第三章第二节电阻、电感和电容元件
电阻电容电感ppt课件
电阻 电容 电感元件
电阻元件 电容元件 电感元件
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1.电阻元件
一、电阻基本概念
限流+调压
电阻器是电子设备中使用最多的基本元件之一。各种材料的 物体对通过它的电流都呈现一定的阻碍作用,我们把这种阻 碍电流的作用叫做电阻(物体阻碍电流通过的属性,叫物体 的电阻)。
在远距离传输电能的强电工程中,电阻是十分有害的,它消 耗了大量的电能。然而在无线电工程中,在电子仪器当中, 尽管电阻同样会消耗电能,但在许多情况下,它具有特殊作 用。
前有 乘 偏 三效 数 差 环数 为
精密色环电阻器 标称值430×102=43kΩ 偏差±1%
(b)
图 电阻器色环标志法
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电容的默认基本单位:pF
位置 方向
棕 绿 橙
黄 紫 红
银
标称值0. 015μF 标称值4700pF 偏差±10% 偏差±20%
立式色电容器
蓝灰红银
棕黑黑红银
பைடு நூலகம்
标称值6800pF 偏差±10% 色点标示的电容器
如:可见光敏电阻,主要材料是硫化镉,应用于光电控制。红外光敏 电阻,主要材料是硫化铅,应用于导弹、卫星监测。
其符号为:
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C. 压敏电阻(MY)
压敏电阻是以氧化锌为主要材料制成的半导体陶瓷元件,电阻值随 加在两端电压的变化按非线性特性变化。当加到两端电压不超过某一特 定值时,呈高阻抗,流过压敏电阻的电流很小,相当于开路。当电压超 过某一值时,其电阻急骤减小,流过电阻的电流急剧增大。
抽油烟机上所装的电子鼻,即是利用气敏管;测汽车尾气、司机是否喝 酒等装置都是利用气敏管。
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2、电抗元件的标志方法 这里我们所介绍的是电抗元件的电阻值、电
电阻、电容和电感
电阻、电容和电感王传芳/*************************1、电流信号的四种表示方式:2、纯电阻电路中电流与电压的关系:3、纯电感电路中电流与电压的关系:上图所示的电感,当电感线圈有电流i时,根据线圈的绕制方向(右手法则),会产生一个磁场B⃑ ,当电流变化时,线圈会产生一个感应磁场,感应磁场会抵制原磁场B⃑ 的变化,这个感应磁场就产生了电感两端的电压:4、纯电容电路中电流与电压的关系:通过电容的电流与电容两端电压的基本关系式:u =L di dt电流的变化是电感两端电压的原因。
didt >0时,感应电压与u 方向相同,didt <0时,感应电压与u 方向相反。
若 i =I sin ωt则 u =L didt =LωI cos ωt =|X L |I sin(ωt +90°) =U sin(ωt +90°) U =I X=I j |X L | 或者 I =U /j |X L | =U /X• 频率相同• 相位相差90度(电压超前电流90°)i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°) 若 I =I∠0°则 U =U∠90° =I |X L |∠90°∠0° =I j|X L | • 复数形式的欧姆定律:i =C dudt电容两端的电压是通过其电流的时间累积效应若 u =U sin ωt 则 i =Cdu dt =CωU cos ωt =U cos ωt 1/Cω=U cos ωt |X C |=U sin(ωt +90°)/|X C |=I sin(ωt +90°)或者 u =1C ∫idt• 频率相同•相位相差90度(电压落后电流90°)i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°)4、阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流点所起的阻碍作用叫做阻抗。
电阻-电容-电感
振荡器设计
RC振荡器
由电阻和电容组成的RC振荡器是一种 简单的振荡电路,通过改变电阻和电 容的值可以调节振荡频率。这种振荡 器常用于产生方波或三角波信号。
LC振荡器
由电感和电容组成的LC振荡器能够产 生较高频率的振荡信号,通常用于产 生正弦波信号。通过调节电感和电容 的值可以调节振荡频率和幅度。
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详细描述
电感值是衡量线圈产生自感电动势能力的重 要参数,其大小与线圈的匝数、直径、材料 等有关。一般来说,线圈的匝数越多、直径 越大、导磁率越高,电感值就越大。在实际 应用中,需要根据电路的具体要求和电感的 特点进行选择和计算。
04
电阻-电容-电感在电路中 的应用
串联与并联
串联
在电路中,电阻、电容和电感可以串联连接,以实现分压、限流或延迟等效果。 串联电阻可以用来分压,而串联电容和电感可以用来延迟信号或限制电流。
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电阻-电容-电感的未来发 展
新材料的应用
高性能材料
随着科技的发展,新型的高性能材料如碳纳 米管、石墨烯等将被应用于电阻、电容和电 感的生产,以提高其性能和稳定性。
复合材料
通过将不同材料进行复合,可以创造出具有 优异性能的复合型电阻、电容和电感材料,
以满足各种特殊应用需求。
新工艺的应用
3D打印技术
