====== 09. Elementy obwodu elektrycznego ======

==== Wprowadzenie ====

Elementy obwodu elektrycznego to podstawowe składniki, z których buduje się układy elektryczne i elektroniczne. Dzielą się na **elementy pasywne** i **aktywne**, a także na **elementy liniowe** i **nieliniowe**.

Każdy z nich pełni określoną funkcję: przewodzenie, magazynowanie energii, wzmacnianie, przetwarzanie sygnałów itd.

==== Podstawowe elementy pasywne ====

=== 1. Rezystor (opornik) ===

  * Symbol: `R`
  * Jednostka: om [Ω]
  * Zależność prąd-napięcie: \( U = R \cdot I \)
  * Funkcja: ogranicza przepływ prądu, rozprasza energię w postaci ciepła.
  * Własność: element **liniowy**, spełnia **prawo Ohma**.

=== 2. Kondensator ===

  * Symbol: `C`
  * Jednostka: farad [F]
  * Zależność napięcie-ładunek: \( Q = C \cdot U \)
  * Funkcja: magazynuje energię w polu elektrycznym.
  * Zależność prąd-napięcie:  
    $$
    I(t) = C \cdot \frac{dU(t)}{dt}
    $$
  * Własność: element **reaktywny**, **nieliniowy względem czasu**.

=== 3. Cewka (indukcyjność) ===

  * Symbol: `L`
  * Jednostka: henr [H]
  * Funkcja: magazynuje energię w polu magnetycznym.
  * Zależność napięcie-prąd:  
    $$
    U(t) = L \cdot \frac{dI(t)}{dt}
    $$
  * Przeciwstawia się zmianom prądu.

==== Elementy aktywne ====

=== 1. Źródło napięcia ===

  * Utrzymuje stałą różnicę potencjałów niezależnie od obciążenia.
  * Może być:
    - **idealne** (niezależne od prądu),
    - **rzeczywiste** (z oporem wewnętrznym).
  * Symboliczny zapis: `[ + ]────[ - ]`

=== 2. Źródło prądu ===

  * Dostarcza stały prąd niezależnie od napięcia.
  * Symboliczny zapis: strzałka z okręgiem.

=== 3. Dioda półprzewodnikowa ===

  * Przewodzi prąd tylko w jednym kierunku (w kierunku przewodzenia).
  * Symbol: trójkąt z kreską.
  * Nieliniowa charakterystyka napięciowo-prądowa.

=== 4. Tranzystor (np. bipolar, MOSFET) ===

  * Element wzmacniający lub przełączający.
  * Sterowany napięciem lub prądem.
  * Istnieje wiele typów: NPN, PNP, MOSFET, IGBT itd.

==== Inne elementy elektroniczne ====

^ Element ^ Symbol ^ Funkcja ^
| Fotorezystor (LDR) | zależny od światła | zmienia opór |
| Termistor           | NTC/PTC            | zmienia opór z temperaturą |
| Warystor            | VDR                | chroni przed przepięciami |
| Transformator       | dwa uzwojenia      | zmienia napięcie i izoluje |
| Przełącznik (switch)| -                  | steruje połączeniem obwodu |
| Przekaźnik          | -                  | przełącza obwód elektrycznie |
| Bezpiecznik         | -                  | zabezpiecza obwód przed przeciążeniem |

==== Klasyfikacja elementów ====

=== Ze względu na liniowość ===

  * **Liniowe**: rezystor, idealna cewka, kondensator.
  * **Nieliniowe**: dioda, tranzystor, żarówka.

=== Ze względu na aktywność ===

  * **Pasywne**: nie generują energii — rezystory, kondensatory, cewki.
  * **Aktywne**: mogą wzmacniać sygnał lub dostarczać energię — źródła, tranzystory.

==== Podsumowanie ====

  * Obwody elektryczne składają się z różnych elementów, każdy z unikalnymi właściwościami.
  * Znajomość funkcji elementów jest podstawą projektowania i analizy układów.
  * Elementy dzielą się m.in. na: aktywne/pasywne, liniowe/nieliniowe, statyczne/dynamiczne.
  * Ich właściwości matematyczne są opisane przez zależności prąd-napięcie (równania różniczkowe, prawo Ohma).