无源元件

无源元件是电子电路中不具备放大或能量控制功能的基本元件。它们的工作不需要外部电源，主要对电压和电流进行被动响应。最常见的无源元件包括电阻器、电容器和电感器。

电阻器用于限制电流并产生电压降；电容器能够储存和释放电能，具有“隔直通交”的特性；电感器则利用磁场储存能量，能抵抗电流的变化。此外，变压器、保险丝等也属于无源元件。

与需要电源才能工作的有源元件（如晶体管、集成电路）不同，无源元件是构成电路的基础，决定了电路的基本特性，如滤波、定时、能量存储等，几乎存在于所有电子设备中，是电子学的基石。

无源元件的工作原理

  • 电阻器通过阻碍电流流动来限制电路中的电流大小，其阻值由材料电阻率和几何尺寸决定。
  • 电容器利用两个导体之间的绝缘介质存储电荷，通过电场形式储存电能。
  • 电感器通过导体线圈产生磁场来储存能量，当电流变化时会产生感应电动势。
  • 变压器基于电磁感应原理，通过初级和次级线圈的匝数比来改变电压和电流。
  • 二极管利用PN结的单向导电特性，只允许电流单向通过。
  • 电位器通过滑动触点改变电阻值，实现电压或电流的调节。
  • 压敏电阻在电压超过阈值时电阻急剧下降，起到过压保护作用。
  • 热敏电阻的电阻值随温度变化而变化，可用于温度检测和补偿。

无源元件的特点

  • 不需要外部电源即可工作，依靠电路本身的能量运行。
  • 结构简单，可靠性高，使用寿命长。
  • 价格相对较低，易于大规模生产和使用。
  • 体积小，重量轻，便于集成在电路中。
  • 参数稳定，受环境影响较小。
  • 功率损耗相对较低，效率较高。
  • 无放大功能，不能增加信号能量。
  • 工作频率范围较宽，适用于多种应用场景。

无源元件的类型

  • 电阻器：包括固定电阻、可变电阻、敏感电阻等。
  • 电容器：包括电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。
  • 电感器：包括空芯电感、铁氧体电感、功率电感等。
  • 变压器：包括电源变压器、音频变压器、射频变压器等。
  • 二极管：包括整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。
  • 电位器：包括旋转式、推拉式、数字式等。
  • 滤波器：包括LC滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器等。
  • 连接器：包括插头插座、接线端子、射频连接器等。

无源元件的应用领域

  • 消费电子：手机、电视、音响等产品中的基础电路元件。
  • 电力系统：用于电能传输、配电和保护装置。
  • 通信设备：射频电路、滤波器、阻抗匹配等应用。
  • 汽车电子：发动机控制、照明系统、传感器等。
  • 工业控制：PLC、变频器、测量仪器等设备。
  • 医疗设备：监护仪、超声设备、治疗仪器等。
  • 航空航天：导航系统、通信设备、控制系统等。
  • 物联网：传感器节点、无线通信模块等应用。

如何选择无源元件？

  • 明确电路需求：根据电路设计的工作电压、电流、频率、精度等关键参数，确定所需无源元件的性能指标，例如电阻的功率和精度、电容的耐压值和容差、电感的饱和电流和Q值。
  • 考虑环境因素：评估元件的工作环境，包括温度范围、湿度、机械振动或冲击等，选择具有相应稳定性和可靠性的类型，如汽车级或工业级元件，以确保在恶劣条件下仍能正常工作。
  • 选择封装与尺寸：根据PCB板的空间布局和功率耗散要求，选择合适的封装尺寸（如贴片或插装）及散热能力，在满足电气性能的同时兼顾电路板的微型化和可制造性。
  • 关注温度特性与寿命：核查元件的温度系数（如电阻的TCR、电容的TCC）和寿命预期（尤其是电解电容），对于温度变化大或要求长期稳定性的应用，需选择温度特性好、寿命长的元件。
  • 平衡成本与供应链：在满足所有技术和可靠性要求的前提下，对比不同品牌和供应商的价格、交货期及库存稳定性，进行成本效益分析，并优先选择通用、易于采购的型号以保证生产可持续性。

