Amplifier

Manfaat Praktis dari Perangkat Aktif

Manfaat praktis dari perangkat aktif adalah menguatkan kemampuan. Apakah perangkat yang dimaksud dikendalikan tegangan atau dikendalikan arus, jumlah daya yang dibutuhkan dari sinyal pengendali biasanya jauh lebih kecil daripada jumlah daya yang tersedia dalam arus yang dikendalikan. Dengan kata lain, perangkat aktif tidak hanya memungkinkan listrik untuk mengontrol listrik; memungkinkan kecil jumlah listrik untuk mengontrol besar jumlah listrik.

Karena perbedaan antara pengendalian dan dikendalikan daya, perangkat aktif dapat digunakan untuk mengatur sejumlah besar daya (dikendalikan) dengan penerapan sejumlah kecil daya (mengendalikan). Perilaku ini dikenal sebagai amplifikasi .

Hukum Kekekalan Energi pada Mesin

Ini adalah aturan dasar fisika bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Dinyatakan secara formal, aturan ini dikenal sebagai Hukum Kekekalan Energi, dan hingga saat ini tidak ada pengecualian yang ditemukan. Jika Hukum ini benar—dan sejumlah besar data eksperimen menunjukkan hal itu—maka tidak mungkin membuat perangkat yang mampu mengambil sejumlah kecil energi dan secara ajaib mengubahnya menjadi sejumlah besar energi. Semua mesin, termasuk sirkuit listrik dan elektronik, memiliki batas efisiensi atas 100 persen. Paling-paling, daya keluar sama dengan daya masuk seperti pada gambar di bawah ini.

Output daya mesin dapat mendekati, tetapi tidak pernah melebihi, input daya untuk efisiensi 100% sebagai batas atas.

Biasanya, mesin bahkan gagal memenuhi batas ini, kehilangan sebagian energi inputnya dalam bentuk panas yang diradiasikan ke ruang sekitarnya dan oleh karena itu bukan bagian dari aliran energi output. (Gambar di bawah)

Mesin realistis paling sering kehilangan sebagian energi inputnya sebagai panas dalam mengubahnya menjadi aliran energi output.

Mesin Gerak Abadi

Banyak orang telah mencoba, tanpa hasil, untuk merancang dan membuat mesin yang menghasilkan lebih banyak tenaga daripada yang mereka ambil. Tidak hanya gerakan terus-menerus seperti itu. mesin membuktikan bahwa Hukum Kekekalan Energi sama sekali bukanlah Hukum, tetapi akan mengantarkan revolusi teknologi seperti yang belum pernah dilihat dunia, karena dapat memberi daya pada dirinya sendiri dalam lingkaran melingkar dan menghasilkan daya berlebih secara "gratis". (gambar di bawah)

"Mesin gerak abadi" hipotetis memberi kekuatan pada dirinya sendiri?

Terlepas dari banyak usaha dan banyak klaim yang tidak bermoral tentang "energi bebas" atau kesatuan yang berlebihan mesin, tidak ada yang pernah lulus tes sederhana untuk menyalakan dirinya sendiri dengan output energinya sendiri dan menghasilkan energi untuk cadangan.

Amplifier

Namun, ada kelas mesin yang dikenal sebagai amplifier , yang mampu menerima sinyal berdaya kecil dan sinyal keluaran dengan daya yang jauh lebih besar. Kunci untuk memahami bagaimana amplifier dapat eksis tanpa melanggar Hukum Kekekalan Energi terletak pada perilaku perangkat aktif.

Karena perangkat aktif memiliki kemampuan untuk mengendalikan sejumlah besar daya listrik dengan sejumlah kecil daya listrik, mereka dapat diatur dalam rangkaian sehingga menduplikasi bentuk daya sinyal input dari sejumlah besar daya yang disuplai oleh sumber daya eksternal. Hasilnya adalah perangkat yang tampaknya secara ajaib memperbesar kekuatan sinyal listrik kecil (biasanya bentuk gelombang tegangan AC) menjadi bentuk gelombang yang identik dengan magnitudo yang lebih besar.

Hukum Kekekalan Energi tidak dilanggar karena daya tambahan disuplai oleh sumber eksternal, biasanya baterai DC atau yang setara. Penguat tidak menciptakan atau menghancurkan energi, tetapi hanya membentuk kembali menjadi bentuk gelombang yang diinginkan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Sementara amplifier dapat menskalakan sinyal input kecil ke output besar, sumber energinya adalah catu daya eksternal.

Dengan kata lain, perilaku pengontrol arus dari perangkat aktif digunakan untuk membentuk Daya DC dari sumber daya eksternal menjadi bentuk gelombang yang sama dengan sinyal input, menghasilkan sinyal output yang bentuknya serupa tetapi besaran dayanya berbeda (lebih besar). Transistor atau perangkat aktif lainnya di dalam amplifier hanya membentuk salinan yang lebih besar bentuk gelombang sinyal input dari daya DC "mentah" yang disediakan oleh baterai atau sumber daya lainnya.

Keterbatasan Amplifier

Amplifier, seperti semua mesin, dibatasi efisiensinya hingga maksimum 100 persen. Biasanya, amplifier elektronik jauh kurang efisien dari itu, membuang sejumlah besar energi dalam bentuk panas buangan. Karena efisiensi penguat selalu 100 persen atau kurang, seseorang tidak akan pernah bisa dibuat berfungsi sebagai perangkat "gerakan abadi".

Persyaratan sumber daya eksternal umum untuk semua jenis amplifier, listrik dan non-listrik. Contoh umum dari sistem amplifikasi non-listrik adalah power steering di mobil, memperkuat kekuatan lengan pengemudi dalam memutar roda kemudi untuk menggerakkan roda depan mobil. Sumber tenaga yang diperlukan untuk amplifikasi berasal dari mesin. Perangkat aktif yang mengendalikan "sinyal input" pengemudi adalah katup hidrolik yang menggerakkan tenaga fluida dari pompa yang terpasang ke engine ke piston hidrolik yang membantu gerakan roda. Jika mesin berhenti bekerja, sistem amplifikasi gagal memperkuat lengan pengemudi dan mobil menjadi sangat sulit untuk berbelok.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Teori Penguat Dasar