利用3D打印技术,可以制造出具有复杂结构和形状的 电阻、电容和电感元件,从而实现个性化定制和快速 原型制造。
纳米加工技术
通过纳米加工技术,可以制造出更小、更精确的电阻、 电容和电感元件,从而提高集成度和可靠性。
新应用领域的发展
物联网
随着物联网技术的快速发展,电阻、电容和电感元件将被广泛应用于各种智能设备和传感器中,以实现智能化和 远程控制。
电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用
电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用电阻定义:导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。
电阻(Resistor)是所有电子电路中使用最多的元件。
电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。
电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。
电阻都有一定的阻值,它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。
电阻的单位是欧姆,用符号“Ω”表示。
欧姆是这样定义的:当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时,如果在这个电阻器中有1安培的电流通过,则这个电阻器的阻值为1欧姆。
出了欧姆外,电阻的单位还有千欧(KΩ,兆欧(MΩ)等。
电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。
它与其它元件一起构成一些功能电路,如RC电路等。
电阻是一个线性元件。
说它是线性元件,是因为通过实验发现,在一定条件下,流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律:I=U/R常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定,且电压和电流值限制在额定条件之内时,可用线性电阻器来模拟。
如果电压或电流值超过规定值,电阻器将因过热而不遵从欧姆定律,甚至还会被烧毁。
线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。
电阻的种类很多,通常分为碳膜电阻,金属电阻,线绕电阻等:它又包含固定电阻与可变电阻,光敏电阻,压敏电阻,热敏电阻等。
但不管电阻是什么种类,它都有一个基本的表示字母“R”。
电阻的单位用欧姆(Ω)表示。
它包括?Ω(欧姆),KΩ(千欧),MΩ(兆欧)。
其换算关系为:1MΩ=1000KΩ ,1KΩ=1000Ω。
电阻的阻值标法通常有色环法,数字法。
色环法在一般的的电阻上比较常见。
由于手机电路中的电阻一般比较小,很少被标上阻值,即使有,一般也采用数字法,即:101——表示100Ω的电阻;102——表示1KΩ的电阻;103——表示10KΩ的电阻;104——表示100KΩ的电阻;105——表示1MΩ的电阻;106——表示10MΩ的电阻。
交流电路中的电感电容和电阻的作用
交流电路中的电感电容和电阻的作用交流电路中的电感、电容和电阻的作用交流电路中的电感、电容和电阻是三个基本的元件,它们在交流电路中发挥着重要的作用。
本文将详细探讨这三个元件在交流电路中的作用以及其相互之间的关系。
一、电感的作用电感是由螺线圈或线圈产生的,当电流通过电感时,会产生磁场。
在交流电路中,电感可以用来限制电流的变化速度。
当电流变化时,电感会阻碍电流的变化,使得电流逐渐增加或减小。
这种特性使电感称为频率选择性元件。
在交流电路中,电感的主要作用有:1. 限制电流的变化速度:电感抑制电流的快速变化,使得交流电流呈现较为稳定的特性。
2. 储存电能:当电流变化时,电感将电能存储在磁场中,然后释放回电路中。
这种储能和释能的特性在电路中起到平稳电流的作用。
3. 延迟电流相位:电感在电路中引起电流和电压之间的相位差,从而改变交流电路的电学特性,如延迟电流相位。
二、电容的作用电容由两个导体板和之间的介质组成,当电压施加在电容上时,会在导体板之间形成电场。
在交流电路中,电容可以用来储存电荷并释放。
在交流电路中,电容的主要作用有:1. 储存电能:电容可以将电能存储在电场中,在需要时释放回电路中。
这种储能和释放的特性在电路中起到平稳电压的作用。
2. 阻碍直流电流:电容在交流电路中可以通过充电和放电来传递电流,但对直流电流具有很高的阻抗,相当于断路。
3. 改变电流相位:电容可以引起交流电路中电流和电压的相位差,从而改变交流电路的电学特性,如提前电流相位。
三、电阻的作用电阻是电流通过时产生电压降的元件,在交流电路中起到限制电流流动的作用。
电阻的大小可以通过欧姆定律来描述,即V=IR,其中V 是电压,I是电流,R是电阻。
在交流电路中,电阻的主要作用有:1. 限制电流流动:电阻通过阻碍电流的流动引起电压降,从而限制电流的大小。
2. 耗散电能:电阻将电流转化为热能进行耗散,这种特性使得电阻可以用来控制电路中的功率。
3. 改变电路特性:电阻在交流电路中会引起电压和电流的相位一致,并且不引起相位变化。
直流电路中的电阻电容和电感
直流电路中的电阻电容和电感直流电路中的电阻、电容和电感一、引言电阻、电容和电感是直流电路中常见的三种基本元件,它们在电路中起着重要的作用。
本文将详细介绍直流电路中电阻、电容和电感的特性和应用。
二、电阻电阻是指阻碍电流通过的物理量,单位为欧姆(Ω)。
在直流电路中,电阻对电流的变化非常稳定,线性关系明显。
