Пассивные элементы электрической цепи это: Элементы электрических цепей (Лекция N 1) - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

1.2. Идеализированные пассивные элементы

Каждый элемент электрической цепи обладает свойствами поглощать электрическую энергию из цепи и преобразовывать её в другие виды энергии, создавать свои магнитное и электрическое поля, энергии которых могут накапливаться и при определенных условиях возвращаться обратно в цепь. Чтобы характеризовать эти свойства, вводят понятие параметров элементов.

Резистивный элемент

Резистивным элементом или идеальным резистором называют идеализированный пассивный элемент, в котором электрическая энергия необратимо преобразуется в другие виды энергии, например в тепловую, световую или механическую. Запасание энергии электрического или магнитного поля в резистивном элементе не происходит. По своим свойствам к резистивному элементу наиболее близки реальные элементы электрической цепи – резисторы. Важнейшей характеристикой резистора, которая определяет меру преобразования электрической энергии в тепловую, является его сопротивление.

Рис 1.8

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) резистора, т.е. зависимость тока от напряжения на его зажимах u=u(i) или i=i(u), в общем случае имеет не линейный характер. Соответствующие зависимости, полученные для постоянных токов и напряжений, или, точнее, для случая бесконечно медленно изменяющихся токов и напряжений, получили название статистических вольт-амперных характеристик.

Рис 1.9. Статистические вольт-амперные характеристики различны резистивных элементов

Используя статистические ВАХ резистора, можно определить его статическое дифференциальное сопротивления.

Статическое сопротивление – это отношение напряжения и тока на зажимах резистора: .

Дифференциальное сопротивление резистора определяется производной напряжения на его зажимах по току: .

В общем случае дифференциальное сопротивление резистора не равно статическому, причем значения обоих величин зависят от положения рабочей точки, т.е. от выбора пары значений U₁ и i₁на характеристике U=U(i) или i=i

(U), при которых производится определение R_ст и R_диф. Рассмотрим рисунок.

Рабочая точка i=i₁, u=U₁.Значение R_ст пропорционально tg α, т.е. тангенсу угла наклона прямой, проведенной из начала координат в рабочую точку. Значение R_диф пропорционально tg β, т.е. тангенсу угла наклона касательной к кривой u=u(i), в точке i=i1, u=u(i). Для рассматриваемого случая R_ст>R_диф.

Рис 1.10

В зависимости от выбора рабочей точки значение R_диф может быть как больше, так и меньше нуля, в то время как значение R_ст всегда больше нуля. Когда зависимость между напряжением и током на зажимах резистора имеет линейный характер, значения R_ст и R_диф не зависят от выбора рабочей точки и равны между собой R_ст=R_диф=R, где R-сопротивление резистора.

Рис 1.11

Зависимость между током и напряжением на зажимах линейного сопротивления подчиняется закону Ома:

U_R=Ri_R или i_R=GU_R,

где – проводимость. Сопротивление выражают в омах (Ом), а проводимость – в сименсах (См).

Емкостной элемент

Рис 1.1.

мкостным элементом, идеальным конденсатором или емкостью называется идеализированный элемент электрической цепи, обладающий свойством запасать энергию электрического поля, причем запасание энергии магнитного поля или преобразование электрической энергии в другие виды энергии в нем не происходит. По свойствам к емкостному элементу наиболее близки реальные элементы электрической цепи – конденсаторы. Основной особенностью конденсатора является его способность запасать энергию электрического поля, однако в отличие от емкостного элемента в конденсаторе имеют место потери энергии в диэлектрике и обкладках, т.е. преобразование электрической энергии в другие виды, а также происходит запасание энергии магнитного поля. Зависимость заряда q, накопленного в емкостном элементе, от напряжения Uс, называемая

кулон-вольтной характеристикой

, имеет в общем случае нелинейных характер.

Количественно зависимость накопленного заряда от напряжения оценивают значениями статической и дифференциальной емкостей:

и .

В общем случае дифференциальная емкость не равна статической, причем обе величины зависят от выбора рабочей точки на характеристике q=q(u). Если зависимость заряда, накопленного в емкости, от напряжения имеет линейный характер, то значения дифференциальной и статической емкостей равны и не зависят от напряжения: С

диф=С_ст=С. Емкость выражают в фарадах (Ф).

Найдем зависимость между мгновенными значениями тока и напряжения на зажимах линейной емкости. Всякое изменение напряжения Uс на зажимах емкости должно привести к изменению заряда q. Производная заряда по времени определяет ток емкости .

