Rozróżnienie między komponentami pasywnymi i aktywnymi

23

Chociaż (przez większość czasu) wiem z doświadczenia, które elementy są ogólnie uważane za aktywne lub pasywne, nie znalazłem jeszcze satysfakcjonującej definicji.

Dlaczego w ogóle dzielimy komponenty elektryczne na te dwie główne kategorie?

Kilka przykładów:

From http://www.electricaltechnology.org/2013/06/the-main-difference-between-active-and.html

Aktywne: te urządzenia lub komponenty, które wytwarzają energię w postaci napięcia lub prądu, nazywane są
pasywnymi elementami aktywnymi : te urządzenia lub komponenty, które magazynują lub utrzymują energię w postaci napięcia lub prądu, są znane jako komponenty pasywne

W jaki sposób dioda „wytwarza” energię?

Od http://www.differencebetween.com/difference-between-active-and-vs-passive-components/

Jaka jest różnica między komponentami aktywnymi i pasywnymi?
1. Aktywne urządzenia wstrzykują energię do obwodu, podczas gdy urządzenia pasywne nie są w stanie dostarczyć żadnej energii
.
3. Aktywne urządzenia mogą kontrolować przepływ prądu (energii) w obwodzie, podczas gdy urządzenia pasywne nie mogą go kontrolować.

Co dokładnie oznacza „może kontrolować przepływ prądu”? Czy (pasywny) kondensator nie jest w stanie kontrolować ani przynajmniej wpływać na przepływ prądu?

Niektórzy twierdzą, że zależy to od kontekstu, w którym komponent jest używany, aby móc uznać go za aktywny lub pasywny. To nie ułatwia rzeczy.

Zwłaszcza w przypadku diod jest tyle sprzecznych / różnych argumentów:

  • „W większości przypadków (prostownik, Zenera itp.) Dioda jest bez wątpienia urządzeniem PASYWNYM. Tylko w niektórych szczególnych przypadkach, takich jak dioda tunelowa, gdy stosuje się obszar jej ujemnej rezystancji, można ją uznać za urządzenie AKTYWNE . ”
  • „jest to urządzenie aktywne. ponieważ jego impedancja jest dodatnia, lub vi chara leży w kwadrancie 1 i 2”.
  • „Tak, jest to aktywne urządzenie, ponieważ wymaga zewnętrznego źródła zasilania, aby móc je obsługiwać w kierunku do przodu lub do tyłu”.
  • „Dioda jest aktywnym urządzeniem, ponieważ może być używana jako generator fal (np. Prostownik półfalowy)”.
  • „Jeśli iv cechy diody znajdują się w obszarze I i III, to jest to urządzenie pasywne (zawsze rozpraszające moc). Myślę, że większość diod należy do tej kategorii”.

Jestem prawie pewien, że nie ma „jednej reguły” i zawsze musisz zadać kilka pytań na temat komponentu, który musi być zadowolony z jego sklasyfikowania. Ale jakie dokładnie są te kryteria?

components passive-components active-components Rev1.0
źródło
3
Myślę, że to tylko kwestia składni i, szczerze mówiąc, ma bardzo małe znaczenie / znaczenie w prawdziwym świecie. Tak długo, jak wiesz, co to jest urządzenie, możesz nazwać je aktywnym i nie miałoby to znaczenia. Nauczono mnie, że aktywne urządzenie musi pobierać energię z szyny (szyn) zasilania, aby wykonywać swoją funkcję, podczas gdy element pasywny nie. Osobiście podoba mi się ta definicja i działa ona dla mnie dobrze. Zasadniczo jedyne, kiedy używam tego rozróżnienia, to kiedy odnoszę się do „pasywnych” na planszy, nad którą pracuję. Jak wszystkie definicje, jeśli spojrzysz wystarczająco mocno, przekonasz się, że nie jest to idealne rozwiązanie.
Doov,
Za pomocą pasywnych komponentów nie można zbudować obwodu wzmacniającego moc w sygnale. (Możesz zwiększyć napięcie lub prąd, ale nie produkt.)
Wouter van Ooijen,

Odpowiedzi:

33

Istnieje jasna definicja: elementy pasywne nie mają funkcji wzmocnienia ani kontroli napięcia lub prądu: ich funkcja kontrolna jest liniowa -> I / V = ​​R w przypadku rezystora. Istnieją dokładnie cztery rodzaje elementów pasywnych: rezystory, kondensatory, induktory i membrany. Wszystkie pozostałe komponenty są aktywne. Źródło http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrisches_Bauelement

Elementy aktywne mają funkcję wzmocnienia lub kontroli, co oznacza połączenie parametrów kontrolnych nieliniowych. Diody kontrolują prąd, tranzystory wzmacniają prąd itp.

Powodem tego rozróżnienia jest matematyka: można użyć pewnych podejść matematycznych, aby rozwiązać równania urządzenia, które zawiera tylko elementy pasywne, podczas gdy te same podejścia nie działałyby z elementami aktywnymi. Jeśli masz aktywne elementy, przed obliczeniem może być konieczne przybliżenie sieci pasywnej w warunkach pracy.

