У кого-нибудь есть аналогия из учебника, чтобы объяснить элементы схемы?

Мне было интересно, если кто-то может объяснить с помощью аналогий, что делают индукторы, конденсаторы, транзисторы, диоды и операционные усилители?

Я понимаю основную идею; В настоящее время я студент электротехники. Я уже знаю определения из учебника, но мне просто интересно, есть ли у кого-то аналогия, чтобы подвести итог всему, что не является чем-то из учебника. :) Я хотел бы еще больше улучшить мое понимание, но, честно говоря, просто учиться чему-то из уроков и книг тяжело, больно и скучно, потому что, будучи студентом, все еще сложно увидеть БОЛЬШУЮ картину.

Аналогия потока воды является классической и довольно хорошим длинным путем в понимание электрической цепи. Подумайте о воде, протекающей по трубопроводу. Это довольно сложно приспособить к зоне переменного тока, сложно, но стоит упомянуть о DC и хорошей отправной точке.

Аналогии для некоторых определений:

• Обвинять $[\mathrm{C}]$ $\longrightarrow$ Количество воды $[\mathrm{kg}]$
• Текущий $[\mathrm{C/s}]$ $\longrightarrow$ Расход воды $[\mathrm{kg/s}]$
• потенциал $[\mathrm{J/C}]$ $\longrightarrow$ давление $[\mathrm{Pa}]$
  • Напряжение или разность потенциалов $[\mathrm{J/C}]$ $\longrightarrow$ Разница в давлении $[\mathrm{Pa}]$
• сопротивление $[\mathrm{\Omega}]$ $\longrightarrow$ Узкая часть трубы или мельничное колесо.

(В этом контексте см. Этот другой ответ: /physics/161650/could-someone-intuitively-explain-to-me-ohms-law/161701#161701 )

Аналогии для частей схемы:

• Конденсатор $\longrightarrow$Полная блокировка трубы с помощью эластичной мембраны (вода никогда не проходит через мембрану, но повышение давления на одной стороне заставляет ее расширяться и «толкать» противоположную сторону с равным давлением, но сила направлена ​​в противоположную сторону)

• диод $\longrightarrow$Один шаровой клапан (A диод предотвращает заряд в одном направлении , но допускает без сопротивления в другом направлении)

• аккумулятор $\longrightarrow$ Насос, возвращающий воду обратно в исходную точку.

• Операционный усилитель (операционный усилитель) $\longrightarrow$ Насос, повышающий давление (расположен в точке в трубопроводе).

• транзистор $\longrightarrow$ Регулируемый клапан (транзисторы являются «регуляторами», в которых малый сигнал может вносить значительные изменения в ток / напряжение)

• Индуктор $\longrightarrow$Тяжелый мельничное колесо (сначала не двигается, но через некоторое время он делает и не дает сопротивление потоку больше.)

Я пойду ... Это все из головы и должно быть проверено после прочтения учебника.

Первое, на что следует обратить внимание, - это то, что большинство этих компонентов имеют смысл только с помощью колебательного электрического сигнала, то есть переменного тока. Они не очень полезны в цепи постоянного тока [ хотя, держу пари, кто-то может придумать один ... см. Комментарии ]

• Индуктор : в основном катушка провода. Когда ток начинает течь, магнитное поле начинает расти. Это требует работы, когда вы «заряжаете» магнитное поле, чтобы оно сопротивлялось изменению тока . Это делает резкий всплеск сигнала, превращающийся в тупой горб. Таким образом, он сглаживает сигнал (полезно в схеме выпрямителя).

• Конденсатор : устройство накопления заряда. Первоначально он позволяет току течь быстро, но, заряжаясь, он сопротивляется потоку и создает постоянно увеличивающееся сопротивление потоку, пока его потенциал не станет таким же, как потенциал возбуждения. Восходящий заряд на ведомой стороне индуцирует аналогичный заряд на другой стороне, и поэтому он передает изменяющийся ток (даже если он является разомкнутым для постоянного тока). Последовательно может быть использован в качестве фильтра - он будет иметь очень низкий импеданс для сигналов на своей резонансной частоте. Параллельно он сглаживает дифференциалы между двумя рельсами (опять же выпрямители)

• Диод : односторонние ворота: ток может течь только в одну сторону.

• Транзистор : Название означает « Передаточный резистор», который ничего вам не говорит! По сути, вы подключаете коллектор к верхней шине (например, + 5 В), эмиттер - к заземлению через резистор, а база является вашим входным сигналом. Если к базе ничего не подключено, излучатель будет плавать до определенного напряжения, заданного простым делением омического напряжения (скажем, + 2В). Когда вы вводите ток в базу, это уменьшает эффективное сопротивление соединения коллектор-эмиттер, и эмиттер будет расти в напряжении. Уменьшите базовый ток, и эмиттер снова упадет. Таким образом, выход (Emitter) будет просто следовать тому, что делает вход (Base). Умная часть заключается в том, что ток на выходе исходит от коллектора, поэтому может быть сильным, как вам нравится - вы усилили базовый сигнал! (kerannng!)

• Операционный усилитель : усилитель напряжения: это «сложная» интегральная схема, состоящая из множества вышеперечисленных. В принципе; небольшая разница напряжений на входных клеммах = большие $ V_ {diff} $ на выходах. Понять все вышесказанное, прежде чем беспокоиться о том, как ?

Удачи в учебе!

учить вещи из уроков и книг тяжело, больно и скучно

Добро пожаловать в инжиниринг. :-)

Аналогии могут быть полезны в самом начале, но в конечном итоге ничто не заменит непосредственное понимание предмета, особенно когда вы переходите к более сложным темам, таким как операционные усилители. Понимание общей картины требует времени и обширной базы знаний. Будьте уверены , что ваша жесткую и болезненную работу будет окупаться. Обратите особое внимание на основы - анализ цепей, электронику, поля E & M, анализ сигналов. Когда вы будете учиться и (что более важно) делать домашнее задание, вы получите представление о поведении электронных схем, а также о более глубоких математических моделях, стоящих за ними.

При этом аналогия с потоком воды не страшна. Если у вас сильный математический опыт, механическая аналогия (напряжение / ток / сопротивление = сила / скорость / трение) может помочь. Конечно, они хороши только для вашего понимания гидравлики и механики.

Что может помочь больше, так это чтение многих объяснений на одну и ту же тему. Иногда школы выбирают ужасные учебники, поэтому ищите других в своей библиотеке. Есть также много начальных объяснений этих понятий онлайн. (У Уильяма Бити есть кое-что хорошее.)