1. 特性- 电阻产生的主要效应是消耗电能,通过电阻的电流与电压之间遵循欧姆定律:I = V/R。
- 不同材质的电阻具有不同的电阻值,例如金属导体常用的电阻材料有铜、银等。
- 电阻的温度系数是描述电阻随温度变化的特性,一般表示为ppm/℃,常见的电阻温度系数有正温度系数和负温度系数。
2. 应用- 电阻可用于限流和分压,例如电阻在电源前串联可实现限流保护。
- 电阻还可以用于电压调节和分压,通过串联电阻可以实现电压的稳定输出。
- 在电子电路中,电阻还可用于电压分配和电流检测。
三、电容电容是指存储电荷的能力,单位为法拉(F)。
在直流电路中,电容能够存储电荷,并且对电流的变化具有一定的延迟效应。
1. 特性- 电容器由两个带电极板之间的介质隔开,当施加电压时,正负电荷在两板之间积累,形成电场。
- 电容器的容量大小取决于两板之间的面积、板间距以及介质介电常数。
- 电容器的充放电过程与时间有关,充电过程中电容器内的电荷线性增加,而放电过程则是指数型减少。
2. 应用- 电容可用于直流电源的滤波,通过并联电容器实现对电源的干扰信号滤除。
- 电容还可以用于启动电机、存储能量等。
四、电感电感是指导体中所产生的自感感应,单位为亨利(H)。
在直流电路中,电感对电流的变化具有抵抗效应,并且能够存储磁能。
1. 特性- 电感通过阻碍电流的变化来储存磁能,并产生电动势抵抗电流的变化。
- 电感的大小取决于线圈的匝数、截面积以及磁导率。
- 电感的极性具有反向电压的特性,在电流变化快速的场合会产生自感电压。
2. 应用- 电感可用于直流电源的滤波,通过串联电感器实现对电源中的高频噪声滤除。
电阻,电容,电感的作用
作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种:1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用,下面分类详述之:1)旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。
就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。
为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。
这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。
地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2)去藕去藕,又称解藕。
从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。
如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。
这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。
旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。
高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10uF或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。
这应该是他们的本质区别。
3)滤波从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。
但实际上超过1uF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。
电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。
电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。
电阻电容电感的作用
电阻电容电感的作用电阻,电容和电感是电路中常见的三种元件。
它们分别具有不同的作用,可以用于控制电流、存储电能和调节频率等。
以下将详细介绍每种元件的作用及其在电路中的应用。
一、电阻的作用电阻是一种消耗电能的元件,它可以控制电路中的电流大小。
通常在电路中用来限制电流或者调节电压。
电阻的电阻值越大,电流通过电阻的大小就越小。
因此,电阻在电路中可以用来防止过大的电流损坏元件或者控制电路的功率。
电阻在电路中还可以用来调整电压。
例如,在电源电压变化较大的情况下,可以将电阻串联在负载电路上,以使负载的电压维持在一定范围内。
此外,在电子电路中,电阻也可以用来搭建振荡电路、滤波电路等。
二、电容的作用电容是一种能存储电荷的元件,它可以存储电能并且控制电路的频率。
电容的电容量越大,它所能存储的电荷就越多。
在直流电路中,电容通常被用来存储电荷,并且在电路断开的情况下可以释放储存的电荷,从而保证负载设备继续工作。
在交流电路中,电容通常被用来控制电路的频率。
电容和电阻组合成的电路称为RC电路,可以产生低通滤波或高通滤波的效果。
此外,电容也可以被用来搭建振荡电路、放大电路等。
三、电感的作用电感是一种能存储磁场能量的元件,它可以储存电能并且调节电路的频率。
当电流通过电感时会产生磁场,电感储存的电能就体现为磁场能量。
电感的电感值越大,它所能存储的磁场能量就越多。
在交流电路中,电感的作用主要是调节电路的频率。
电感和电容组成的电路称为LC电路,可以产生共振的效果,从而增加电路的频率。
此外,电感也可以被用来搭建变压器、电动机等。
