Warum aktive Komponenten teurer sind als passive Komponenten

Elektronik ist ein zentraler Bestandteil unserer modernen Welt und wird in fast allen Branchen eingesetzt. Damit diese Geräte ordnungsgemäß funktionieren, sind sie von einer Vielzahl wichtiger Komponenten abhängig. Aktive Bauteile sind jedoch teurer als passive. Dieser Artikel befasst sich mit dem Unterschied zwischen den beiden Arten von elektronischen Bauteilen. Sie werden erfahren, warum aktive Bauteile teurer und passive billiger sind.

Transistoren

Es gibt zwei grundlegende Arten von elektronischen Bauteilen: aktive und passive. Aktive Bauteile werden zur Stromerzeugung verwendet, passive Bauteile zur Stromspeicherung. Beide Arten sind in elektronischen Geräten wichtig, weil sie dafür sorgen, dass die elektronischen Geräte wie erwartet funktionieren. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede zwischen aktiven und passiven elektronischen Bauteilen.

Ein Transistor ist ein aktives Bauteil, ein Halbleiterbauelement, das zum Betrieb externe Energie benötigt. Der Transistor kann den Strom, der in einem Schaltkreis fließt, verstärken oder verringern. Ein Transistor kann auch die Richtung ändern, in der Strom fließt.

Induktivitäten

Aktive Bauteile sind solche, die Strom oder Spannung erzeugen, während passive Bauteile dies nicht tun. Der Unterschied zwischen aktiven und passiven Bauteilen liegt nicht nur in ihrer äußeren Erscheinung, sondern auch in ihrer Funktion. Ein aktives Bauteil hat die Aufgabe, Strom zu verstärken, während ein passives Bauteil keinen Zweck erfüllt.

Im Wesentlichen benötigen aktive Komponenten eine externe Energiequelle, um zu funktionieren. Passive Bauteile erzeugen keine Energie, aber sie speichern Energie und steuern den Stromfluss. Ein Beispiel für ein aktives Bauteil wäre ein Transistor, während ein passives Bauteil ein Widerstand wäre.

Induktivitäten filtern hochfrequente Signale heraus

Eine Drosselspule kann in einer elektrischen Schaltung verwendet werden, um hochfrequente Signale herauszufiltern. Dabei wird die Frequenz des Signals auf eine niedrigere Frequenz als die Eingangsfrequenz reduziert. Im Allgemeinen suchen Ingenieure nach einem Verhältnis, das bis zu 1/(2*x)1/2 reicht. Sie wollen auch die Eckfrequenz kennen, die grafisch bestimmt werden kann. Die x-Achse zeigt die Frequenz an, während die y-Achse die Verstärkung darstellt.

Eine Möglichkeit, die Induktivität der Spule zu bestimmen, ist die Messung der Spannung über der Spule. Auf diese Weise können Sie die Empfindlichkeit der Induktivität gegenüber einem hochfrequenten Signal bestimmen. Die Induktivität kann auch mit Hilfe der Eckfrequenz gemessen werden. Beachten Sie, dass die Induktivität keine exakte Messung ist, da die Schaltung immer Verluste aufweist.

Transistoren sind Verstärker und Schalter

Transistoren sind elektrische Geräte, die zur Steuerung von Signalen verwendet werden. Sie bestehen aus zwei grundlegenden Komponenten: einem Emitter und einem Kollektor. Der Emitterteil eines Transistors ist in Durchlassrichtung vorgespannt, während der Kollektorteil in Sperrichtung vorgespannt ist. Wenn ein Transistor in seinem aktiven Bereich arbeitet, weist die Kollektorseite eine leicht gekrümmte Kurve auf. Der Kollektorbereich ist der wichtigste Teil eines Transistors, da hier der Kollektorstrom am stabilsten ist.

Transistoren können entweder als p-Typ- oder als n-Typ-Halbleiter klassifiziert werden. Wenn sie als Schalter verwendet werden, funktionieren sie auf ähnliche Weise wie Verstärker. Sie können als Schalter fungieren, indem sie den Strom, der durch die Basis fließt, verändern.

Induktivitäten sind nicht reziprok

Induktivitäten sind nicht reziprok, wenn zwei oder mehr von ihnen parallel geschaltet sind und keine gegenseitige Induktivität zwischen ihnen besteht. Das bedeutet, dass die Summe ihrer Gesamtinduktivitäten geringer ist als die Summe ihrer Einzelinduktivitäten. Dies ist der Fall bei Parallelinduktoren, bei denen die Spulen in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.

Die gegenseitige Induktivität ist eine weitere Möglichkeit, Gegenseitigkeit zu definieren. Eine Ersatzschaltung ist eine Schaltung, bei der der primäre und der sekundäre Teil die gleiche gegenseitige Induktivität aufweisen. In einem Wechseltransformator verliert der zweite Teil bei der magnetischen Kopplung keine Energie, er stellt also keine verklumpte Energie dar.

Induktoren benötigen keine externe Energiequelle

Induktivitäten speichern Energie, indem sie ihre Magnetfeldstärke in Abhängigkeit von der Stromstärke, die durch sie fließt, ändern. Je stärker der Strom ist, desto stärker ist das Magnetfeld, und desto mehr Energie wird gespeichert. Diese Eigenschaft ist einzigartig für Induktoren im Vergleich zu Widerständen, die im Allgemeinen Energie in Form von Wärme abgeben. Außerdem hängt die in einem Induktor gespeicherte Energiemenge von der Stromstärke ab, die durch den Induktor fließt.

Der Hauptzweck eines Induktors besteht darin, Energie zu speichern. Wenn elektrischer Strom durch einen Induktor fließt, wird in dem Leiter ein Magnetfeld induziert. Darüber hinaus wirkt das induzierte Magnetfeld der Änderungsrate von Strom oder Spannung entgegen. Infolgedessen fließt ein konstanter Gleichstrom durch eine Drosselspule, die durch den Buchstaben L symbolisiert wird. Diese Eigenschaft macht Drosseln in großen Leistungsanwendungen nützlich, wo sie nicht durch ein herkömmliches elektrisches Bauteil ersetzt werden können.