I transistor non infrangono la legge di conservazione dell’energia. La legge di conservazione dell’energia afferma che l’energia non può essere creata né distrutta; può solo essere trasformato da una forma all’altra. I transistor, siano essi transistor a giunzione bipolare (BJT) o transistor ad effetto di campo (FET), operano entro i limiti di questa legge. Sono dispositivi a semiconduttore che controllano il flusso di corrente elettrica in base a segnali di ingresso esterni, amplificando o commutando correnti senza violare il risparmio energetico. L’energia che gestiscono è tipicamente energia elettrica, che aderisce ai principi di conservazione trasformandosi tra energia potenziale elettrica, energia cinetica dei portatori di carica ed energia termica a seconda delle esigenze del circuito.
La legge di conservazione dell’energia è un principio fondamentale della fisica che afferma che l’energia totale di un sistema isolato rimane costante nel tempo. Questa legge è stata ampiamente verificata attraverso innumerevoli esperimenti e osservazioni su diversi sistemi fisici. Non può essere “distrutto” in senso letterale ma costituisce piuttosto un principio fondamentale che governa le trasformazioni energetiche in tutti i processi naturali. Pertanto, né i transistor né alcun fenomeno fisico possono distruggere questa legge; devono invece rispettarlo nelle loro operazioni.
Anche i trasformatori aderiscono alla legge di conservazione dell’energia. Un trasformatore funziona mediante induzione elettromagnetica, dove l’energia viene trasferita dall’avvolgimento primario a quello secondario attraverso un campo magnetico variabile. L’energia elettrica in ingresso (dal lato primario) viene trasformata in energia magnetica nel nucleo e poi nuovamente in energia elettrica (nell’avvolgimento secondario). Le perdite di energia dovute alla resistenza, alle perdite del nucleo e all’isteresi si verificano ma sono contabilizzate nel bilancio energetico complessivo del sistema. I trasformatori non violano il risparmio energetico ma facilitano piuttosto il trasferimento efficiente dell’energia tra diversi livelli di tensione mantenendo l’equilibrio energetico totale all’interno del sistema.
Il funzionamento dei trasformatori segue i principi dell’induzione elettromagnetica e del risparmio energetico stabiliti dalle leggi della fisica. Queste leggi, che includono, tra le altre, la conservazione dell’energia e la conservazione della quantità di moto, governano il modo in cui i sistemi fisici si comportano su scala macroscopica e microscopica. I trasformatori, per la loro progettazione e funzione, si allineano a queste leggi fondamentali garantendo che l’energia non venga né creata né distrutta ma trasferita e trasformata secondo i principi della teoria elettromagnetica e della conservazione dell’energia.
Gli amplificatori, siano essi dispositivi o sistemi elettronici, non violano il principio di conservazione dell’energia. Gli amplificatori aumentano l’ampiezza dei segnali, come correnti elettriche o tensioni, senza violare il principio fondamentale secondo cui l’energia non può essere creata o distrutta ma solo trasformata da una forma all’altra. Negli amplificatori elettronici, come gli amplificatori operazionali (amplificatori operazionali) o gli amplificatori basati su transistor, la potenza del segnale elettrico in ingresso viene aumentata in uscita prelevando energia da un alimentatore CC. Questo processo rispetta il risparmio energetico poiché la potenza in uscita non può superare la potenza in ingresso fornita dalla sorgente CC, aderendo così ai principi fondamentali della fisica.