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Wurth Elektronik 4030 贴片电感, 3.3 μH, 7.1 A, 聚苯乙烯芯材, 25.5 mΩ, 屏蔽 ±20 %, WE-XHMI SMT系列, 屏蔽
  • RS 库存编号 219-794
  • 制造商零件编号 74439324033
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Vishay 旋转电位器, 47kΩ, 1W, 16 mm轴径, ±20%容差, 面板安装, 滚花轴执行器, 含陶合金元件, P16系列
  • RS 库存编号 790-4432
  • 制造商零件编号 P16NP473MAB15
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Panasonic 直插铝电解电容, 330μF, 25V 直流, 10 (Dia.) x 12.5mm, 最高+105°C, FC Radial系列
  • RS 库存编号 315-0568
  • 制造商零件编号 EEUFC1E331
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Schurter 三相 RFI 滤波器, 20 A, 480V 交流, 50/60 Hz, DIN 导轨安装, 螺钉接端, 1, FMAC RAIL系列
  • RS 库存编号 782-4187
  • 制造商零件编号 FMAD-MRYB-2010
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KEMET X7R贴片MLCC, 100nF, 0805 (2012M), 50V 直流, ±10%容差, 最高+125°C, 2 x 1.25 x 0.9mm, C系列
  • RS 库存编号 264-4416P
  • 制造商零件编号 C0805C104K5RACTU
个 (以每卷装提供)
RMB0.714(不含税)
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Eaton 0703 线绕表面安装电感器, 4.7 μH, 3.78 A, 铁氧体芯材, 29.7 mΩ, 是 ±20 %, DR系列, 线绕
  • RS 库存编号 770-1126
  • 制造商零件编号 DR73-4R7-R
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RMB4.92(不含税)
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TDK 扁平电缆铁氧体磁芯, 13 mm孔径, 1孔 30 mm, 130 Ω@100MHz, 70 Ω@25MHz, 用于EMC 吸收 39 mm, 30 材料制 开口直径, ZCAT系列
  • RS 库存编号 741-3068
  • 制造商零件编号 ZCAT3035-1330
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Vishay 金属膜 电阻器, 轴向, 50 Ω, 2 W CPF250R000FKE14, 1 %容差, ±100 ppm/°C, CPF系列
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  • 制造商零件编号 CPF250R000FKE14
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VPG Foil Resistors 金属箔 电阻器, 径向, 1 kΩ, 0.6 W Y14531K00000T9L, 0.01 %容差, +0.2 ppm/°C, Z201系列
  • RS 库存编号 684-1611
  • 制造商零件编号 Y14531K00000T9L
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RMB199.31(不含税)
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TE Connectivity 金属膜 电阻器, 轴向, 1.8 kΩ, 0.6 W LR1F1K8, 1 %容差, +50 ppm/°C, LR1系列
  • RS 库存编号 148-562
  • 制造商零件编号 LR1F1K8
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Oxley 信号滤波器, 10000 MHz, 面板安装, 最大10 A 200V dc, 最高85 °C, SLTP系列 19 mm 4.7 mm 4.7 mm
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RMB230.84(不含税)
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Bourns 旋转电位器, 10kΩ, 10转, 2W, 6.35 mm轴径, ±5%容差, 面板安装, 开槽轴执行器, 线绕元件, 3590系列
  • RS 库存编号 107-0785
  • 制造商零件编号 3590S-2-103L
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Vishay 旋转电位器, 50kΩ, 1W, 6 mm轴径, ±10%容差, 面板安装, 开槽轴执行器, 含陶合金元件, P11S系列
  • RS 库存编号 790-4394
  • 制造商零件编号 P11S1V0FLSY00503KA
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Schaffner 1 EMI 滤波器, 10 A, 250V 交流, 400 Hz, 底盘安装, 快速接通接端, 2, FN2060系列
  • RS 库存编号 219-2909
  • 制造商零件编号 FN2060-10-06
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  • RS 库存编号 164-6193
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RS PRO 麦克风电容, 导线安装, Φ6 mm, 全向, -42dB灵敏度, 57 dB信噪比, 最大20 kHz, 2.2kΩ输出
  • RS 库存编号 754-2100
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Schaffner 1 EMI 滤波器, 4 A, 250V ac/dc, 0 to 400 Hz, 底盘安装, 快速接通接端, 2, FN2090系列
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  • 制造商零件编号 FN2090-4-06
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RMB207.92(不含税)
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Oxley 信号滤波器, 1000 MHz, 面板安装, 最大10 A 100V dc, 轴向端接, 最高85 °C, DLT系列 24.3 mm
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  • 制造商零件编号 DLT/1000
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RMB148.00(不含税)
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  • 制造商零件编号 ROX9J12K
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RMB8.668(不含税)
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Wurth Elektronik 铁氧体磁环 EMI 抑制轴向铁氧体磁珠, 5 mm内径, 11.5 mm外径, 25 mm高, 用于缠绕电缆, 同轴电缆, 多导线, 电线
  • RS 库存编号 124-1543
  • 制造商零件编号 74270032
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