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——电容器和电感器-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。
我们使用术语收费和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)。
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。
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”:
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。
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。
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