所有关于电路

电容和电容vs.电感和电感

2020年4月11日通过罗伯特Keim
该视频教程解释了每个电路和系统中存在的两个物理现象的基本特征。
  • 分享

在之前的视频教程中,我们看到电压和电流源提供的能量使电路实现其预期的功能。然而,电路并不是简单地分为供电源和消耗能量的元件。事实上,两种常见的电子元件——电容器电感器-自然商店能量。这些元件可以作为临时能源,它们被广泛应用于电力网络、稳压电路和频率依赖电路,称为滤波器。

电容和电容

电容存在于导电材料被绝缘材料隔开的地方。电容结构具有以电场形式储存能量的能力;当一个电容结构被设计为具有特定容量的电容的电子元件时,它被称为电容。

我们使用术语收费卸货为了分别识别电容器正在进行能量的状态和电容器供电的状态。如图所示,我们可以通过将电容连接到电池来电。电压导致电流流动,该电流为电容器提供电荷。电荷的累积在电容器上产生电容器的电压,因为电路中的电流逐渐降低,逐渐增加。如果充电电容与电池断开并连接到电阻,则它用作电压源,因为存储在电场中的能量可以将累积的电荷转换为移动电荷,换句话说,就是电流。

与充电电容相关的电压和电流行为在下面的图表中曲线表示。注意时间轴的缩写是“RC”;这指的是RC时间常数,即,与电容器的电容(C)的电容(表示的C)对应的一段时间乘以与电容器串联的电阻。

组件的电容是关键电路设计参数,因为如图所示,它会影响电压(或电流)在充电和放电期间变化的速率。较高的电容意味着电容器上的电压将增加更缓慢(当充电时)并减少更缓慢(放电时)。

量化电容

当电气工程师在原理图中加入电容时,他们必须选择电容值合适的电容。在给定的电压下,具有较高电容的电容器可以存储更多的电荷。我们使用单位法拉,对应库仑每伏特,以量化电容。如果一个2µF电容和一个20µF电容都被充电到相同的电压,20µF电容的存储电量将是2µF电容的10倍。

电感器和电感

如果你对电容的基本概念很熟悉,那么你对电感的理解也就很顺利了,因为这两种现象非常相似——它们可以被描述为“相等但相反”:

  • 电容器在电场中储存能量;电感器在磁场中储存能量。
  • 当电容器连接到电压源时,其电压逐渐增加,其电流逐渐减少;当电感器连接到电压源时,它的电流逐渐增加,电压逐渐降低。
  • 通过电容器,充电和放电速率由RC时间常数控制;使用电感器,我们使用RL时间常数,即电感量(L)乘以与电感器串联的电阻。
  • 如果一个电容电路从电源断开,电容将暂时保持电压。如果一个电感电路从电源断开,电感器将暂时保持电流。另一种说法是,电容器“抵抗”电压的变化,电感“抵抗”电流的变化。

所有导线,如电线和部件引脚,都具有电感。为了创建电感器,我们使用加强磁场的技术,从而增加电感。基本电感仅是卷绕线;下图传达了该结构集中磁场线的方式。

量化电感

电感表示由于通过电感器的电荷运动速率的变化而产生的电感量。使用称为的单位测量亨利

回顾

  • 电容器和电感器是可以存储由电压源提供的能量的电子元件。
  • 电容器在电场中储存能量;电感器在磁场中储存能量。
  • 电容或电感电路中的电压和电流相对于时间而变化,并且由电路的RC或RL时间常数控制。
2的评论