Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny


Pasek boczny

Strony:

Linki:

notatki:podstawy_elektroniki:elementy_obwodu

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:
    1. idealne (niezależne od prądu),
    2. 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).
notatki/podstawy_elektroniki/elementy_obwodu.txt · ostatnio zmienione: przez administrator