Учитывая, что для линейной емкости производная заряда по напряжению равна С и не зависит от напряжения U_c: , получаем .

Т.е. ток емкости пропорционален скорости изменения приложенного к ней напряжения. Если напряжение на зажимах емкости не изменяется во времени, то ток емкости равен нулю. Таким образом, сопротивление емкости постоянному току бесконечно велико.

Зависимость напряжения емкости от тока

Интегрирование ведется начиная с момента времени t=- для того, чтобы учесть все возможные изменения заряда емкости и, следовательно, напряжения U_С, причем предполагается, что в момент времени t=- напряжение на зажимах емкости равно нулю.

Пусть наблюдение процессов в емкости началось в момент времени t=t₀

. Напряжение емкости в начальный момент t₀

Тогда .

Мгновенная мощность емкость

Если напряжение емкости положительно и продолжает возрастать, то мгновенная мощность емкости будет положительной. В этом случае энергия поступает в емкость, т.е. она заряжается.

Если U_С> 0 и убывает, т.е. , то мгновенная мощность емкости отрицательна. Емкость при этом разряжается, т.е. отдает накопленную энергию во внешнюю цепь.

Пассивные и активные элементы электрических цепей

Элементом электрической цепи именуют идеализированное устройство, отображающее какое-либо из параметров реальной электрической цепи. Электрические цепи, в которых характеристики всех частей не зависят от величины и направлений токов и напряжений, т.е. графики вольт-амперных черт (ВАХ) частей являются прямыми линиями, именуются линейными. Соответственно такие элементы именуются линейными.
Когда характеристики частей электрической цепи значительно зависят от тока либо напряжения, т.е. графики ВАХ этих частей имеют криволинейный вид, то такие элементы именуют нелинейными.
Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то она является нелинейной электрической цепью.

В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. 1-ые заносят энергию в электрическую цепь, а 2-ые ее потребляют.

Пассивные элементы электрических цепей

Резистивным сопротивлением именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством необратимого рассеивания энергии. Графическое изображение этого элемента и его вольт-амперная черта показана на рисунке (а — нелинейное сопротивление, б -линейное сопротивление).

Напряжение и ток на резистивном сопротивлении связаны меж собой зависимостями: u = iR, i = Gu. Коэффициенты пропорциональности R и G в этих формулах именуются соответственно сопротивлением и проводимостью и измеряются в омах [Ом] и сименсах [См]. R = 1/G.

Индуктивным элементом именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством скопления им энергии магнитного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная индуктивность характеризуется линейной зависимостью меж потокосцеплением ψ и током i, именуемой вебер-амперной чертой ψ = Li. Напряжение и ток связаны соотношением u = dψ/dt = L(di/dt)

Коэффициент пропорциональности L в формуле и именуется индуктивностью и измеряется в генри (Гн).

Емкостным элементом (емкостью) именуется идеализированный элемент электрической цепи, владеющий свойством накапливания энергии электронного поля. Графическое изображение этого элемента показано на рисунке. (а — нелинейного, б — линейного).

Линейная емкость характеризуется линейной зависимостью меж зарядом и напряжением, именуемой кулон-вольтовой чертой q = Cu

Напряжение и ток емкости связаны соотношениями i = dq/dt =C(du/dt).

Активные элементы электрических цепей

Активными именуются элементы цепи, которые отдают энергию в цепь, т.е. источники энергии. Есть независящие и зависимые источники. Независящие источники: источник напряжения и источник тока.

Источник напряжения — идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не находится в зависимости от протекающего через него тока.

Внутреннее сопротивление безупречного источника напряжения равно нулю.

Источник тока – это идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не находится в зависимости от напряжения на его зажимах.

Внутреннее сопротивление безупречного источника тока равно бесконечности.

Источники напряжения (тока) именуются зависимыми (управляемыми), если величина напряжения (тока) источника находится в зависимости от напряжения либо тока другого участка цепи. Зависимыми источниками моделируются электрические лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме.

Различают четыре типа зависимых источников.

