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，R

U 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。②稳定过程：相当于断路，阻止电流。③放电过程：充当电源C U I R

=，提供电压，使电路中形成电流。（3）电感：①电流增强：阻碍电流增加U E I R -=

自，可以将此式变形为E U I R R =-自，其中R U 可以看作是电路中的电压产生的正向电流，E R 自

可以看作是电感器自感电动势产生的反向电流，电路中的电流是这两个电

流的和。

②稳定过程：相当于导线，导通电流。

③电流减弱：充当电源E I R =自

，提供电压，使电路中形成电流。

2、交流电路中

（1）电阻：电阻U l R I S ρ==不随交流频率变化，通过的电流与加在两端的电压相位相同，由cos P IU ϕ=、0ϕ=可知，电阻的功率可以直接用P IU =计算。

（2）电容：容抗12πC U X I fC

==随交流频率增大而减小（电流变化越快，充放电越容易进行），且“通过”（充放电）的电流与加在两板间的电压相位相差π2ϕ=（充放电电流()q C u u i C t t t ∆∆∆∆===∆∆∆，即电流i 正比于电压u 随时间的导数，若m sin u U t ω=，则m m πcos sin()2

C U i I t t X ωω==+），由cos P IU ϕ=可知，电容器的功率为零，即电容器不消耗电能——其实质是充电时电能转化为两板间电场能储存起来，放电时电场能又回到电路中转化为电能。（3）电感：感抗2πL U X fL I =

=随交流频率增大而增大（电流变化越快，自感现象越明显），且通过的电流与电感器两端的电压（即自感电动势）相位相差π2ϕ=-（电感器两端电压i u e L t ∆==∆自，则电压u 正比于电流i 随时间的导数，若m sin u U t ω=，则m m πcos sin()2C U i I t t X ωω=-=-），由cos P IU ϕ=可知，电感器的功率为零，即电感器不消耗电能——其实质是电流增强时电能转化为电感器中的磁场能储存起来，电流减弱时磁场能又回到电路中转化为电能。

（4）两个相关问题

①变压器的空载电流

变压器副线圈不接负载时，变压器原线圈就是一个纯电感，因此，加在原线圈两端的电压与原线圈中的电流相位相差π2

ϕ=-，因此，原线圈输入功率实际上是零，副线圈也没有输出功率，这是符合能量守恒定律的。另外，理想变压器的线圈自感系数L 趋于无穷大，因此，尽管变压器空载时原线圈中有电流，但是这个空载电流却趋近于零0L U I X =

→空。②交流电路中元件的串并联后的总阻抗、总电压、总电流

电阻和电容串联，通过两个元件电流相位相同，但是电压相位却不同，例如m sin i I t ω=，则m sin R u I R t ω=、m πsin()2C C u I X t ω=-

，则两元件的总电压)R C u u u I t ωθ=+=-，其中tan C X R

θ=

，也就是说，两元件的串联阻抗并不等于两元件阻抗之和，而是Z =，两元件

的总电压有效值也不是两元件电压有效值之和，而是U =总。同样的，电阻与电感串联时，总

阻抗Z =

U =总，也都不是两个元件的阻抗、电压之和。电阻与电容并联时，两元件的电压相位相同，但是电流的相位却不同，

两元件的总电流I =

，显然总电流也不等于两个元件电流之和，而总阻抗Z

与两元件阻抗关系为

1Z =

并联时，也有类似的关系I =

1Z =。【例1】如图所示，电路中A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C 是电容很大的电容器。当S 刚闭合与闭合之后，A 、B 灯泡的发光情况是()