قطعات غیرفعال

قطعات پسیو بلوک‌های اصلی ساخت مدارهای الکترونیکی هستند و بدون آنها این مدارها یا اصلاً کار نمی‌کنند یا ناپایدار می‌شوند.

دستگاه های منفعل (passive device) چیست؟

دستگاهها یا قطعات غیرفعال انرژی تولید نمی کنند ، اما می توانند آن را ذخیره یا از بین ببرند.

 قطعات پسیو اصلی ترین اجزای مورد استفاده در الکترونیک از قبیل:

• مقاومت ها
• سلف ها
• خازن ها
• ترانسفورماتور

هستند که برای ساخت مدارهای برقی یا الکترونیکی لازم است.

همانطور که از نام آنها پیداست، قطعات Passive اجزای الکتریکی هستند که برای کار‌کردن به هیچ نوع نیروی‌الکتریکی احتیاج ندارند.

برخلاف “دستگاه های فعال” مانند ترانزیستورها‌، تقویت کننده‌های عملیاتی و مدارهای مجتمع که برای کارآیی آنها نیاز به برق دارند.

منفعل بودن‌،‌قطعات غیرفعال باعث افزایش‌،‌تقویت یا جهت‌دهی به یک‌مدار نمی‌شوند بلکه در‌عوض تضعیف می‌کنند زیرا‌همیشه از یک‌واحد سود کمتری دارند.

بنابراین قطعات غیرفعال غیرفعال نمی توانند سیگنال الکتریکی تولید ، نوسان یا تقویت کنند.

برای کنترل مدارهای پیچیده یا سیگنالها می توان از دستگاههای منفعل بصورت جداگانه یا متصل به یکدیگر استفاده کرد.

یک‌مدار فاز را به سیگنال تبدیل می‌کند، نوعی بازخورد را ارائه می‌دهد اما نمی‌توانند سیگنال‌را ضرب‌کنند چون هیچ قدرتی ندارند.

در حقیقت دستگاههای منفعل انرژی را در یک مدار الکتریکی یا الکترونیکی مصرف می کنند.

 زیرا بر خلاف عناصر فعال که باعث ایجاد یا تأمین انرژی یک مدار می شوند مانند تضعیف کننده عمل می‌کنند.

مقادیر مؤلفه قطعات غیرفعال مانند مقاومت در اهم یا خازن در فاراد همیشه از نظر ارزش مثبت است (یعنی> 0) و هرگز منفی نیستند اگرچه برخی از مؤلفه ها ممکن است دارای ضریب منفی باشند.

قطعات پسیو اجزای دو جهتی هستندو به این خاطر است که آن‌ها می‌توانند به هر طریق در یک مدار به هم متصل شوند.

مگر این که قطبیت خاص داشته باشند، مانند خازن‌های الکترولیتی.

قطبیت ولتاژ بین آن‌ها با جریان متداول جریان از مثبت به ترمینال منفی تعیین می‌شود.

در هر دو تئوری مدار الکتریکی و تحلیل مدار ، قطعات غیرفعال معمولاً عناصر الکتریکی نامیده می شوند.

 بنابراین اجازه دهید نگاهی کوتاه به سه مورد از عناصر اصلی الکتریکی غیرفعال اولیه یعنی مقاومت‌، خازن و سلف بندازیم.

مقاومت

مقاومت یک قطعات غیرفعال است که با گردش جریان الکتریکی از طریق آن مخالف است.

میزان مخالفت با گردش جریان مقاومت “مقاومت” نامیده می شود و با نماد “R” مشخص می شود.

مقاومت معیاری است برای اندازه‌گیری آسان یا چگونگی عبور الکترون‌ها از طریق یک مسیر خاص در یک مدار الکتریکی .

به عنوان یک مقدار در واحدی به نام Ohms بیان می‌شود.

یک اهم، ارزش مقاومت است .

زمانی بروز می‌کند که یک‌آمپر جریان یک‌آمپر را از‌طریق یک مقاومت که یک‌ولت در سراسر ترمینال‌های آن دارد جریان می‌یابد.

سپس مقاومت یک‌مقاومت را می‌توان از نظر افت‌ولتاژ در‌مقاومت و جریان جاری از طریق مقاومت مطابق قانون Ohm تعریف کرد:

مقاومت!!!