1. ИНУН – источник напряжения, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, μ – коэффициент усиления напряжения

2. ИНУТ — источник напряжения, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, γн – передаточное сопротивление

3. ИТУТ – источник тока, управляемый током: а) нелинейный, б) линейный, β — коэффициент усиления тока

4. ИТУН – источник тока, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, S — крутизна (передаточная проводимость)

Читайте также: ребенок инвалид и льготы родителям в 2019-2020 году

Понимание разницы между пассивными и активными электронными компонентами — производство печатных плат и сборка печатных плат

Фундаментальное различие между активными и пассивными компонентами заключается в том, что активный компонент подает энергию в электрическую цепь. Пассивный компонент хранит энергию в конденсаторе. Он сохраняет эту энергию для последующего использования. Другим примером пассивного компонента является трансформатор, который повышает уровни напряжения первичной и вторичной сторон электрической цепи. В трансформаторе энергия не усиливается, а накапливается. Это делает активные и пассивные устройства популярным выбором источников питания.

Что такое пассивные компоненты? Пассивные компоненты используются в различных электронных устройствах. В отличие от активных компонентов, им не нужен источник энергии для работы. Вместо этого они работают, чтобы ослабить энергию сигнала, не искажая его форму волны. Одним из таких примеров является резистор, который препятствует протеканию электрического тока. Полученная энергия выделяется в виде тепла и рассеивается резистором.
Многослойный керамический чип-конденсатор является рабочей лошадкой среди многих пассивных компонентов, используемых в электронике. Его высокая емкость и небольшие размеры делают его популярным во многих отраслях промышленности. Пассивные устройства идеально подходят для смартфонов, умных часов, электромобилей, телевизоров, домашней автоматизации и умных колонок. Это даже необходимо в видеокартах для торговли криптовалютой.
Пассивные электронные компоненты необходимы некоторым разработчикам печатных плат. Эти разработчики должны уметь находить точные посадочные места на печатной плате для пассивного устройства и понимать, как использовать существующие посадочные места для разработки новых пассивных компонентов.
Некоторые пакеты программного обеспечения ECAD включают только несколько компонентов с SMD и сквозными посадочными местами, поэтому очень важно включить эти компоненты в библиотеку вашей программы проектирования.
Пассивные и активные компоненты могут использоваться в одной и той же цепи, поэтому важно знать их различия. Кроме того, понимание различий между ними поможет вам лучше понять отдельные электронные компоненты.
Активный компонент Активные электронные компоненты все чаще используются в различных приложениях, включая мобильные устройства, умные города и автомобили. В этом разделе будет обсуждаться спрос на эти компоненты и их производство. Мы также рассмотрим стоимость сырья, необходимого для производства этих компонентов.
Спрос на активные электронные компоненты
Мировой рынок активных электронных компонентов сильно фрагментирован и конкурентен. В отрасли работают многочисленные региональные и глобальные поставщики, активно занимающиеся технологическим прогрессом, региональной экспансией, слияниями и поглощениями и разработкой продуктов.
Приток новых игроков на рынок также заставляет существующих игроков выпускать новые продукты и компоненты, которые нравятся потребителям. Кроме того, торговая марка играет важную роль, влияя на решение потребителей, когда речь идет о покупке активного электронного компонента.
В 2018 году Северная Америка доминировала на мировом рынке активных электронных компонентов. Большую поддержку региону оказал растущий спрос на бытовую электронику, промышленную автоматизацию и бизнес-аналитику.
Тем временем в Азиатско-Тихоокеанском регионе наблюдался значительный рост благодаря растущему внедрению энергоэффективных продуктов и мобильных устройств. При этом Китай, Индия и Япония опережают отрасль благодаря быстрой индустриализации и выращиванию высокотехнологичной продукции.
Вероятно, в будущем Азиатско-Тихоокеанский регион обгонит Северную Америку. Регион будет расти со среднегодовым темпом роста 9,1% в течение прогнозируемого периода. Китай, вероятно, является самым быстрорастущим рынком в регионе благодаря большому рынку бытовой электроники. Южная Корея и Япония также, вероятно, испытают значительный рост в течение прогнозируемого периода.
Технологичность
Активные электронные компоненты жизненно важны для различных приложений, от бытовой электроники до военных и космических технологий. Эти универсальные компоненты требуют точной компоновки печатной платы и рекомендаций по технологичности для успешной работы.
Первым шагом в создании топологии печатной платы является иллюстрация символа или посадочного места компонента. Создание посадочных мест с нуля может занять много времени, поэтому очень важно использовать библиотеки САПР, чтобы облегчить эту задачу.
Растущий спрос на активные электронные компоненты будет стимулировать рост рынка в ближайшие годы. В отрасли есть сегменты, основанные на конечных пользователях, таких как информационные технологии, аэрокосмическая промышленность и оборона, автомобилестроение и здравоохранение.
Однако наибольшую долю в прогнозируемом периоде, вероятно, будут занимать компоненты бытовой электроники, что обусловлено растущим распространением мобильных устройств и низкой стоимостью рабочей силы в производстве.
Активные электронные компоненты могут выйти из строя из-за высокой температуры, чрезмерного тока, ионизирующего излучения, механического удара и нагрузки. Кроме того, эти компоненты уязвимы для дефектов, вызванных упаковкой продукта. Некоторые распространенные типы отказов включают отказ контакта, неисправные печатные платы и отказы MEMS.
Производители активных электронных компонентов могут столкнуться с несоответствием спроса и предложения и дефицитом. Например, поставщику компонентов может быть необходимо выделить процент своей продукции нескольким ключевым клиентам, что может привести к сбоям в производстве. В результате производители должны постоянно контролировать и поддерживать связь со своими поставщиками компонентов.
Стоимость сырья
Одной из ключевых проблем индустрии активных электронных компонентов является стоимость сырья. Эти затраты непостоянны и резко меняются в течение дня. Кроме того, затраты на оплату труда увеличивают стоимость готового продукта. Эта проблема является основным препятствием для роста рынка активных электронных компонентов.
