¡Urgente! Explicación de varios términos eléctricos.
La llamada "pérdida de voltaje" se refiere a la diferencia absoluta entre el voltaje al principio y al final de la línea de transmisión.
Por ejemplo, cuando el voltaje del terminal es de 115 kV y el voltaje del terminal es de 110 kV, la pérdida de voltaje es de 5 kV.
Componentes electrónicos
Componentes de circuitos electrónicos que tienen alguna función independiente. Esta unidad no se puede dividir más en su conjunto, de lo contrario perderá sus características de uso. Los componentes electrónicos son las unidades básicas de los equipos electrónicos y normalmente se pueden dividir en componentes activos y componentes pasivos. Los primeros incluyen dispositivos electrónicos de vacío, dispositivos semiconductores y circuitos integrados. Estos últimos incluyen resistencias, potenciómetros, condensadores, inductores, componentes sensibles, enchufes, cables de telecomunicaciones, dispositivos piezoeléctricos y dispositivos de ferrita. Los términos componente y dispositivo a menudo se confunden y no existe una delimitación clara. Pero se acostumbra llamarlos componentes activos, como dispositivos electrónicos de vacío, dispositivos electrónicos de estado sólido, etc. Los componentes pasivos se denominan componentes, como componentes de resistencia-condensador, componentes sensibles, componentes electromecánicos, etc. Sin embargo, también existen componentes pasivos llamados dispositivos, como los dispositivos piezoeléctricos y los dispositivos de ferrita.
Breve historia La electrónica nació después de la ingeniería eléctrica, por lo que la historia de muchos componentes electrónicos se remonta a antes de la aparición de la electrónica. Por ejemplo, el primer condensador fue la jarra de Leyden, un contenedor de almacenamiento de energía inventado por la Universidad de Leiden en los Países Bajos en 1745. La resistencia compuesta sólida se inventó por primera vez en Inglaterra en 1885. En 1831, M. Faraday utilizó una bobina inductora para determinar la ley de la inducción electromagnética y realizó un experimento con un transformador. En 1879 apareció y se patentó el primer micromotor (máquina síncrona). Tras el nacimiento del triodo en 1906, el desarrollo de la electrónica se aceleró y apareció la primera generación de componentes electrónicos. Las características de la primera generación de componentes electrónicos son alto voltaje de funcionamiento, alto consumo de energía y gran tamaño.
Posteriormente, los tubos de vacío y los componentes electrónicos se fueron haciendo cada vez más pequeños, y aparecieron los microtubos y los componentes pequeños. Hacia 1943 se construyó un prototipo de circuito híbrido que utilizaba microtubos.
Después de la aparición de los transistores semiconductores en 1948, el voltaje de funcionamiento de los circuitos electrónicos se redujo considerablemente y la disipación de potencia se redujo significativamente, produciendo así la segunda generación de componentes electrónicos. Se caracteriza por un volumen significativamente reducido y se le llama componente ultrapequeño, además, tiene un bajo voltaje de funcionamiento y un bajo consumo de energía, lo que plantea requisitos de confiabilidad;
A principios de la década de 1950, los equipos electrónicos se estaban volviendo cada vez más complejos y la cantidad de componentes y dispositivos electrónicos utilizados aumentó dramáticamente. Por ejemplo, el número de componentes de resistencia-condensador y dispositivos semiconductores utilizados en computadoras electrónicas puede llegar a más de 100.000. Por lo tanto, la demanda de una mayor miniaturización de los componentes y dispositivos electrónicos se ha vuelto más fuerte y, en consecuencia, se han desarrollado varios microcircuitos. Los más representativos son los componentes de micromódulos y varios circuitos de película delgada, como los circuitos integrados híbridos de película gruesa y de película delgada. Al mismo tiempo, surgió la idea de los circuitos de estado sólido y en 1958 se desarrolló un circuito integrado monolítico semiconductor. Desde entonces, la electrónica ha entrado en la era de la microelectrónica. En consecuencia, la tercera generación de componentes electrónicos, los microcomponentes, se caracteriza por la miniaturización (incluidas la planarización, la integración y la laminación).
Tras la aparición de los circuitos integrados, varios componentes electrónicos deben ser compatibles con los circuitos integrados en tamaño, peso y función. La miniaturización y la multifunción se han convertido en tendencias comunes en el desarrollo de componentes electrónicos.
