Различие между пассивными и активными компонентами

Хотя я (большую часть времени) знаю по опыту, какие компоненты обычно считаются активными или пассивными, мне еще предстоит найти удовлетворительное определение.

Почему мы вообще делим электрические компоненты на эти две основные категории?

Некоторые примеры:

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

Активные: те устройства или компоненты, которые производят энергию в форме напряжения или тока, называются активными компонентами
. Пассивные: те устройства или компоненты, которые хранят или поддерживают энергию в форме напряжения или тока, известны как пассивные компоненты.

Как диод «производит» энергию?

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

В чем разница между активными и пассивными компонентами?
1. Активные устройства подают питание в цепь, в то время как пассивные устройства не могут подавать какую-либо энергию
. 2. Активные устройства способны обеспечить усиление мощности, а пассивные устройства не способны обеспечить усиление мощности.
3. Активные устройства могут управлять потоком тока (энергии) внутри цепи, тогда как пассивные устройства не могут его контролировать.

Что именно означает «может контролировать текущий поток»? Разве (пассивный) конденсатор не может контролировать или, по крайней мере, влиять на ток?

Некоторые люди утверждают, что это зависит от контекста, в котором используется компонент, чтобы иметь возможность считать его активным или пассивным. Это не делает вещи легче.

Специально для диодов так много противоречивых/разных аргументов:

  • «В большинстве случаев (выпрямитель, стабилитрон и т. д.) диод, несомненно, является ПАССИВНЫМ устройством. Только в некоторых особых случаях, например, с туннельным диодом, когда используется его область отрицательного сопротивления, его можно рассматривать как АКТИВНОЕ устройство. ."
  • «Это активное устройство, поскольку его импеданс положительный, или вичара лежит в 1 и 2 квадрантах».
  • «Да, это активное устройство, поскольку для его работы в прямом или обратном направлении требуется внешний источник питания».
  • «Диод является активным устройством, поскольку его можно использовать в качестве генератора формы волны (например, полуволнового выпрямителя)».
  • «Если вольт-амперные характеристики диода находятся в области I и III, то это пассивное устройство (всегда рассеивающая мощность). Я думаю, что большинство диодов попадают в эту категорию».

Я почти уверен, что не существует «одного правила», и вам всегда нужно задавать несколько вопросов о компоненте, которые должны быть удовлетворены, чтобы его классифицировать. Но что это за критерии?

Я думаю, что это просто синтаксис и, честно говоря, имеет очень мало значения/значения в реальном мире. Пока вы знаете, что это за устройство, вы можете назвать его активным, и это не имеет значения. Определение, которому меня научили, состоит в том, что активное устройство должно потреблять энергию от шины(ей) питания для выполнения своей функции, а пассивный компонент этого не делает. Мне лично нравится это определение, и оно хорошо работает для меня. Как правило, я использую это различие только тогда, когда говорю о «пассивах» на доске, над которой работаю. Как и все определения, если вы посмотрите достаточно внимательно, вы обнаружите, что это не идеально.
Используя только пассивные компоненты, вы не сможете построить схему, усиливающую мощность сигнала. (Вы можете усилить напряжение или ток, но не продукт.)

Ответы (5)

Существует четкое определение: у пассивных элементов нет функции усиления или управления напряжением или током: их функция управления линейна -> I/V = R в случае резистора. Существует ровно четыре типа пассивных элементов: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и мемристоры. Все остальные компоненты активны. Источник http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrisches_Bauelement

Активные элементы имеют функцию усиления или управления, что означает нелинейное подключение управляющих параметров. Диоды управляют током, транзисторы усиливают ток и т.д.

Причина различия математическая: вы можете использовать определенные математические подходы для решения уравнений устройства, содержащего только пассивные элементы, в то время как те же самые подходы не будут работать с активными элементами. Если у вас есть активные элементы, вам, возможно, придется сначала аппроксимировать пассивную сеть в рабочих условиях, прежде чем приступать к расчетам.

Это не означает, что вы не можете создавать продвинутые устройства из пассивных элементов. Аналоговые фильтры часто состоят из пассивных элементов и могут быть довольно сложными.

Это лучший ответ. Немного пугает то, что многие люди считают это различие произвольным. Для многих военных и промышленных целей скрининга и контроля качества это различие имеет решающее значение. Вы встретите много инженеров по качеству, которые хотят знать, заменили ли вы или проверили какие-либо «активные» компоненты. Если вы затем спросите, что они имеют в виду под «активным», вы окажетесь в неловкой ситуации.
Хм, никогда даже не слышал о мемристоре. @Chris L, я согласен: разница фундаментальна.
Мемристоры относительно новы и (также относительно, но, надеюсь, в большей степени на этом форуме) интересны.
Я все еще борюсь с этим. Почему диод с прямым смещением лучше «контролирует» напряжение, чем заряжающийся конденсатор. Оба могут влиять на напряжение и ток нелинейным образом. Нужно ли нам рассуждать о математическом различии в этом случае? Что именно означает «контроль»? Как это относится к диоду?
Математическое описание конденсатора U = Q/C представляет собой линию, пересекающую весь диапазон. Математическое описание диода не является линией, поэтому он является активным компонентом. Упрощенно: диод управляет током, не допуская обратного тока, но допуская прямой ток. Ни один пассивный компонент не делает этого.
Значит, все сводится к «линейному поведению = пассивному» и «нелинейному поведению = активному»?
Да, это действительно зависит только от формы математического описания частей. С=dU/dQ; R=dU/dI; L=dPhi/dI; M=dPhi/dQ — известные линейные. Математика мемристоров известна давно, но они были созданы совсем недавно.
Были ли созданы какие-либо мемристоры, характеристики которых достаточно близки к идеальным, чтобы в ограниченном, но применимом наборе рабочих условий их можно было точно смоделировать как пассивные устройства, как это могут делать резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности? Колпачок, который имеет большую утечку при более высоких напряжениях, чем при более низких, не может считаться «пассивным» компонентом, но большинство конденсаторов используются в рабочих диапазонах, где это не является особой проблемой.
Всего 4? Батарея? Или диод?
Не лучше ли и понятнее было бы называть их «линейными» и «нелинейными», а не «активными» и «пассивными»? Выбор слов кажется рецептом путаницы
@JuanPerez Линейность необходима, но недостаточна. Я думаю, что пассивные компоненты должны быть LTI (линейными и ИНВАРИАНТНЫМИ ПО ВРЕМЕНИ). Идеальный диод не зависит от времени, но нелинейный. Я не уверен, но, возможно, последовательность из резистора и конденсатора является линейной и изменяющейся во времени, поэтому она не считается пассивным компонентом.