总的来说,电阻、电容和电感是电路中不可或缺的元件,它们各自具有不同的作用,可以用于控制电路、储存电荷和储存电能,对于电子电路的设计和应用具有极大的意义。
电感、电阻和电容的关系和作用
电感、电阻和电容的关系和作用电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量.给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过.通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大.实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。
电阻是描述导体导电性能的物理量,用R表示。
电阻由导体两端的电压U 与通过导体的电流I的比值来定义,即R=U/I。
所以,当导体两端的电压一定时,电阻愈大,通过的电流就愈小; 反之,电阻愈小,通过的电流就愈大。
电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。
电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。
另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。
电阻用途:阻碍电流通过,可以起到了在电路中起分压、降压、限流、负载、分流、区配等作用;电容作用在于可以在电路中起滤波、耦合、旁路、调谐和能量转换等作用;电感的作用主要在于在电路中有通直流、阻交流,通低频、阻高频的作用。
其实电感、电阻和电容元件电容,在电器之中通过复杂的组合在一起发挥着作用,利用这三个元件之间的特性,相互补充构成复杂电路。
其中电感的电阻与频率有关,所以常用在与频率有关的电路,有机组合它可以把特定频率的电流加强或减弱。
举一个现实生活中的例子,我们经常会看到的电源在拔下插头后,上面的二极管还会持续再亮一会儿,这是为什么呢?其实这是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。
当然这个电容原本是用作滤波的。
至于所谓的电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,劣质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了非常小的容量的滤波电容,耳机内就会有有嗡嗡声出现。
这时可以在电源两端带上一个较大容量的电解电容(1500μF,注意正极接正极),一般可以改善听觉的效果。
发烧友制作HiFi高级音响,少说都会用上了至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且电容的储能作用,使得突发的大信号到来时,电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。
电阻、电容、电感的区别
电阻、电容、电感的区别电容、电感与电阻的区别,很多老师和同学都是不熟悉的,甚至在交流电路中,有很多人还将它们的作用混为一谈,都按电阻的作用来进行分析,从而造成了很多低级错误,笔者在此略作一个辨析,以供大家参考。
一、对电流影响的本质不同1、电阻导体电阻对电流的阻碍作用,实际上是自由电荷与导体中其余部分的碰撞(比如金属导体中自由电子和金属阳离子的碰撞),使自由电荷的定向移动能量损失,转化为其余部分热运动动能的过程,有序的定向移动向无序的热运动的转化,即电能向内能的转化,这种无序的热运动不能完全自发的转化为有序的自由电荷定向移动,也就是说,这种能量转化具有方向性。
2、电容在不稳定电路中,当与电容器并联的其余部分两端电压高于电容器两极板间电压时,就会在其余部分和电容器之间形成充电电流,电容器被充电,定向移动的电荷被转移到电容器极板上,在两板间形成电场,将电路中的电能转化为储存于两板间的电场能,能量还是有序的。
当与电容器并联的其余部分两端电压低于电容器两极板间电压时,就会在电容器和其余部分之间形成放电电流,电容器被充电,电荷从电容器极板上转移到电路中发生定向移动,将储存于两板间的电场能转化为电路中的电能。
从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电容器充放电,实际上是两种有序运动的相互转化。
3、电感在不稳定电路中,当与电感器(线圈)串联的电路中电流增加时,电流形成的磁场增强导致电感器中磁通量增大,进而引起自感电动势阻碍电流的增加,这一过程,电路中传来的电能转化为电感器中的磁场能;反过来,当与电感器(线圈)串联的电路中电流减小时,电流形成的磁场减弱导致电感器中磁通量减小,进而引起自感电动势阻碍电流的减弱,这一过程,电感器中的磁场能转化为电路中的电能。
从上述分析可以看出来,如果不考虑电磁辐射的话,电感器的自感现象,实际上也是两种有序运动的相互转化。
二、对电流影响的表现不同1、暂态电路中(1)电阻:阻碍电流R U I =(2)电容:①充电过程:阻碍电流R U U I C -=,可以将此式变形为R U R U I C -=,其中R U 可以看作是电路中的电压产生的正向电流,RU C 可以看作是电容器电压产生的反向电流,电路中的电流是这两个电流的和。
【详解各元器件等效电路】电阻、电容、电感、二极管、MOS管!
【详解各元器件等效电路】电阻、电容、电感、二极管、MOS管!2017-08-30EDN电子技术设计电阻电阻等效电路图1 电阻等效电路电阻的等效阻抗同一个电阻元件在通以直流和交流电时测得的电阻值是不相同的。
在高频交流下,须考虑电阻元件的引线电感L0和分布电容C0的影响,其等效电路如图1所示,图中R为理想电阻。