Después de la aparición de la tecnología láser en la década de 1960, la tecnología de comunicación por fibra óptica ha logrado grandes avances. Con el desarrollo de cables ópticos y componentes ópticos, el rango de adaptación de frecuencia de los componentes electrónicos se ha ampliado a la banda de frecuencia óptica.
Existen muchos tipos de componentes electrónicos con una amplia gama de usos y diferentes prestaciones, y constantemente surgen nuevos productos. Los componentes electrónicos generalmente se clasifican según sus características básicas, rango de frecuencia y función en un circuito.
Según las características básicas de los componentes electrónicos, los componentes electrónicos se pueden dividir en 8 categorías. ① Componentes con características resistivas: como varias resistencias, potenciómetros, etc. ② Componentes capacitivos: condensadores, como condensadores fijos, condensadores trimmer y condensadores variables. ③ Componentes con características magnéticas como inducción electromagnética: como diversos inductores, transformadores, materiales magnéticos y dispositivos de grabación magnética, micromotores, etc. ④ Componentes con funciones conductoras y conductoras de contacto: como varios cables de telecomunicaciones, relés, complementos, etc. ⑤ Componentes sensibles: como varios componentes sensibles (componentes sensibles al calor, sensibles a la luz, sensibles a la fuerza, sensibles al magnético, sensibles a la presión, sensibles a la humedad, sensibles al gas) y sensores, así como micromotores de detección. ⑥ Componentes con características piezoeléctricas: como diversos dispositivos piezoeléctricos como cristales, resonadores, filtros cerámicos, etc. ⑦ Componentes (o circuitos) compuestos con cierto rendimiento de circuito: como varias redes de resistencias, redes de resistencia-condensador, micromódulos, circuitos integrados híbridos de película gruesa, circuitos integrados híbridos de película delgada, etc. ⑧Componentes con funciones de conversión de energía: como diversas baterías químicas, células solares, baterías nucleares, generadores termoeléctricos y micromotores basados en energía, etc.
Debido a los diferentes rangos de frecuencia utilizados, las estructuras y características de los componentes electrónicos también son muy diferentes. Por lo tanto, los componentes electrónicos suelen clasificarse según la banda de frecuencia utilizada. Por ejemplo, existen varias resistencias, condensadores, inductores, etc. Los componentes de microondas utilizados en la banda de frecuencia de microondas incluyen varios componentes de guías de ondas, microcintas, dispositivos de ferrita de microondas, etc. Los componentes utilizados en la banda de frecuencia óptica incluyen cables ópticos y componentes de fibra óptica.
Según el papel de los componentes electrónicos en el circuito, se pueden dividir en componentes de sintonización, componentes de distribución de energía, componentes transductores, componentes de control, componentes de conexión, etc.
Características Además de tener muchas variedades y una gran producción, los componentes electrónicos también tienen las siguientes características: ① Hay muchos tipos de componentes electrónicos con diferentes mecanismos. Son productos técnicos estrechamente relacionados con muchas disciplinas básicas y emergentes. .
(2) Se necesitan muchos tipos de materiales para fabricar componentes electrónicos, con especificaciones complejas y requisitos estrictos. ③El proceso de producción de componentes electrónicos tiene altos requisitos y el equipo es muy específico. Por lo tanto, se debe utilizar tecnología avanzada y procesos estrictos, así como equipos especiales para la producción mecanizada y automatizada, para garantizar la consistencia de la calidad y el rendimiento del producto, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos de producción. ④La falla de un componente electrónico a menudo conduce a la falla de todo el dispositivo. Por tanto, los requisitos de fiabilidad para los componentes electrónicos son muy altos. La confiabilidad de los componentes está estrechamente relacionada con sus procesos físicos y químicos microscópicos internos, por lo que es necesario realizar una investigación microscópica sistemática y en profundidad sobre los componentes. Los componentes electrónicos tienen diferentes requisitos cuando se utilizan en diversas condiciones ambientales, por lo que muchos componentes electrónicos no solo pueden funcionar de manera confiable en condiciones normales, sino también durante mucho tiempo en condiciones duras y estresantes. Aunque algunos componentes electrónicos tienen tiempos de funcionamiento cortos, requieren una vida útil prolongada. ⑤El desarrollo de circuitos electrónicos ha promovido el desarrollo de componentes. Sin embargo, el circuito depende en gran medida de los componentes. En el período en que se usaban componentes discretos, la fabricación de componentes electrónicos, el diseño de circuitos y el ensamblaje de equipos a menudo se realizaban por separado. Con el desarrollo de la tecnología integrada, la relación entre los tres se está acercando cada vez más, e incluso se pueden completar simultáneamente; una línea de producción.