Обычно пассивные компоненты состоят из специальных паст или порошков. Эти материалы представляют собой самые высокие переменные затраты. Цена на эти материалы выросла более чем на 12% с сентября, что свидетельствует о высоком спросе.
Рост цен на сырьевые товары создает дополнительную проблему для электронной промышленности. Это может привести к значительным изменениям в цепочках поставок. Кроме того, поскольку сырье является основным сырьем для производства готовой электронной продукции, повышение цен может снизить прибыльность. Следовательно, компании-производители электроники работают над тем, чтобы уменьшить влияние этих изменений.
В промышленности используется множество материалов, включая медь, серебро, никель и алюминий. Многие из этих материалов являются общими для персональной электроники, такой как сотовые телефоны, ноутбуки и смартфоны.
Другие материалы, используемые в персональной электронике, включают пластик, медную проводку и специальную керамику для экранов и других деталей. В результате цены также могут колебаться в зависимости от того, что делает рынок.
Разница между активными и пассивными компонентами Важно понимать разницу между активными и пассивными компонентами в электрической цепи. Активные элементы в цепи обеспечивают питание и управляют протеканием тока. Активные и пассивные устройства обычно изготавливаются из полупроводниковых материалов p-типа или n-типа и бывают двух- или трехвыводными. И диоды, и транзисторы проявляют усиливающее действие.
Резистор
Резисторы — это пассивные элементы, регулирующие ток в цепи. Они работают так же, как трубы и вода, позволяя вам контролировать поток электричества в вашей цепи. Измеряем сопротивление резистора в омах. Существует множество различных применений резисторов.
Резисторы состоят из медной проволоки, намотанной на керамику. Количество витков и толщина медного провода будут влиять на сопротивление. Следовательно, резисторы из углеродной пленки также необходимы.
Они дешевле и полезны в цепях с меньшей мощностью. Углеродные пленочные резисторы имеют форму спирали. Однако они не имеют полярности и могут быть ненадежными для некоторых цепей.
Катушка индуктивности
Катушка индуктивности двух основных типов — активная и пассивная. Активным компонентам для работы требуется внешний источник, а пассивным — нет. Пассивные компоненты могут быть линейными или нелинейными. Пассивные компоненты, такие как резисторы, поглощают энергию и преобразуют ее в тепло, когда через них проходит ток.
Индуктор, с другой стороны, преобразует энергию в магнитное поле. Затем эта запасенная энергия периодически подается в цепь. Однако эта энергия не стабильна и подвержена колебаниям.
Различие между активными и пассивными компонентами заключается в том, что активные компоненты могут управлять протеканием тока в цепи. Активные компоненты могут усиливать электрический сигнал больше, чем демодулировать его.
Однако пассивные компоненты не могут регулировать ток. В результате обе компоненты имеют разный наклон на кривой ВИ, при этом активные компоненты лежат во 2-м и четвертом квадрантах, а пассивные — в первом и третьем.
Транзистор
Разница между транзисторными компонентами заключается в способе питания активного компонента. В то время как активный элемент производит энергию, пассивный компонент накапливает энергию в магнитном или электрическом поле. Трансформатор — это устройство, которое преобразует энергию с одной стороны цепи на другую. Он также способен регулировать поток тока и напряжения.
Инфографика может легко понять разницу между активными и пассивными компонентами. В нем перечислены активные и пассивные компоненты, объясняются их функции и сравниваются преимущества каждого из них. Например, активные компоненты могут управлять потоком электроэнергии, а пассивные — нет.
Активные компоненты присутствуют в большинстве электронных устройств, а пассивные — нет. Например, мы можем найти активные компоненты в устройствах с вычислительной мощностью, встроенными батареями или дисплеями. С другой стороны, пассивные компоненты полезны в других устройствах, таких как батареи и светодиоды.
Конденсатор
На номинал конденсатора влияет несколько факторов. Высококачественный конденсатор будет иметь низкое ESR, что имеет решающее значение для подавления шума и пульсаций. Низкий ESR также важен для развязки питающих линий. Для этой цели подходят керамические конденсаторы из-за их меньшего размера пластины и меньшей собственной индуктивности.
Еще одним преимуществом керамических конденсаторов является их стабильность в широком диапазоне частот. Другим вариантом являются высокотемпературные алюминиево-танталовые конденсаторы, поскольку они демонстрируют стабильные характеристики смещения и температуры. Однако они часто склонны к бимодальности, что увеличивает СОЭ и даже может привести к выходу детали из строя.
Для работы конденсаторов не требуется внешний источник энергии, в отличие от катушек индуктивности. Физическая структура и материал, используемые для изготовления конденсатора, определяют его емкость. Трансформаторы — еще один пример пассивных электронных компонентов. Трансформаторы, как и конденсаторы, повышают напряжение в электрической цепи, но не влияют на протекание тока.
Конденсаторы в импульсных источниках питания Конденсатор в импульсных источниках питания (ИИП) выполняет различные функции. Он обеспечивает изоляцию выхода, помогает поддерживать однородность тока и снижает уровень шума. Мы используем различные конденсаторные технологии, SMPS.
Импульсный блок питания может регулировать напряжение тремя способами: повышать, понижать или отрицать. Они также могут быть сконфигурированы в трех основных топологиях схемы: Boost, Buck или Buck-Boost.
Роль диодов в электронных схемах Диоды представляют собой двухполюсные электронные компоненты, обеспечивающие однонаправленный ток. Они действуют как электронный обратный клапан и преобразуют переменный ток в постоянный (DC). Диоды состоят из полупроводниковых материалов, кремния или германия. Некоторые приложения представляют собой экраны для солнечных батарей и для защиты нагрузок от скачков напряжения.
Активный компонент обеспечивает усиление мощности, так что небольшое напряжение может управлять большим током. С другой стороны, пассивные компоненты не имеют такой возможности, поэтому обычные диоды, стабилитроны и светодиоды считаются пассивными.
Это связано с тем, что обычные диоды имеют только положительное сопротивление, что означает, что энергия поступает в компонент. В результате пассивные компоненты могут контролировать интенсивность источника света, но не могут его усиливать.