由图可知此元件在频率f下的等效阻抗为式 1上式中ω=2πf, R e和X e分别为等效电阻分量和电抗分量,且式 2从上式可知R e除与f有关外,还与L0、C0有关。
这表明当L0、C0不可忽略时,在交流下测此电阻元件的电阻值,得到的将是R e而非R值电感电感等效电路图2 电感等效电路电感的等效阻抗电感元件除电感L外,也总是有损耗电阻R L和分布电容C L。
一般情况下R L和C L的影响很小。
电感元件接于直流并达到稳态时,可视为电阻;若接于低频交流电路则可视为理想电感L和损耗电阻R L的串联;在高频时其等效电路如图2所示。
比较图1和图 2可知二者实际上是相同的,电感元件的高频等效阻抗可参照式 1来确定式 3式中 R e和L e分别为电感元件的等效电阻和等效电感。
从上式知当C L甚小时或R L、C L和ω都不大时,L e才会等于L或接近等于L。
电容电容等效电路图3 电容等效电路电容的等效阻抗在交流下电容元件总有一定介质损耗,此外其引线也有一定电阻R n和分布电感L n,因此电容元件等效电路如图 3所示。
图中C是元件的固有电容,R c是介质损耗的等效电阻。
等效阻抗为式 4式中 R e和C e分别为电容元件的等效电阻和等效电容, 由于一般介质损耗甚小可忽略(即R c→∞),C e可表示为式 5从上述讨论中可以看出,在交流下测量R、L、C,实际所测的都是等效值R e、L e、C e;由于电阻、电容和电感的实际阻抗随环境以及工作频率的变化而变,因此,在阻抗测量中应尽量按实际工作条件(尤其是工作频率)进行,否则,测得的结果将会有很大的误差,甚至是错误的结果。
电阻 电感 电容 磁珠
电阻电感电容磁珠电阻、电感和电容是电路中常见的三种基本元件,它们在电子设备中起着重要的作用。
本文将分别介绍这三种元件的特点和应用。
我们来谈谈电阻。
电阻是电路中最常见的元件之一,它的作用是阻碍电流的流动。
电阻的大小通常用欧姆(Ω)来表示,它的值越大,阻碍电流的能力就越强。
电阻的材料有金属、碳膜等,根据不同的材料,电阻可以具有不同的特性。
电阻在电路中起到限制电流的作用,可以用来控制电路的亮度、电压和电流大小等。
接下来是电感。
电感是一种能够储存电能的元件,它的作用是产生感应电动势。
电感的单位是亨利(H),它的值越大,储存电能的能力就越强。
电感主要由线圈组成,当通电时,线圈中会产生磁场,磁场的变化会引起感应电动势的产生。
电感在电路中常用于滤波、扼流圈等应用,可以用来控制电压的变化。
最后是电容。
电容是一种可以储存电荷的元件,它的作用是储存电能。
电容的单位是法拉(F),它的值越大,储存电荷的能力就越强。
电容器由两个导体板和介质组成,当电容器两端施加电压时,导体板上就会存储电荷。
电容在电路中常用于滤波、耦合等应用,可以用来控制电压的变化。
还有一种元件称为磁珠,它是一种用于电磁兼容的元件。
磁珠主要通过电感和磁性材料的相互作用来实现对电磁干扰的抑制。
磁珠通常由磁性材料制成,它通过对电流的干扰进行抑制,使得电路中的信号更加稳定和可靠。
磁珠在电子设备中常用于滤波、隔离等应用,可以有效地减小电磁干扰。
电阻、电感和电容是电子设备中常见的三种基本元件。
电阻用于限制电流,电感用于储存电能和产生感应电动势,电容用于储存电荷。
而磁珠则是一种用于电磁兼容的元件,通过对电流的干扰进行抑制,使得电路中的信号更加稳定和可靠。
这三种元件在电子设备中有着广泛的应用,对于保证电路的正常运行和信号的稳定传输起着重要的作用。
第二节电阻、电感、电容在交流电路中的特性
第二节电阻、电感、电容在交流电路中的特性在直流稳态电路中,电感元件可视为短路,电容元件可视为开路。
但在交流电路中,由于电压、电流随时间变化,电感元件中的磁场不断变化,引起感生电动势;电容极板间的电压不断变化,引起电荷在与电容极板相连的导线中移动形成电流。
因此,电阻R、电感L、及电容C对交流电路中的电压、电流都会产生影响。
电压和电流的波形及相量图如图2-10b、c所示。
电阻R两端的电压和流经R的电流同相,且其瞬时值、幅值及有效值均符合欧姆定律。
电阻元件R的瞬时功率为:电阻功率波形如图2-10d。
任一瞬间,p≥0,说明电阻都在消耗电能。
电阻是耗能元件,将从电源取得的电能转化为热能。
电路中通常所说的功率是指一个周期内瞬时功率的平均值,称平均功率,又称有功功率,用大写字母P表示,单位为瓦(W)。
(2-13)式中, U、I 分别为正弦电压、电流的有效值。
例2 - 4有一电灯,加在其上的电压u=311sin314t V,电灯电阻R=100Ω,求电流I、电流有效值I和功率P。
若电压角频率由314rad/s变为3140rad/s,对电流有效值及功率有何影响?解:由欧姆定律可知因电阻阻值与频率无关,所以当频率变化时,电流有效值及功率不变。
2.电感元件当电感线圈中通过一交变电流i时,如图 2-11a,在线圈中引起自感电动势e L,设电流(2-14)电感电压(2-15)用相量表示:即(2-16)同理,有效值相量(2-17)令则式2-18为电感元件的伏安特性,其中XL称为电感抗,简称感抗,单位欧姆(Ω)。
感抗XL表示电感对交流电流的阻碍能力,与电阻元件的电阻R类似;但与电阻不同,XL不仅与电感元件本身的自感系数L有关,还与正弦电流的角频率ω有关,ω越大,感抗越大。
对于直流电路,ω=0,XL=0,电感可视为短路。
电感元件的瞬时功率为:(2-21)其平均值为:(2-22)电感的瞬时功率波形图见图2-11d。
在第一和第三个1/4周期,电感元件处于受电状态,它从电源取得电能并转化为磁场能,功率为正,电感元件所储存的磁场能(2-23)电流的绝对值从0增加到最大值Im,磁场建立并逐渐增强,磁场能由0增加到最大值1/2LIm2;在第二和第四个1/4周期,电感元件处于供电状态,它把磁场能转化为电能返回给电路,功率为负,电流由最大值减小到0,磁场消失,磁场能变为0。
