앰프

활성 장치의 실질적인 이점

활성 장치의 실질적인 이점은 증폭 능력. 해당 장치가 전압 제어 또는 전류 제어 여부에 관계없이 제어 신호에 필요한 전력량은 일반적으로 제어된 전류에서 사용할 수 있는 전력량보다 훨씬 적습니다. 즉, 능동 장치는 전기가 전기를 제어하도록 허용하지 않습니다. 작은 대형을 제어하기 위한 전력량 전기량.

통제 간의 이러한 격차 때문에 및 통제 힘, 능동 장치는 소량의 전력(제어)을 적용하여 많은 양의 전력(제어)을 제어하는 ​​데 사용될 수 있습니다. 이 동작을 증폭이라고 합니다. .

기계의 에너지 보존 법칙

에너지는 생성될 수도 소멸될 수도 없다는 것이 물리학의 기본 법칙입니다. 공식적으로 이 규칙은 에너지 보존 법칙으로 알려져 있으며 현재까지 예외가 발견되지 않았습니다. 이 법칙이 사실이라면(그리고 엄청난 양의 실험 데이터가 사실임을 시사한다면) 소량의 에너지를 받아 마법처럼 많은 양의 에너지로 변환할 수 있는 장치를 만드는 것은 불가능합니다. 전기 및 전자 회로를 포함한 모든 기계의 효율 상한선은 100%입니다. 기껏해야 전원 출력은 아래 그림과 같이 전원 입력과 같습니다.

기계의 출력은 100% 효율을 위한 입력 전력에 접근할 수 있지만 초과할 수는 없습니다.

일반적으로 기계는 이 한계를 충족하지 못하여 입력 에너지의 일부를 열 형태로 손실하여 주변 공간으로 방출되므로 출력 에너지 흐름의 일부가 아닙니다. (아래 그림)

현실적인 기계는 출력 에너지 흐름으로 변환할 때 입력 에너지의 일부를 열로 손실하는 경우가 가장 많습니다.

영구 모션 머신

많은 사람들이 흡수하는 것보다 더 많은 출력을 내는 기계를 설계하고 제작하려고 시도했지만 성공하지 못했습니다. 이러한 영구적인 움직임 기계는 에너지 보존 법칙이 결국 법칙이 아님을 증명하지만, 순환 루프에서 자체적으로 전력을 공급하고 "무료"로 초과 전력을 생성할 수 있기 때문에 세계가 본 적이 없는 것과 같은 기술 혁명을 가져올 것입니다. (아래 그림)

가상의 "영구 운동 기계"가 자체적으로 힘을 가집니까?

많은 노력과 "자유 에너지" 또는 과도한 통합에 대한 많은 파렴치한 주장에도 불구하고 자체 에너지 출력으로 자체 전원을 공급하고 여분의 에너지를 생성하는 간단한 테스트를 통과한 사람은 아무도 없습니다.

앰프

그러나 증폭기라고 하는 기계 종류가 있습니다. , 작은 전력 신호를 받아들이고 훨씬 더 큰 전력의 신호를 출력할 수 있습니다. 에너지 보존 법칙을 위반하지 않고 증폭기가 존재할 수 있는 방법을 이해하는 열쇠는 능동 장치의 동작에 있습니다.

활성 기기에는 제어하는 기능이 있기 때문에 적은 양의 전력으로 많은 양의 전력을 공급하는 경우 외부 전원에서 공급되는 많은 양의 전력에서 입력 신호 전력의 형태를 복제하도록 회로에 배치될 수 있습니다. 그 결과 작은 전기 신호(일반적으로 AC 전압 파형)의 전력을 더 큰 크기의 동일한 모양의 파형으로 마술처럼 확대하는 것처럼 보이는 장치가 탄생했습니다.

추가 전력은 일반적으로 DC 배터리 또는 이와 동등한 외부 소스에서 공급되기 때문에 에너지 보존 법칙을 위반하지 않습니다. 증폭기는 에너지를 생성하거나 파괴하지 않으며 아래 그림과 같이 원하는 파형으로 변형할 뿐입니다.

증폭기는 작은 입력 신호를 큰 출력으로 확장할 수 있지만 에너지원은 외부 전원입니다.

즉, 활성 장치의 전류 제어 동작을 사용하여 형성합니다. 외부 전원의 DC 전력을 입력 신호와 동일한 파형으로 변환하여 모양은 비슷하지만 전력 크기가 다른(더 큰) 출력 신호를 생성합니다. 증폭기 내의 트랜지스터 또는 다른 활성 장치는 더 큰 복사본을 형성할 뿐입니다. 배터리 또는 다른 전원에서 제공하는 "원시" DC 전원에서 입력 신호 파형의.

앰프의 한계

모든 기계와 마찬가지로 증폭기는 효율성이 최대 100%로 제한됩니다. 일반적으로 전자 증폭기는 그보다 훨씬 덜 효율적이어서 상당한 양의 에너지를 폐열 형태로 발산합니다. 증폭기의 효율은 항상 100% 이하이므로 "영구 운동" 장치로 작동하도록 만들 수는 없습니다.

외부 전원의 요구 사항은 전기 및 비전기 모든 유형의 증폭기에 공통적입니다. 비전기적 증폭 시스템의 일반적인 예는 자동차의 파워 스티어링으로, 자동차의 앞바퀴를 움직이기 위해 핸들을 돌릴 때 운전자의 팔의 힘을 증폭합니다. 증폭에 필요한 동력원은 엔진에서 나옵니다. 운전자의 "입력 신호"를 제어하는 ​​능동 장치는 엔진에 부착된 펌프에서 휠 동작을 지원하는 유압 피스톤으로 유체 동력을 이동시키는 유압 밸브입니다. 엔진이 멈추면 증폭 시스템이 운전자의 팔 힘을 증폭시키지 못하고 차가 회전하기 매우 어려워집니다.

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