جایی که:‌R مقاومت است‌،‌V ولتاژ در سراسر مقاومت است ‌، و I جریان است که از طریق مقاومت جریان می‌یابد.

این رابطه بین ولتاژ و جریان به نام رابطه V-I در یک مقاومت‌، در‌هر‌دو‌ مدار DC و AC خطی است.

قدرتی که توسط یک مقاومت جذب می‌شود با فرمول زیر نمایش داده میشود:

یک مقاومت ایده آل انرژی الکتریکی را بدون ذخیره آن به عنوان بار الکتریکی یا انرژی مغناطیسی از بین می‌برد.

القاء

Inductance که نماد L را دارد و با واحد هنری (H)اندازه‌گیری می‌شود.

عنصری است که برای ذخیره انرژی به شکل یک میدان الکترومغناطیسی استفاده می‌شود.

انرژی الکترومغناطیسی در چرخش سیم پیچ ذخیره می‌شود تا زمانی که جریان متغیر i (t) از طریق سلف جریان یابد.

به عنوان ویژگی یک سلف که با هر تغییر در جریان مخالف با ولتاژ ایجاد شده در سیم‌پیچ با نرخ تغییر جریان از طریق آن با توجه به زمان است، ذخیره می‌شود.

القاگر

سلف یکی دیگر از قطعات غیرفعال دیگر است که می‌تواند انرژی را ذخیره یا تحویل دهد اما نمی‌تواند آن را تولید کند.

یک سلف ایده‌آل بدون خسارت است.

به این معنی که می‌تواند به طور نامحدود انرژی ذخیره کند چون هیچ انرژی به صورت گرما از دست نمی‌رود.

سلف ها یک مسیر امپدانس کم به جریان DC و یک مسیر امپدانس بالا به جریان AC را ارائه می‌دهند.

امپدانس یک‌ سلف به نام راکتانس القایی با فرکانس متفاوت است و در یک سلف ایده آل جریان موج سینوس AC جریان ولتاژ را به میزان 90 درجه می کند.

بنابراین ما می‌توانیم القاء‌،‌L را به عنوان معیار‌”مقاومت”سلف در‌برابر تغییر‌جریان با مقدار‌L بزرگتر تعریف کنیم‌، ‌میزان تغییر جریان کمتر می‌شود.

مثل مقاومت ، استقرا همیشه دارای ارزش مثبت است.

ظرفیت

آخرین دستگاه غیر فعال ما خازن است.

خازن برخلاف سلف که انرژی خود را به صورت مغناطیسی ذخیره می کند ، منبع انرژی خود را بصورت الکترواستاتیک به عنوان یک بار در صفحات خود ذخیره می کند.

یک خازن از دو یا چند صفحه رسانا تشکیل شده است که توسط یک ماده دی‌الکتریک از یکدیگر جدا می‌شوند.

ظرفیت خازن، “C” ویژگی خازن است که با هر‌تغییر در ولتاژ در‌طول آن با ثابت بودن آن مخالف است .

چون جریان جاری از طریق آن متناسب با نرخ تغییر ولتاژ در طول آن با توجه به زمان است.

خازن

ظرفیت یک خازن موازی نسبت مقدار بار است، Q روی صفحات آن به ولتاژ و V در صفحات آن ذخیره می‌شود و در farads، نماد (C)، یعنی C = Q / V اندازه‌گیری می‌شود.

Capacitors یک مسیر امپدانس پایین را به سیگنال‌های AC نشان می‌دهد اما DC را مسدود می‌کند.

امپدانس خازنی به نام راکتانس خازنی با فرکانس تغییر می‌کند و در یک خازن ایده‌آل، ولتاژ موج سینوسی ولتاژ متناوب، تا ۹۰ درجه کاهش می‌یابد.

مانند مقاومت، خازن همیشه یک مقدار مثبت است.

• برای مدارهای ساده تنها با‌
• یک‌ جز غیرفعال
• یک مقاومت

یک سلف و یا خازن می‌توانیم مشخصات آن را به صورت زیر خلاصه کنیم:

المان‌های غیر فعال

که در آن: XL نمایانگر واکنش القایی است و XC نمایانگر واکنش خازنی مدار AC است.