Nie oznacza to, że nie można budować zaawansowanych urządzeń z elementów pasywnych. Filtry analogowe są często wykonane z elementów pasywnych i mogą być dość skomplikowane.

posipiet
źródło
2
To najlepsza odpowiedź. To trochę przerażające, że tak wielu ludzi uważa, że ​​rozróżnienie jest arbitralne. W wielu wojskowych i przemysłowych badaniach przesiewowych i celach związanych z jakością rozróżnienie ma zasadnicze znaczenie. Spotkasz wielu inżynierów jakości, którzy chcą wiedzieć, czy wymieniłeś lub sprawdziłeś jakieś „aktywne” komponenty. Jeśli zapytasz, co oznaczają „aktywny”, będziesz w kłopotliwej sytuacji.
scld,
Huh, nigdy nawet nie słyszałem o memrystorze. @ Chris L, zgadzam się: różnica jest fundamentalna.
Bob
Memrystory są stosunkowo nowe i (również stosunkowo, ale mam nadzieję, że bardziej na tym forum) ekscytujące.
scld
1
Nadal mam z tym problem. Dlaczego dioda odchylona do przodu ma większą „kontrolę” nad napięciem niż ładowany kondensator. Oba mogą wpływać na napięcie i prąd w sposób nieliniowy. Czy w tym przypadku musimy uzasadnić matematyczne rozróżnienie? Co dokładnie oznacza „kontrola”? Jak to się ma do diody?
Rev1.0
1
Czy skonstruowano jakieś memrystery, których właściwości są wystarczająco bliskie ideałowi w ograniczonym, ale użytecznym zestawie warunków pracy, aby można je było dokładnie modelować jako urządzenia pasywne w taki sam sposób jak rezystory, zaślepki i induktory? Czapka, która jest bardziej nieszczelna przy wyższych napięciach niż przy niższych, nie może być uważana za element „pasywny”, ale większość czapek jest stosowana w zakresach operacyjnych, w których nie jest to szczególny problem.
supercat
3

Osobiście zawsze stosowałem definicję 3 „3. Aktywne urządzenia mogą kontrolować przepływ prądu (energii) w obwodzie, podczas gdy urządzenia pasywne nie mogą go kontrolować”.

Zasadniczo uważam, że komponent pasywny może zmieniać przepływ prądu w sposób ciągły, podczas gdy komponenty aktywne zmieniają przepływ prądu w zależności od przepływu prądu w innych częściach komponentu.

Dlatego moim zdaniem dioda jest elementem pasywnym.


źródło
1
Uważam również, że większość przypadków użycia diod ma charakter pasywny, podobny do tego, który zacytowałem w pytaniu. Jednak w powszechnej literaturze diody wydają się być klasyfikowane jako aktywne przez większość czasu ...
Rev1.0
0

Myślę, że komponenty pasywne to takie, których jedynym celem jest przeprowadzenie pewnego rodzaju transformacji energii (na przykład energia elektryczna w termiczną lub magnetyczną).

Paolo Elwood Morandini
źródło
Podoba mi się, jak to by uprościło sprawę, ale rozważam diodę LED. Po prostu przekształca energię, emitując ją w postaci fotonów, ale uważa się ją za składnik aktywny.
Rev1.19
LED jest również diodą, dlatego edytowałem do „ którego jedynego celu ”. Alternatywnie, co myślisz: Element pasywny to element, który nie potrzebuje żadnego źródła zasilania, aby wykonać swoją pracę.
Paolo Elwood Morandini,
Ale czy kryształ nie jest komponentem pasywnym pomimo potrzeby oscylacji napięcia?
Rev 1.0
To jest. To jest. Niestety nie mogę wymyślić lepszych definicji obejmujących wszystkie przypadki.
Paolo Elwood Morandini,
Dokładnie mój powód dla tego postu;) Dziękujemy za opinię.
Rev1.0
0

<= 2 nogi = pasywne

> = 3 nogi = aktywne

OK, to głupie, ale to początek: D

Edycja: OK, naprawdę nie mogę uwierzyć, że ktoś traktuje ten post na tyle poważnie, aby go zagłosować, ale skoro tak się dzieje, zwracam uwagę, że ten post był pomyślany jako żart i nie należy go traktować poważnie.

John U
źródło
1
... a potencjometr to ...? :-)
Brian Drummond,
6
Aktywny, bo ktoś aktywnie go przesuwa!
John U
Istnieją różne urządzenia o ujemnej oporności, które należy zaklasyfikować jako aktywne.
Wouter van Ooijen,
1
Negatywny opór - czy to tak, jakby dwa zła czyniły dobro?
John U
Potencjometr jest pasywny: to tylko rezystor, który możesz zmienić.
Bob
-1

Aktywny składnik zmienia swoje zachowanie w zależności od ilości prądu przepływającego przez nie w sposób nieliniowy. W odniesieniu do diody; tranzystor można traktować jako dwie diody, dlatego tranzystor jest składnikiem aktywnym, stąd dioda jest składnikiem aktywnym.

Nieliniowe zachowanie się diody wynika z bariery potencjału, która tworzy złącze pn (dodatnie / ujemne). Żuć to, pamiętając, że tranzystory to npn i pnp.

chwi
źródło
Odpowiedź posipiet mówi zasadniczo to samo.
Jasen