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电阻元件、电感元件和电容元件

2020-8-23 19:30| 发布者: admin| 查看: 943| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 1、电阻元件 在图1中,u和i的参考方向相同,根据欧姆定律得出 (1) 电阻元件的参数 称为电阻,它具有对电流起阻碍作用的物理性质。 将式(1)两边乘以i,并积分之,则得 (2) 上式表明电能全部消耗在电阻元件上,转 ...

1、电阻元件

在图1中,ui的参考方向相同,根据欧姆定律得出

(1)

电阻元件的参数

称为电阻,它具有对电流起阻碍作用的物理性质。

将式(1)两边乘以i,并积分之,则得

(2)

上式表明电能全部消耗在电阻元件上,转换为热能。

  (a) (b)
图1 电阻元件 图2 电感元件

2、电感元件

图2所示是一电感元件(线圈),其上电压为u。当通过电流i时,将产生磁通 ,它通过每匝线圈。如果线圈有N匝,则电感元件的参数

(3)

称为电感自感。线圈的匝数N愈多,其电感愈大;线圈中单位电流产生的磁通愈大,电感也愈大。

电感的单位是亨[利](H)或(mH)。磁通的单位是韦[伯](Wb)。

当电感元件中磁通 或电流i发生变化时。则在电感元件中产生的感应电动势为

并根据基尔霍夫电压定律可写出

(4)

当线圈中通过恒定电流时,其上电压u为零,故电感元件可视作短路。

将式(4)两边乘以i,并积分之,则得

(5)

上式表明当电感元件中的电流增大时,磁场能量增大;在此过程中电能转换为磁能,即电感元件从电源取用能量。 就是电感元件中的磁场能量。当电流减小时,磁场能量减小,磁能转换为电能,即电感元件向电源放还能量。可见电感元件不消耗能量,是储能元件。

3、电容元件

图3电容元件

电容元件(图3)的参数

(6)

称为电容,它的单位是法[拉](F)。由于法[拉]的单位太大,工程上多采用微法(uF)或皮法(pF)。

当电容元件上电荷量q或电压u发生变化时,则在电路中引起电流

(7)

上式是在ui的参考方向相同的情况下得出的,否则要加一负号。

当电容元件两端加恒定电压时,其中电流i为零,故电容元件可视作开路。

将式(7)两边乘以u,并积分之,则得

(8)

上式表明当电容元件上的电压增高时,电场能量增大;在此过程中电容元件从电源取用能量(充电)。 就是电容元件中的电场能量。当电压降低时,这电场能量减小,即电容元件想电源放还能量(放电)。可见电容元件也是储能元件。

这里所讲的都是线性元件。RLC都是常数,即相应的uiiqu之间都是线性关系。


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