电阻电感和电容对交流电的作用
电阻电感和电容对交流电的作用电阻、电感和电容是电路中常见的三种元件,它们对交流电有着不同的作用。
电阻对交流电的作用主要体现在两个方面,即阻碍电流通过以及产生功耗。
首先,电阻对交流电的作用是阻碍电流通过。
在交流电路中,电流会随着时间的变化而变化,而电阻会使得通过电路的电流受到一定的阻碍。
这是因为电阻元件内部存在着电子的碰撞、摩擦等能量损耗,从而使得电流在通过电阻时产生一定的电压损耗,即电压降。
电阻对交流电的作用就是通过产生电压降,阻碍电流通过。
另外,电阻还会在交流电路中产生功耗。
功耗是指电阻元件将电能转化为热能的过程。
在电阻元件内部,由于电子在通过电阻时产生碰撞、摩擦等,电能将转化为热能,从而产生一定的功耗。
这会使得电阻元件发热,甚至可能引起热效应,因此在设计电路时需要考虑电阻的功耗问题。
与电阻不同,电感对交流电的作用主要表现在其对电流的延迟和阻抗的改变。
首先,电感对交流电的作用是通过对电流的延迟实现电路中的时间滞后效应。
在电感元件中,通过电流变化产生磁场,而由于磁场的变化又会引发电场的变化,这样电感元件内部会形成电场和磁场相互耦合的效应。
当交流电通过电感元件时,由于电感的特性,会导致电流的值滞后于电压的变化。
这就实现了一定程度上的电流延迟效应,使得电路产生相应的时间滞后响应。
另外,电感还会改变电路的阻抗。
阻抗是交流电路中电流和电压之间的复数关系,可以看作是交流电路对电流的阻碍程度。
在电感元件中,由于磁场的变化会产生感应电动势,所以电感元件的阻抗与频率有关。
当频率较低时,电感元件的阻抗较大,表现为对电流的阻碍较明显;而当频率较高时,电感元件的阻抗较小,对电流的阻碍相对较小。
因此,电感元件可以通过改变电路的频率特性,实现对电流的阻碍控制。
最后,电容对交流电的作用主要表现在其对电流的激励和对电压的延迟。
首先,电容对交流电的作用是通过对电流的激励实现电路中的时间超前效应。
在电容元件中,电流的变化会使得电场的变化,而由于电场的变化又会导致电流的变化,电容元件内部会形成电流和电场相互耦合的效应。
交流电路基础电阻电感和电容的串并联
交流电路基础电阻电感和电容的串并联交流电路基础:电阻、电感和电容的串联和并联在交流电路中,电阻、电感和电容是三种基本的元件。
它们在电路中起着不同的作用,能够对电流和电压产生不同的影响。
本文将介绍电阻、电感和电容的基本概念,以及它们在串联和并联电路中的运用。
一、电阻的基本概念电阻是电路中最常见的元件之一,它用来限制电流的流动。
电阻的单位是欧姆(Ω),通常用符号R表示。
电阻的大小与材料的导电性质和尺寸相关,导体材料电阻小,绝缘材料电阻大。
在交流电路中,电阻对电流的影响主要表现为阻碍电流通过,使电流的大小与电压成正比,符合欧姆定律。
在电阻的两端,存在电压降,这个电压降与电阻值和电流大小有关。
二、电感的基本概念电感是电路中另一个重要的元件,它起着储存和释放能量的作用。
电感的单位是亨利(H),通常用符号L表示。
电感的大小与线圈的匝数、线圈的长度和截面积有关。
在交流电路中,电感对电流的影响主要表现为抵抗电流的变化,使电流的大小与电压成反比。
当电流变化时,电感中产生感应电动势,抵抗电流的变化,这称为自感现象。
三、电容的基本概念电容是电路中另一种重要的元件,它能够储存电荷。
电容的单位是法拉(F),通常用符号C表示。
电容的大小与电容器的电极面积、电极间距和介质介电常数有关。
在交流电路中,电容对电流的影响主要表现为储存和释放电荷。
当电流变化时,电容器会储存和释放电荷,使电流的大小与电压成正比。
电容器具有频率依赖性,对不同频率的信号有不同的阻抗。
四、电阻、电感和电容的串联和并联在实际的交流电路中,电阻、电感和电容的串联和并联是非常常见的情况。
串联是指将多个元件连接在一起,形成一个独立的电路路径;并联是指将多个元件同时连接到同一个节点上。
1. 电阻的串联和并联电阻的串联是指将多个电阻连接在一起,电流在各个电阻之间依次流动。
电阻的串联时,总电阻等于各个电阻之和,电压分配根据电阻值比例进行。
电阻的并联是指将多个电阻同时连接到同一个节点上,电流在各个电阻之间分流。
电阻电感电容的阻抗
电阻电感电容的阻抗电阻、电感和电容是电路中常见的三种元件,它们分别对应着电流、电压和电荷的相位关系。
在交流电路中,电阻、电感和电容的阻抗是用来描述它们对交流电的阻碍作用的。
本文将分别介绍电阻、电感和电容的阻抗特性,以及它们在电路中的应用。
我们来介绍电阻的阻抗。
电阻是电路中最基本的元件之一,它的阻抗与电阻值成正比。
阻抗的单位是欧姆,用符号Z表示。
在交流电路中,电阻的阻抗与频率无关,即阻抗大小保持不变。
这是因为电阻对交流电的阻碍作用是通过电流的流动来实现的,而交流电的频率对电流的流动没有影响。
因此,电阻的阻抗可以表示为Z = R,其中R为电阻的阻值。
接下来,我们转而讨论电感的阻抗特性。
电感是一种能够储存电磁能量的元件,它的阻抗与电感值和频率成正比。
电感的阻抗单位是欧姆,用符号Z表示。
在交流电路中,电感的阻抗随着频率的增加而增加。
这是因为电感对交流电的阻碍作用是通过自感电动势来实现的,而自感电动势与电流的变化率有关,即与频率成正比。
因此,电感的阻抗可以表示为Z = jωL,其中j为虚数单位,ω为角频率,L为电感的值。
我们来讨论电容的阻抗特性。
电容是一种能够储存电荷的元件,它的阻抗与电容值和频率成反比。
电容的阻抗单位是欧姆,用符号Z表示。
在交流电路中,电容的阻抗随着频率的增加而减小。
这是因为电容对交流电的阻碍作用是通过电荷的积累和释放来实现的,而电荷的积累和释放速度与频率成反比。
