Пассивные электронные компоненты

Пассивные КЭ способны расходовать или накапливать энергию, активные — усиливать мощность входных сигналов.

К пассивным КЭ относятся: резисторы (R), конденсаторы (С), индуктивности (L) или дроссели (ДР), трансформаторы (Т), реле (К), контактные разъемы (Х), переключатели (S), соединительные провода, кабели, волноводы.

Резистор (постоянный или переменный) — элемент электрической цепи, в котором происходит необратимое преобразование (потеря) электромагнитной энергии в тепловую, основная характеристика резистора его электрическое сопротивление R, которое связывает величину приложенного к нему напряжения U со значением тока I (см.формулу 3.1). В идеальном резисторе сопротивление не зависит от частоты, ток и напряжение в резисторе находятся в одинаковой фазе.

Конденсатор (постоянный или переменный) — это элемент электрической цепи, состоящий из двух проводящих обкладок, разделенных диэлектриком, способный накапливать электрическую энергию. Основной характеристикой конденсатора является электрическая емкость. Единица измерения емкости — 1 Фарад, дольные единицы — 1мкФ = 0,000001Ф, 1пФ = 0,000001мкФ. В идеальном конденсаторе не происходит потерь энергии, его сопротивление носит реактивный характер: U_c=[1/(j2пFC)]I_c. Физически это означает, что ток, протекающий через конденсатор, опережает по фазе приложенное к нему напряжение на 90°.

Катушка индуктивности — это элемент электрической цепи, способный накапливать магнитную энергию. Характеристикой катушки является величина индуктивности (L). Единица измерения индуктивности — 1 Генри (Гн), дольные единицы: 1мГн = 0,001 Гн, 1мкГн = 0,001 мГн. В идеальной катушке не происходит потерь энергии, ее сопротивление носит реактивный характер: U_L= (j2пFL)I_L. Физически это означает, что ток в индуктивности отстает от напряжения на 90°.

Для определения токов через конденсатор или индуктивность с помощью закона Ома используют модули (абсолютные значения) реактивных сопротивлений.

Соединение катушки индуктивности и емкости образует колебательный контур (параллельный или последовательный). Колебательные контуры обладают частотно-избирательными свойствами и используются так же, как частотные фильтры. Колебательный контур является полосовым фильтром, пропускающим сигналы с частотами, находящимися в пределах полосы пропускания.

Трансформатор — это электромагнитное устройство, служащее для преобразования одной величины переменного напряжения в другую той же частоты. Конструктивно трансформатор состоит из двух отдельных обмоток — первичной и вторичной — с числом витков n₁ и n₂ соответственно. Входное напряжение переменного тока, приложенное к первичной обмотке U₁, создает изменяющееся магнитное поле, которое создает во вторичной обмотке напряжение U₂. Основная характеристика трансформатора — коэффициент трансформации К_т = U2/U1, при К_т>1 — повышающий трансформатор, при К_т<1 — понижающий трансформатор. Трансформатор не увеличивает мощность сигнала.

Переключатель — это устройство для переключения электрических цепей, частным случаем переключателя является выключатель.

Реле — это устройство для автоматической коммутации электрических цепей по внешнему сигналу (электронный переключатель).

Предохранитель — это элемент цепи, служащий для защиты ее от перегрузок, возникающих при резком повышении значения тока из-за различных неисправностей. Наиболее популярными являются плавкие предохранители, имеющие тонкую высокоомную токопроводящую нить, которая разрывается (перегорает) при увеличении тока выше допустимого значения, тем самым разрывая цепь и не допуская выхода из строя других элементов.

Для электрического соединения элементов и создания пути прохождения ЭК используют соединительные провода — металлические проводники, покрытые изоляционной оболочкой (лак или синтетический материал). Несколько проводов, объединенных в единую конструкцию, называют кабелем, или жгутом. Для передачи РЧ сигналов применяют специальные радиочастотные кабели, которые представляют собой металлический проводник — жилу, по которой протекает ток, покрытый изоляционным материалом, вокруг проводника находится металлическая оплетка (экран), препятствующий излучению высокочастотной энергии. Металлический проводник представляет собой антенну, излучающую в пространство электромагнитную энергию, и внешнее защитное изоляционное покрытие.

В СВЧ-диапазоне для передачи электромагнитной энергии используют волноводы, представляющие собой металлическую трубу специальных размеров круглой или прямоугольной формы сечения, по внутренней поверхности которой распространяется СВЧ ЭК.