能動部品が受動部品より高価な理由

エレクトロニクスは現代社会の中心的存在であり、ほとんどすべての産業で使用されている。これらのデバイスが正常に機能するためには、さまざまな重要な部品に依存している。しかし、能動部品は受動部品よりも高価です。この記事では、この2種類の電子部品の違いについて説明します。なぜ能動部品はより高価で、なぜ受動部品はより安価なのかを学ぶことができます。

トランジスタ

電子部品には、基本的に能動部品と受動部品の2種類がある。能動部品は電力を生み出すために使われ、受動部品は電力を蓄えるために使われる。どちらのタイプも、電子機器が期待通りに動作することを保証するため、電子機器において重要です。しかし、能動電子部品と受動電子部品にはいくつかの重要な違いがあります。

トランジスタは能動部品であり、機能するためには外部電力を必要とする半導体デバイスである。トランジスタは、回路に流れる電流を昇圧したり、減少させたりすることができる。トランジスタはまた、電気の流れる方向を変えることもできる。

インダクタ

能動部品は電流や電圧を発生させる部品で、受動部品は電流や電圧を発生させない部品である。アクティブ・コンポーネントとパッシブ・コンポーネントの違いは、物理的な外観だけでなく、その機能にも関係している。能動部品には電力を増幅する機能があり、受動部品にはその機能はありません。

基本的に、能動部品が働くには外部からのエネルギー源が必要である。受動部品はエネルギーを発生しないが、エネルギーを蓄え、電流の流れを制御する。能動部品の例はトランジスタであり、受動部品は抵抗器である。

インダクタは高周波信号をフィルタリングする

インダクタは、高周波信号をフィルタリングする電気回路に使用できる。インダクタは、信号の周波数を入力周波数より低い周波数に下げることで機能する。一般的に、エンジニアは1/(2*x)1/2まで下がる比を探す。また、コーナー周波数を知りたがるが、これはグラフで求めることができる。x軸は周波数を表し、y軸はゲインを表す。

インダクタのインダクタンスを決定する一つの方法は、インダクタにかかる電圧を測定することである。これにより、高周波信号に対するインダクタの感度を知ることができます。インダクタンスは、コーナー周波数を使用して測定することもできます。回路には常に損失があるため、インダクタンスは正確な測定値ではないことに留意してください。

トランジスタは増幅器でありスイッチである

トランジスタは、信号を制御するために使用される電気デバイスである。エミッタとコレクタの2つの基本部品で構成されている。トランジスタのエミッタ部は順バイアス、コレクタ部は逆バイアスである。トランジスタが活性領域で動作しているとき、コレクタ側はわずかにカーブした曲線を示す。コレクタ電流が最も安定するため、コレクタ領域はトランジスタの最も重要な部分である。

トランジスタはp型半導体とn型半導体に分類される。スイッチとして使用される場合、アンプと同様の働きをする。ベースを通過する電流を変化させることでスイッチとして機能する。

インダクタは非相反

インダクタは、2つ以上が並列に接続され、それらの間に相互インダクタンスがない場合、非相反的である。つまり、インダクタンスの総和は個々のインダクタンスの総和よりも小さくなります。これは、コイルが逆向きに配置された並列インダクタの場合である。

相互インダクタンスは、相互性を定義する別の方法である。等価回路とは、一次側と二次側の相互インダクタンスが等しい回路である。相互変圧器では、二次側部分は磁気結合中にエネルギーを失わないので、一括エネルギーを表さない。

インダクターは外部エネルギー源を必要としない

インダクタは、そこに流れる電流の量に応じて磁界の強さを変えることでエネルギーを蓄積する。電流が強ければ強いほど磁場も強くなり、より多くのエネルギーが蓄えられる。この性質は、一般に熱の形でエネルギーを放散する抵抗器と比べ、インダクタに特有のものである。さらに、インダクタに蓄積されるエネルギー量は、インダクタを流れる電流の量に依存する。

インダクターの主な目的はエネルギーを蓄えることである。電流がインダクタを通過すると、導体に磁界が誘導される。これに加えて、誘導磁界は電流または電圧の変化率に対抗します。その結果、定常的な直流電流がインダクタを通過することになり、Lの文字で記号化されます。この特性により、インダクタは、従来の電気部品に置き換えることができない大電力用途で有用となります。