因此,电容的阻抗可以表示为Z = 1/(jωC),其中j为虚数单位,ω为角频率,C为电容的值。
电阻、电感和电容的阻抗特性在电路中有着广泛的应用。
在交流电路中,电阻常常用于限制电流的大小,控制电路的功率消耗。
电感则常用于滤波和电感耦合的应用中,它可以阻止高频信号通过,从而实现信号的分离和传输。
电容则常用于储能和耦合的应用中,它可以储存电荷并释放,在电路中起到平滑电压和传递信号的作用。
电阻、电感和电容是电路中常见的三种元件,它们分别对应着电流、电压和电荷的相位关系。
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1、用万用表欧姆挡检测电容好坏时,如表针始终处在“0 Ω”处,则表示______。
A .电容是好的B .电容已被击穿C .电容内部引线已断D .电容漏电2、如图,瓦特计的读数为2 kW ,u =230 V ,f =50 Hz ,现将一纯电容C =96 μF 并接到电路中,则瓦特计的读数为______。
A .2 kWB .3.59 kWC .0.41 kWD .2.56 kW3、在纯电感正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列正确表达了欧姆定律的是______。
A .L X U P 2=B .L X UI ..=C .L X uI =D .L IX U =4、在纯电感正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列正确表达了欧姆定律的是______。
A .L X Uj I ..-= B .P =IUC .L X I U .=D .L X u I =5、对于纯电感正弦交流电路,电压u 与电流i 的参考方向一致,按照电量符号一般的规定,下列各式中不正确的是______。
A .i u X L =B .L jX UI ..=C .t iL u d d =D .L U j I ω..=-=6、如图所示电路中的电流i =______,功率P =______。
A .2 A /20 WB .2 A /50 WC .2 A /0 WD .2 A /25 W7、两只云母电容器,其耐压值为450 V ,电容量为0.1 μF ,串联后总电容量和耐压值分别为______。
A .0.05 μF / 450 VB .0.2 μF / 450 VC .0.05 μF / 900 VD .0.2 μF / 900 V8、设:S 为平板电容器的面积,d 为其极板距离,ε为介质的介电常数,ρ为极板材料的电阻率,则电容C 为______。
A .d SC ρ= B .d S C ε= C .S d =ρ D .S d C ε=9、把两个耐压值为63 V,电容量分别为C1=60 μF、C2=30 μF的两个电容器串联后,接于90 V直流电源上,其等效电容量C为______,C1的工作电压为______。
A.90 μF/60 VB.20 μF/30 VC.90 μF/30 VD.20 μF/60 V10、把两个耐压为63 V,电容量均为60 μF的两个电容器串联后接于100 V直流电源上,则等效电容量C为______,C1、C2的工作电压值分别为______。
A.60 μF,100 V/100 VB.30 μF,50 V/50 VC.60 μF,50 V/50 VD.30 μF,100 V/100 V11、把两个20 μF的电容并联后,再与一个40 μF的电容串联,其等效电容量为______。
A.80 μFB.60 μFC.20 μFD.40 Μf12、电容量分别C 1、C 2的两个电容串联后,接于9 V 的直流电源上,如图所示,C 1=10 μF ,C 2=20 μF ,其等效电容量C 和它们实际工作电压U 1、U 2分别为______。
A .C =30 μF 、U 1=3 V 、U 2=6 VB .C =30 μF 、U 1=6 V 、U 2=3 VC .C =6.7 μF 、U 1=3 V 、U 2=6 VD .C =6.7 μF 、U 1=6 V 、U 2=3 V13、用万用表的欧姆挡检测电容好坏时,如表针没有反应,始终停在“∞Ω”处,则表示电容______。
A .漏电B .严重漏电C .被击穿D .电容内部引线已断14、在纯电感正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列表示式错误的是______。
A .L X UIB .L X Uj I ..= C .L L X I Q 2=D .P =015、用万用表的欧姆挡检测电容好坏时,若表针稳定后,指在距“∞Ω”处越远(但不指在“0 Ω”处),则表明______。
A .电容是好的B .电容漏电C .电容被击穿D .电容内部引线已断16、在纯电感正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列表示式错误的是______。
A .L X U I =B .L X UI ..= C .L L X U Q /2=D .L X U jI ..-=17、下列几种电容器,在使用时应注意它有正、负之分的是______。
A .纸介质电容器B.云母电容器C.陶瓷电容器D.电解电容器18、关于两个电容器相串联,下列说法正确的是______。
A.两个电容器的电压之和等于电源电压B.每个电容器上的电压值与其电容值成正比C.等效电容为两个电容之和D.总电量Q为两个电容器所带电量之和19、关于两个电容器相并联,下列说法错误的是______。