Диоды являются важными электронными компонентами, поскольку они контролируют ток в электронной цепи. Эти устройства также помогают контролировать напряжения в цепях. Они полезны в различных схемах и распространены в электронных компонентах. Есть два распространенных типа диодов: кристаллические диоды и электронные диоды.
В отличие от пассивных компонентов внешний источник напряжения не требуется. Конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы не требуют отдельного источника напряжения. Однако для работы светодиодов требуется источник напряжения.
Интегральная схема в активных и пассивных компонентах Основное различие между этими электронными компонентами заключается в том, что для активных компонентов требуется внешний источник питания, а для пассивных — нет. Следовательно, пассивные компоненты являются простыми и линейными и обладают линейными свойствами.
Активные компоненты, напротив, могут усиливать электрический ток, управлять его потоком или использовать его. Они также обладают двумя фундаментальными свойствами: линейностью и нелинейностью.
Пассивные компоненты накапливают и передают энергию в цепь, но не обеспечивают увеличения или уменьшения мощности. Точно так же катушки индуктивности и конденсаторы накапливают энергию, но не набирают мощность и не требуют дополнительного напряжения. Они также имеют ограниченную мощность. Различия между этими компонентами важны для понимания с точки зрения размещения электронных компонентов.
Интегральные схемы широко используются в компьютерах, микропроцессорах и компьютерных сетях. Они также известны как микросхемы памяти, логические ИС и программируемые схемы. Аналоговые ИС могут быть либо линейными интегральными схемами, либо радиочастотными ИС.
Интегральные схемы могут состоять из множества компонентов, включая резисторы, конденсаторы и транзисторы. На этапе проектирования электронные компоненты выравниваются в соответствии с установленным дизайном.
Количество необходимых электронных компонентов зависит от сложности схемы. Например, для ИС может потребоваться несколько транзисторов для усиления электрического сигнала.
Аналоговые схемы — одни из самых простых типов ИС. Эти цепи подключаются к устройствам, которые собирают и отправляют сигналы окружающей среды. Примеры включают микрофоны, которые преобразуют изменчивые звуки голоса в электрические сигналы. Они также имеют функцию управления, которая усиливает звук и отфильтровывает нежелательные шумы.
Резюме В электронных схемах активные и пассивные компоненты выполняют две основные функции: обеспечивают питание цепи и контролируют поток электроэнергии. Разница между активным и пассивным заключается в том, как эти электронные компоненты контролируют ток.
Активный компонент необходим, когда нам нужно контролировать поток электричества. Этими устройствами могут быть резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы и диоды. Пассивные компоненты не могут контролировать поток электричества, но могут влиять на него.
Оба типа устройств полезны во многих электронных устройствах. В то время как мы находим пассивные компоненты в повседневных предметах, активные компоненты полезны в более сложных и изощренных приложениях. Наиболее распространенными примерами являются индукторы, используемые в микроволновых и радиочастотных устройствах, а также светоизлучающие диоды (СИД).
Пассивные компоненты во многом отличаются от активных компонентов. Конденсатор, например, хранит энергию в виде электрического поля. Это не источник энергии, а хранилище для последующего использования. С другой стороны, трансформатор повышает уровень напряжения в цепи. Таким образом, он поддерживает постоянную мощность на первичной и вторичной сторонах, но не усиливает ее.
Элементы схемы – GeeksforGeeks
Двухполюсное электрическое устройство, единственным отличительным признаком которого является отношение напряжения к току, математически представлено как идеализированный элемент схемы. Хотя идеальные элементы схемы не являются готовыми компонентами схемы, их значение связано с возможностью их объединения для моделирования реальных схем, состоящих из неидеальных элементов и других электрических компонентов, что позволяет изучать такие схемы.
Цепь представляет собой взаимосвязь элементов. В зависимости от способности генерировать энергию эти элементы подразделяются на активные и пассивные. Электрические цепи состоят из трех компонентов цепи. Это сопротивление, индуктивность и емкость. Они называются пассивными элементами схемы и не передают электрическую энергию. С другой стороны, существуют активные элементы, такие как источники напряжения и тока, которые передают электрическую энергию в цепи.
Активные и пассивные элементы схемы:
Активные элементы
Термин «активный элемент» относится к независимому источнику, который может непрерывно производить или поглощать энергию.
Независимый источник напряжения показан как
Активный элемент
Считается, что идеальное напряжение источника не зависит от тока цепи. Когда ток выходит из положительной клеммы, источник напряжения подает питание на цепь; когда ток течет к положительной клемме, мощность потребляется. Нет предела мощности, которую может обеспечить или поглотить идеальный источник напряжения.
Энергия выдается путем преобразования энергии другого типа в практический источник напряжения, а напряжение на клеммах немного зависит от тока. Практический источник напряжения имеет очень низкое внутреннее сопротивление.
Независимый источник тока показан как
Независимый источник тока
Ток, подаваемый идеальным источником тока, не зависит от напряжения. Практический источник тока – это идеальный источник тока, который является параллельным и имеет высокое внутреннее сопротивление, а ток также зависит от напряжения в зависимости от величины внутреннего сопротивления.
Пассивные элементы
Такие элементы, как сопротивление, индуктивность и емкость, называются пассивными элементами.
1. Сопротивление:
Сопротивление определяется как свойство вещества препятствовать прохождению через него заряда или электричества. Проводники обладают очень небольшим сопротивлением и, следовательно, легко пропускают электричество, тогда как изоляционные материалы обладают таким высоким сопротивлением, что практически не пропускают электричество. Практической единицей сопротивления является ом (Ом).
Сопротивление проводника будет равно 1 Ом, если через него будет протекать ток силой 1 А при подаче напряжения 1 В на его клеммы.
Резистор
Закон Ома гласит, что напряжение на резисторе равно произведению протекающего через него тока и сопротивления резистора. Это может быть выражено математически как

