронный компонент, который подает энергию в цепь.

Обычные примеры активных компонентов включают:

• Источники напряжения

• Источники тока

• Генераторы (такие как генераторы и генераторы DC)

• Все различные виды транзисторов (такие как биполельные прикладные прикладные, трансляции, трансляции, трансляции, трансляции биполяра. МОП-транзисторы, полевые транзисторы и JFET)

• Диоды (например, стабилитроны, фотодиоды, диоды Шоттки и светодиоды)

Источники напряжения

Источник напряжения является примером активного компонента в цепи. Когда ток уходит с положительной клеммы источника напряжения, в цепь подается энергия. Согласно определению активного элемента, аккумулятор также можно рассматривать как активный элемент, поскольку он непрерывно подает энергию в цепь во время разрядки.

Источники тока

Источник тока также считается активным компонентом. Ток, подаваемый в цепь идеальным источником тока, не зависит от напряжения в цепи. Поскольку источник тока управляет потоком заряда в цепи, он классифицируется как активный элемент.

Транзисторы

Хотя это и не так очевидно, как источник тока или напряжения, транзисторы также являются активным компонентом схемы. Это связано с тем, что транзисторы способны усиливать мощность сигнала (см. нашу статью о транзисторах в качестве усилителя, если вы хотите точно знать, как это сделать).

Пассивные компоненты

Пассивный компонент представляет собой электронный компонент, который может только получать энергию, которую он может рассеивать, поглощать или хранить в электрическом или магнитном поле. Пассивные элементы не нуждаются в какой-либо форме электроэнергии для работы.

Как следует из названия «пассивный» — пассивные устройства не обеспечивают усиление или усиление. Пассивные компоненты не могут усиливать, генерировать или генерировать электрический сигнал.

Обычные примеры пассивных компонентов включают:

• Резисторы

• Индукторы

• Конденсаторы

• Трансформеры

СОВЕТЫ. энергии в цепь. Вместо этого резисторы могут получать только энергию, которую они могут рассеивать в виде тепла, пока через них протекает ток.

Катушки индуктивности

Катушка индуктивности также считается пассивным элементом цепи, поскольку она может хранить в себе энергию в виде магнитного поля и может передавать эту энергию в цепь, но не непрерывно. Способность индуктора поглощать и отдавать энергию ограничена и имеет временный характер. Поэтому в качестве пассивного элемента цепи взята катушка индуктивности.

Конденсаторы

Конденсатор считается пассивным элементом, поскольку он может накапливать в себе энергию в виде электрического поля. Энергоемкость конденсатора ограничена и непостоянна — он на самом деле не поставляет энергию, а хранит ее для последующего использования.

Как таковой он не считается активным компонентом, поскольку энергия не передается и не усиливается.

Трансформаторы

Трансформатор также является пассивным электронным компонентом. Хотя это может показаться удивительным, поскольку трансформаторы часто используются для повышения уровня напряжения, помните, что мощность поддерживается постоянной.

Когда трансформаторы повышают (или понижают) напряжение, мощность и энергию остаются одинаковыми на первичной и вторичной стороне. Поскольку энергия на самом деле не усиливается, трансформатор классифицируется как пассивный элемент.

Источник: Electrical 4U.com

Основное различие между активными и пассивными компонентами

Следующий базовый пояснительный пост с примерами показывает основное различие между активными и пассивными компонентами.

Активные компоненты:

Те устройства или компоненты, которым для работы в цепи требуется внешний источник, называются активными компонентами.

Например: Диод, транзистор, тринистор и т. д.

Объяснение: Как мы знаем, диод является активным компонентом. Следовательно, для работы в цепи требуется внешний источник.

Это связано с тем, что если мы подключим диод в цепь, которая дополнительно подключена к напряжению питания, диод не будет проводить ток (ни в прямом, ни в обратном смещении), пока уровень напряжения не достигнет 0,3 В (в случае Германий) или 0,7 В (в случае кремния).

Пассивные компоненты:

Те устройства или компоненты, которым не требуется внешний источник для работы в цепи, называются пассивными компонентами.

Например: Резистор, конденсатор, индуктор и т. д.

Объяснение: Пассивные компоненты (такие как резисторы, конденсаторы, индукторы и т. д.) не требуют внешнего источника для своей работы.

Как и Диод, Резистор не требует 0,3В или 0,7В. Т.е. когда мы подключаем резистор к напряжению питания, он начинает работать и мгновенно срабатывает в цепи без использования дополнительного и условного удельного напряжения как в случае диодов и т.п. , То же самое относится к катушкам индуктивности, конденсаторам и т. д.

Сравнение активных и пассивных элементов и устройств Пассивные компоненты

Активный компонент	Пассивный компонент
Активное устройство преобразует и подает мощность или энергию в цепь.	Пассивное устройство использует мощность или энергию в цепи.
Примеры: диод, транзистор, тиристор, ИС, генератор постоянного тока, источники тока и напряжения и т. д.	Примеры: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, двигатели и т. д.
Активный элемент вырабатывает энергию в виде напряжения или тока.	Пассивный элемент накапливает энергию в виде напряжения или тока.
Они имеют функцию и обеспечивают усиление мощности (усилитель).	Не имеют функции увеличения мощности.
Может управлять потоком тока.	Он не может управлять потоком тока.
Активным компонентам для работы в цепи требуется внешний и условный источник.	не требуют внешнего источника для работы в цепи.
Коэффициент усиления больше 1, поэтому они могут усиливать сигнал.	Коэффициент усиления меньше 1, поэтому они не могут усилить сигнал.
Они являются донорами энергии.	Они являются акцепторами энергии.
Они относятся к линейной категории.	Они относятся к категории Нелинейные.

Другими словами:

Активные компоненты:

Эти устройства или компоненты, которые производят энергию в форме напряжения или тока, называемые активными компонентами

Примеры: Diodes, Transistors Scontors

: Diodes, Transistors, Transistors, Transistors.