电容、电感和电阻在电路中的关联

发布时间:2018-08-29 阅读量:913 来源: 发布人:

电阻是一个限流元件,限流作用,类似于接在两根大直径管子之间的小直径管子限制水流量的作用,也能保护电路。电容器是一种能够储藏电荷。而电感主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用,还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。


电容、电感和电阻在电路中的关联


电阻、电感、电容是能源转换的元件。电阻、电感实现不同种类能量间的转换,电容则实现电势能与电场能的转换。电源正负两端贮藏有电势能(正负电荷),当电势加在电阻两端,电荷在电势差作用动——形成了电流,其流动速度远比无电势差时的乱序快,在电阻或导体内碰撞产生的热量也就更多。


正电荷从电势高的一端进入电阻,负电荷从电势低的一端进入电阻,二者在电阻内部进行中和作用。中和作用使得正电荷数量在电阻内部呈现从高电势端到低电势端的梯度分布,负电荷数量在电阻内部呈现从低电势端到高电势端的梯度分布,从而在电阻两端产生了电势差,这就是电阻的电压降。同样电流下,电阻对中和作用的阻力越大,其两端电压降也越大。


因此用R=V/I来衡量线性电阻(电压降与通过的电流成正比)的阻力大小。当电源电势加在电感线圈两端,电荷在电势差作用动——形成了电流,电流转变,这称为“充磁”过程。若被充磁电感线圈两端的电源电势差撤销,且电感线圈外接有负载,则能在衰减的过程中转换为电能(如负载为电容,则为电场能;若负载为电阻,则为电流),这称为“去磁”过程。


衡量电感线圈充磁多少的单位是磁链。电流越大,电感线圈被冲磁链就越多,即磁链与电流成正比,即=L*I。对一个指定电感线圈,L是常量。根据电磁原理,磁链变化产生电压,磁链变化越大则电压越高,即v(t)=d d(t)/dt。综合两公式得到:v(t)=L*di(t)/dt,即电感的电压与电流的变化率(对时间的导数)成正比,电流变化越快则电压越高。


电容、电感和电阻在电路中的关联


当电源电势加在电容的两个金属极板上,正负电荷在电势差作用下分别向电容两个极板聚集而形成电场,这称为“充电”过程。若被充电电容两端的电源电势差撤销,且电容外接有负载,则电容两端的电荷在其电势差下向外流走,这称为“放电”过程。电荷在向电容聚集和从电容两个极板向外流走的过程中,电荷的流动就形成了电流。


要特别注意,电容上的电流并不是电荷真的流过电容两个极板间的绝缘介质,而只是充电过程中电荷从外部向电容两个极板聚集形成的流动,以及放电过程中电荷从电容两个极板向外流走而形成的流动。也就是说,电容的电流其实是外部电流,而非内部电流,这与电阻、电感都不一样。
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