Лично я всегда придерживался определения 3 «3. Активные устройства могут управлять потоком тока (энергии) внутри цепи, тогда как пассивные устройства не могут его контролировать».

По сути, я думаю, что пассивный компонент может изменять текущий поток постоянным образом, тогда как активные компоненты изменяют текущий поток в зависимости от текущего потока в других частях компонента.

Следовательно, я считаю, что диод является пассивным компонентом.

Я также считаю, что большинство вариантов использования диодов имеют пассивный характер, подобно тому, что я цитировал в вопросе. Однако в общей литературе диоды большую часть времени классифицируются как активные...
@ Rev1.0: диоды активны. Возьмите два диода с падением напряжения 0,7 В и два резистора, соединив анод D1 напрямую с плюсом питания 1 В, катод D1 через резистор 100 Ом для питания минуса, анод D2 через второй резистор 100 Ом для питания плюса и катод D2. напрямую подавать отрицательный. Если на диодах падает 0,7 вольта, то ток питания будет 6мА. Теперь подключите катод D1 к аноду D2. Добавление этого соединения снизит ток питания примерно до 5 мА.
@Rev1.0: напряжение на каждом резисторе увеличится с 0,3 В до 0,5 В, увеличив ток через каждый резистор на 2 мА, но ток через светодиоды упадет с 3 мА каждый до нуля, при этом весь ток резистора будет протекать через последовательная пара резисторов. Добавление провода в пассивную сеть переменного тока может уменьшить ток, но добавление провода в сеть постоянного тока может уменьшить ток только в том случае, если некоторые компоненты активны.
@supercat Как вы наткнулись на этот ответ/вопрос 7-летней давности? ;)
@ Rev1.0: Я не помню, но я недавно столкнулся с диодами и с тех пор очень хотел поделиться этим. Довольно круто и неинтуитивно. Я думаю, что замыкание переключателя в сети диодов и резисторов может уменьшить величину тока, проходящего через него при фиксированном напряжении, или увеличить падение напряжения в сети, если питается фиксированным током.

Я думаю, что пассивные компоненты — это те, единственной целью которых является какое-то преобразование энергии (например, электрическая энергия в тепловую или магнитную).

Мне нравится, как это упрощает работу, но представьте себе светодиод. Он просто преобразует энергию, излучая ее в виде фотонов, но при этом считается активным компонентом.
Светодиод тоже диод, поэтому я отредактировал на « единственное назначение ». В качестве альтернативы, что вы думаете о: пассивный компонент — это компонент, который не нуждается в каком-либо источнике питания для выполнения своей работы.
Но разве кристалл не является пассивным компонентом, несмотря на то, что ему необходимо напряжение для колебаний?
Это. Это. К сожалению, я не могу придумать лучшего определения, охватывающего все случаи.
Именно по моей причине для этого поста ;) Спасибо за ваш отзыв.

<=2 ноги = пассивный

>=3 ноги = активны

Хорошо, это глупо, но это начало :D

Редактировать: Хорошо, я действительно не могу поверить, что кто-то воспринимает этот пост достаточно серьезно, чтобы понизить его, но, поскольку это продолжается, я укажу, что этот пост был задуман как беззаботная шутка, и его не следует воспринимать всерьез.

... а потенциометр есть...? :-)
Активно, потому что кто-то активно его двигает!
Существуют различные устройства с отрицательным сопротивлением, которые следует отнести к категории активных.
Негативное сопротивление — это как две ошибки, образующие правду?
Потенциометр пассивен: это просто резистор, который вы можете изменить.
Но горшок работает, если вы соедините только 2 ноги.
Как насчет неоновой лампы? Только два вывода, но пока напряжение на них не достигнет определенного порога, будет протекать очень небольшой ток, но как только этот порог будет достигнут, начнется протекание значительного количества тока и будет продолжаться до тех пор, пока напряжение не уменьшится до гораздо более низкого уровня. стоимость.
или диак и т.д...
Хорошо, согласно редактированию, людям действительно нужно перестать воспринимать этот пост всерьез .

Активный компонент меняет свое поведение в зависимости от величины тока, проходящего через него нелинейным образом. Относительно диода; транзистор можно рассматривать как два диода, это то, что делает транзистор активным компонентом, следовательно, диод является активным компонентом.

Нелинейное поведение диода связано с потенциальным барьером, создающим pn-переход (положительный/отрицательный). Пожуйте это, пока помните, что транзисторы бывают npn и pnp.

Ответ posipiet говорит, по сути, то же самое.
Различие между пассивными и активными компонентами
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 14v