La aplicación de los componentes electrónicos en los circuitos electrónicos es controlar, transformar y transmitir tensión y corriente, y en ocasiones también generar tensión y corriente. Las funciones de los componentes electrónicos se pueden resumir en cuatro aspectos. ①Acoplamiento: incluye derivación, división de voltaje, atenuación, derivación, acoplamiento, filtrado y aislamiento de CC. ② Sintonización: incluida la sintonización conjunta, la sintonización fina y la sintonización. ③Transmisión: incluyendo discontinuidad, conexión, división, polarización, desviación, reflexión, refracción, transmisión y filtrado. ④Conversión: incluida la conversión de energía, el almacenamiento de energía, el almacenamiento, el registro, la conversión de voltaje, la conversión de corriente y la conversión de frecuencia.
Estrictamente hablando, varios componentes tienen parámetros distribuidos (resistencia, capacitancia, inductancia) y solo se muestra un determinado parámetro agrupado en una determinada banda de frecuencia. Por ejemplo, una resistencia exhibe características de resistencia pura a bajas frecuencias y también exhibe cierta capacitancia e inductancia a medida que aumenta la frecuencia. Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la influencia de los parámetros de distribución. Cuando la frecuencia aumenta por encima de la banda de microondas, los componentes ya no existen en una única forma independiente, sino en formas compuestas, como microcintas y guías de ondas. En el uso real, a menudo se encuentra que algunos componentes tienen un buen rendimiento eléctrico en CC o baja frecuencia, pero a medida que aumenta la frecuencia, el rendimiento disminuye o cambia, o incluso no se pueden utilizar en absoluto. Los componentes optoelectrónicos también tienen un estricto rango de respuesta de frecuencia óptica. Por lo tanto, el rango de frecuencia es una de las bases importantes para seleccionar componentes electrónicos. Las características de frecuencia de varios componentes están claramente especificadas en las normas del producto o en las condiciones técnicas.
En la aplicación de componentes electrónicos, no solo debemos prestar atención al rendimiento eléctrico a la frecuencia especificada, sino también al rendimiento frente a entornos hostiles. Por ejemplo, es resistente a altas temperaturas, bajas temperaturas, sofocos, niebla salina, moho, viento y arena, lluvia, radiación nuclear y resistencia a vibraciones e impactos mecánicos. Algunos componentes también deben prestar atención al método y la ubicación de instalación; De lo contrario, el daño se acelerará debido a la resonancia mecánica. Estas características también se especifican en las normas o condiciones técnicas de diversos componentes.
Algunos componentes electrónicos pueden mejorar su confiabilidad y extender su vida útil si se usan bajo carga reducida (es decir, en condiciones de menor potencia o voltaje nominal).
Tendencias de desarrollo Con el desarrollo de la tecnología electrónica, la cantidad de componentes electrónicos aumenta, los requisitos de precisión son cada vez mayores y constantemente surgen nuevos componentes. Las tendencias de desarrollo más llamativas son: ① Los dispositivos utilizados para la conversión fotoeléctrica y la comunicación óptica se desarrollarán enormemente. Por ejemplo, desarrollar nuevos materiales de fibra óptica con longitudes de onda de trabajo más largas y menor atenuación. Las fibras ópticas monomodo y los sensores de fibra óptica se convertirán en el centro de la investigación. Dichos dispositivos evolucionarán hacia la planarización y los circuitos ópticos integrados. ②Desarrollar componentes sensibles integrados y multifuncionales. (3) En términos de componentes como resistencias y condensadores, desarrollar componentes de microchips que sean altamente consistentes con los circuitos integrados. (4) Los circuitos integrados híbridos (incluidas las películas gruesas y delgadas) mejoran aún más la integración y la confiabilidad, así como las capacidades de producción mecanizada y automatizada.