Amplificatorul

Amplificatorul

Definitia amplificarii

Practic, elementele active sunt folosite pentru proprietatea lor de amplificare. Indiferent daca dispozitivul in cauza este controlat in tensiune sau in curent, puterea necesara pentru semnalul de control este de obicei mult mai mica decat puterea disponibila in curentul controlat. Cu alte cuvinte, un element activ nu permite pur si simplu controlul curentului de catre curent, ci, face posibil controlul unui curent mare de catre un curent mic.

Datorita acestei diferente dintre puterea controlata si puterea de control, elementele active de circuit pot fi folosite pentru comanda unei cantitati mari de putere (putere controlata) de catre o cantitate mica de putere (putere de control). Acest comportament poarta numele de amplificare.

Masina perfecta

O lege fundamentala a fizicii, cea a conservarii energiei, spune ca energia nu poate fi creata dar nici distrusa. Daca aceasta lege este adevarata, atunci construirea unui dispozitiv care sa ia o cantitate mica de energie si sa o transforme intr-o cantitate mare de energie, pe cale magica, nu este posibila.

Toate masinile, incluzand circuitele electrice si electronice, au o eficienta maxima de 100%. In cele mai fericite cazuri, puterea de intrare este egala cu puterea de iesire.

Masina reala

In realitate insa, de cele mai multe ori, masinile nu ating nici macar aceasta limita superioara, deoarece o parte din energia de intrare se pierde sub forma de caldura radiata in spatiul din jur, iar aceasta energie pierduta nu se regaseste in valoarea energiei de iesire.

Perpetuum mobile

Au existat numeroase incercari, fara succes insa, de a proiecta si construi o masina a carei putere de iesire sa fie mai mare decat puterea de intrare. Acest lucru nu doar ca ar viola legea conservarii energiei, dar ar duce lumea intr-o revolutie tehnologica fara precedent, deoarece acest tip de masina s-ar putea alimenta singura, intr-o bucla circulara, si ar putea genera putere "gratuita". Aceasta masina este cunoscuta sub numele de perpetuum mobile.

Desi au existat multe incercari in acest domeniu, pana acum nu s-a reusit construirea unei masini capabile sa se alimenteze singura, cu propria ei energie plus generarea unei energii suplimentare.

Amplificatorul

Totusi, exista o gama de masini denumite amplificatoare, in cadrul carora, semnalele de putere mica de la intrare sunt "transformate" (cu ajutorul unei surse externe de putere) in semnale de iesire de o putere mult mai mare. Pentru a intelege cum pot amplificatoarele sa existe fara a viola legea conservarii energiei, trebuie sa intelegem modul de functionare al dispozitivelor active.

Principiul de functionare al amplificatoarelor

Pentru ca elementele active de circuit pot controla cantitati mari de putere electrica cu ajutorul unei cantitati mici de putere electrica, acestea pot fi utilizate in circuite pentru duplicarea formei semnalului de intrare cu ajutorul unei surse externe de putere electrica. Rezultatul este un dispozitiv ce pare a transforma pe cale magica un semnal electric de putere mica intr-un semnal identic, dar de o putere/amplitudine mai mare. Legea conservarii energiei nu este violata, deoarece puterea aditionala este introdusa in circuit de o sursa externa, de obicei o baterie de curent continuu sau o sursa echivalenta. Amplificatorul nu creaza si nici nu distruge energie, ci doar o "remodeleaza" intr-o forma de unda dorita.

Cu alte cuvinte, abilitatea de control al curentului pe care elementele active le poseda, este folosita pentru "transformarea" puterii de curent continuu dintr-o sursa externa in aceeasi forma de unda precum a semnalului de intrare, forma semnalului produs la iesire fiind in acest caz identica cu cea de la intrare, dar de o amplitudine mult mai mare. Tranzistorul, sau alte dispozitive active continute intr-un amplificator, formeaza pur si simplu o copie a formei de unda a semnalului de intrare cu ajutorul sursei externe de curent continuu "brute".

Eficienta amplificatoarelor

Eficienta amplificatoarelor, precum este cazul tuturor masinilor, este limitata la un maxim de 100%. De obicei, amplificatoarele electronice au o eficienta mult sub acest nivel, datorita pierderilor considerabile de energie sub forma de caldura.