A.总电量Q为两个电容器所带电量之和B.等效电容为两个电容之和C.若其中一个电容器的耐压等级较低,那么并联后的工作电压不超过这一电压值D.每个电容器上的电压值与其电容值成反比20、并联电容的总电容量等于各分电容的______。
A.和B.倒数和C.倒数和的倒数D.和的倒数21、串联电容的总电容量等于各分电容的______。
A .和B .倒数和C .倒数和的倒数D .和的倒数22、关于电容的下列说法,错误的是______。
A .由于实际中没有无穷大功率电源,实际电容两端的电压不能跃变B .由于实际中没有无穷大功率电源,实际电容两极板的电荷不能跃变C .由于实际中没有无穷大功率电源,实际电容上的电流不能跃变D .若电容C 上的电压u C 、电流i C 的参考方向相同,则有关系式t u C i C C d d23、关于电容的下列说法,错误的是______。
A .电容在直流稳态电路中相当于断路B .电容是储能元件C .电容两端电压不能跃变D .电容在交流电路中相当于短路24、电容值相同的电容器连接如图,哪种接法等效电容值最大______。
25、使用电容器时,正弦交流电源的频率由50 Hz上升到60 Hz,电压值未变,电容器上的电流______。
A.增加B.减小C.不变D.不一定26、使用电容器时,电容两端的交流电压有效值上升10%,其他不变,则电容器上的电流______。
A.增加10%B.减小10%C.不变D.为零27、使用电容器时,电容两端的正弦交流电压频率下降5%,其他不变,则电容器上的电流______。
A.增加5%B.减小5%C.不变D.减小0.025%28、在纯电阻为R的正弦交流电路中,若电阻R两端电压R u与其电流i 的参考方向相同,则下列说法错误的是______。
A.iRu=RB.IR=uRC.P = I2RD.Q = I2R29、用万用表的欧姆挡检测电容好坏时,如表针立即向0偏转,然后回复到“∞Ω”处,则表明______。
A.电容是好的B.电容漏电C.电容被击穿D.电容内部引线已断30、使用电感时,若电感两端的正弦交流电压频率下降5%,其他不变,则电感中的电流______。
A.增加5%B.减小5%C .不变D .减小0.025%31、下列元件中,纯属于耗能元件或电器的是______。
A .电容B .电感C .电阻D .变压器32、纯电阻正弦交流电路的特点是______。
A .若端电压u 和总电流i 参考方向一致,电压与电流反相B .电阻是储能元件C .若端电压u 和总电流i 参考方向一致,电压与电流同相D .电阻与电源交换能量33、在纯电阻正弦交流电路中,端电压t u ωsin 2220=V ,电阻为10 Ω,若端电压u 和总电流i 参考方向一致,则有______。
A .t i sin 22= AB .t i ωsin 2220= AC .t i ωsin 222= AD .t i ω2sin 222= A34、在纯电阻正弦交流电路中,端电压t u ωsin 2220=V ,电阻为10 Ω,若端电压u 和总电流i 参考方向一致,则有关电流的瞬时值i 、有效值相量、有效值I 的下列结论,正确的是______。
A .22.=I AB .t I ωsin 2220.= AC .t I ωsin 222= AD .i =22∠0°A35、根据图中所选定的参考方向,电流i 的瞬时值为)120314sin(5︒+=t i A 。
如果把参考方向选为相反方向,则下列表达式哪一个是正确的______。
A .)150314sin(5︒+=t i AB .)150314sin(5︒-=t i AC .)60314sin(5︒-=t i AD .)60314sin(5︒+=t i A36、按照电工电量符号一般规定,下列各式中错误的是______。
A .R u i /=B .R U I /=C .R U I m m /=D .R U i /=37、在纯电阻正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列表示式错误的是______。
A .R U I =B ....R UI =C .R ui =D .R uI =.38、在纯电阻正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列表示式错误的是______。
A .UI P =B ....R UI =C .R ui =D .R uI =.39、在纯电阻正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列正确表达了欧姆定律的是______。
A .UI P =B ....R UI =C .R uI =D .R u I =.40、对于纯电阻正弦交流电路,其两端电压R u 与电流i 的参考方向一致,按照电量符号一般的规定,则下列式子错误的是______。
A .iR u R =B .U R =IRC .P =I 2RD .Q =I 2R41、对于纯电阻正弦交流电路,其两端电压u R 与电流i 的参考方向一致,按照电量符号一般的规定,则下列式子错误的是______。
A .W =I 2RB .U R =IRC .R I U ..=D .iR u R =42、正弦交流电路电功率的表达式P =UI 适用于______。
A .感性电路B .容性电路C .纯电阻电路D .任何性质负载的电路43、在纯电感正弦交流电路中,若电压u 和电流i 参考方向一致,按照电工电量符号的一般规定,下列表示式正确的是______。
A .L X U P 2=B .L jX U I ..=C .L X u i =D .L X I U ..=44、使用电感时,若电感两端的正弦交流电压频率上升5%,其他不变,则电感中的电流______。