В = IR ⇒ I = V/R
Сопротивление проводящего материала изменяется следующим образом:
Оно прямо пропорционально его длине.
Обратно пропорциональна площади поперечного сечения проводника.
Зависит от природы материала.
На него также влияет температура проводника.
Таким образом, сопротивление проводника R определяется формулой материал, обычно известный как удельное сопротивление или удельное сопротивление материала.
2. Индуктивность :
Индуктивность — это накопительный элемент, который может накапливать и отдавать энергию, но его пропускная способность ограничена.
Когда проводник намотан как пружина, говорят, что он представляет собой катушку. Катушка будет иметь идеальную индуктивность (L) и практически некоторое сопротивление утечки (R), которое моделируется последовательно с индуктивностью. Генри — практическая единица индуктивности (Гн). Индуктор – это практическая индуктивность.
Катушка индуктивности
Когда через катушку протекает переменный во времени ток, создается изменяющийся во времени магнитный поток (согласно закону Фарадея). Общий произведенный поток равен
ψ = NΦ Вебера где N= количество витков Φ = поток на виток
Общий генерируемый поток обратно пропорционален току катушки.
т. е. ψ ∝ i ⇒ ψ = Li где L = параметр индуктивности катушки.
Индуктивность индуктора или катушки зависит от следующих факторов:
Прямо пропорциональна магнитной проницаемости магнитного материала, на который намотана катушка.
Прямо пропорциональна площади поперечного сечения катушки.
Обратно пропорциональна длине катушки.
Прямо пропорциональна квадрату номера катушки.
3. Емкость:
Электрическое поле может накапливать и выделять энергию за счет использования накопительного элемента, называемого емкостью. Фарада — единица измерения емкости (Ф). Конденсатор – это практичный элемент, обладающий свойством емкости. Конденсатор обычно состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрическим материалом. Конденсатор сохраняет положительный заряд, когда на него подается положительное напряжение. Конденсатор также накапливает отрицательный заряд, когда на него подается отрицательное напряжение.
Конденсатор
В результате количество заряда, накопленного в конденсаторе, пропорционально приложенному к нему напряжению V, и зависимость является линейной. Это может быть выражено математически как
Q ∝ V ⇒ Q = CV где C = емкость проводника Q = заряд, удерживаемый в конденсаторе.
Емкость конденсатора определяется следующими факторами:
Она прямо пропорциональна площади поверхности пластины.
Расстояние между двумя пластинами обратно пропорционально ему.
Он пропорционален диэлектрической проницаемости среды между двумя пластинами.
Прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды между двумя пластинами.
Источники энергии
Источники энергии классифицируются как:

Независимые источники
(i) Источник напряжения
любое другое количество.
Идеальный источник напряжения :
Компонент с двумя клеммами, имеющий свойство предопределенного напряжения между клеммами в каждый момент времени, является идеальным источником напряжения. Ток, протекающий от источника, не имеет отношения к этому напряжению. Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю.
Идеальный источник напряжения и его характеристики v-i следующие:
Идеальный источник напряжения

Практический источник напряжения:
Идеальный источник напряжения (Vs) соединен последовательно с низким внутренним сопротивлением (Rs), образуя практический источник напряжения. Практический источник напряжения и его характеристики v-i следующие:
Практический источник напряжения
График ВАХ
(ii) Источник тока
Ток, поддерживаемый независимым источником тока, либо фиксирован, либо изменяется во времени и не изменяется любым другим количеством.
Идеальный источник тока:
Идеальный источник тока по определению представляет собой элемент с двумя клеммами, обладающий тем свойством, что ток, протекающий через устройство, определяется в каждый момент времени. На этот ток не влияет напряжение на источнике. Сопротивление идеального источника тока бесконечно. Нулевая проводимость эквивалентна бесконечному сопротивлению. В результате идеальный источник тока не имеет проводимости.
Идеальный источник тока и его v-i характеристики следующие:
Идеальный источник тока
Диаграмма IV
Практический источник тока:
Идеальный источник тока (Is) соединен параллельно с высоким внутренним сопротивлением (Rs) или низкой проводимостью, образуя практический источник тока.