电压,电流,电阻:电路分析的小游戏

2022年11月8日

关键的外卖

电阻和电路分析的贡献。
当前的角色以及电抗复杂标准电阻模型。
电压:是什么,为什么它适用于电容器,为什么设计有很多限制。

电压,电流,电阻,都是图文并茂的炽热炉灶燃烧器

电子产品,至少一开始,是一个复杂的研究领域,甚至对于那些熟悉基本的力学。最强大的技术之一,可以抓住新的主题是与已知的。更好的学习者可以塑造新思想对现有模式和关系,理解和合成材料的更好的机会。对电压、电流、电阻和相关主题通常始于水类比。幅流动的河流:当前是流水的速度,阻碍当地的岩石流电阻,电压是为代表的能源潜力垂直下降。从这里,可以构建一个更深层次的知识的核心电路分析的交互。

理解电压,电流,电阻,最后开始

电阻

电压,电流,电阻,电阻在概念上也许是最容易掌握的三个基本特征。电阻可以最好的电相当于动摩擦。当电流通过电阻元件,一些形式的欧姆加热能量散失。“阻力最小的路径”也是一个常见的短语,甚至电路设计之外的话题,这说明它的直觉。流水的类比再次解释了阻力的作用:当水撞向岩石在一个快速移动的水域,在碰撞过程中会丢失一些能量。几乎以相同的方式,电流通过电阻元件失去它的一些能量。

能量损失的质量是一个电阻的定义方面。在三个标准被动元件,电阻是唯一的理想设备,失去能量。寄生在现实中,使所有设备经验非保守的和保守的能量损失,分离的真实和虚构的价值元素更包罗万象的电路参数。这个属性,被称为阻抗,代表整个视觉反对电流的电路。然而,主题是介绍作为两个主要原因:阻力而不是一开始就避免并发症的发现电路分析,因为直流没有占电路操作由于频率的变化。

电阻是一种外在的材料用于建筑,其价值意义取决于数量的材料。电阻和电阻率之间的关系,实质上是材料的固有阻力目前无论数量,定义为:

电阻和电阻率

R, l,代表了电阻、电阻率、长度、横截面积的材料,分别。在实践中,这意味着同样的材料,电阻增加长导体(由于电阻率)的累积效应和减少计(如面积更大的电流密度降低)。

重要的是要考虑温度和阻力之间的相互作用。通常情况下,随着温度的升高,材料的电阻;根据电阻率的增长速度对温度,这种关系可以线性建模。增加热能用于导体的原子使他们更快的振动,导致更多的“自由”之间的碰撞和束缚电子,阻碍当前。虽然一般认为这种影响是有害的,家族的电阻被称为热敏电阻利用这个属性提供加热、保护,诊断一个电路。

电流在电路和设备水平

电流被定义为正电荷流动在一个电路。最初时这是一个常见的绊脚石熟悉电路概念:电子的负电荷,所以为什么电子显示一个正电荷的流?日期冲突起源于电子的发现,将近150年后富兰克林积极表示电流的流动。电流与电子电路;而电子的流动对跟踪很重要,特别是当讨论磁性元素,努力区分传统电流和电子电流应该劝阻。跟踪两个当前条款很可能引起混乱——这是更简单的学习标准的惯例和理解平行和反平行的方向。

电感器的功能,抵制改变电路的电流。它是几乎相反的电容器,而电容器开始作为一个短电路电流开始流动时,电感反对这种变化在当前,开始作为一个开放,过渡到一个短。

有一个imaginary-valued模拟电阻,至少在最初,更难以理解和见证。这质量,称为电抗,结果在一个相移之间的时变电压和电流信号,通过电路;电流和电压信号的不同相的原因减少的最大输出功率电路、等变化。感应电阻、电抗由于归纳元素,导致电流波滞后电压通过π/ 2弧度。

进一步充实正在发生什么,电感器的操作需要考虑。如上所述,一个电感反对改变当前关于时间;这是通过存储一些当前所携带的能量磁场在线圈的电感器。随着电流通过电感器,它达到最大容量的储能领域。中断电流,通过一个开关电路或交流,导致崩溃和能量转换成电压保持恒流组件的偏好。

电感的作用

像任何基本电路元件,电感使用包含广度和深度。然而,往往它的角色可以陷入一些基本功能:

力量- - - - - -发电和储存的作用是电感的同义词。变压器可以大致认为是两个耦合电感器能够将电能从一个线圈转移到另一个基于核心内的磁通量的保护。电压可以向上或向下扩展基于匝比(绕组的数量)从输入到输出。电感器被发现在开关电源,他们贡献能源存储设备,允许增加电压输出由于其放电周期输入源的活跃时期看齐。
过滤,孤独,电感能够提供高通滤波作为一个重要的障碍高频信号,同时允许低频信号通过主要是有增无减。这是一个巨大的利益在滤除直流波形信号由多个频率。这只是他们的开始过滤功能,当他们可以组合在无尽的网络配置与电容器、电阻、和其他元素来设计的任何风格的过滤器。
射频通信,过滤可以进一步集中为LC电路,称为调谐器,能够分离出所需的一些复合信号放大。

从概念上讲,循环是理解当前的基础,只能流在一个封闭的回路。

带在一起的电压

定义的其他基本电路参数的关系,电压电流和电阻的乘积在某些终端,通常被称为欧姆定律。在水中继续类比,它可以被认为是遇到的电位差瀑布的顶部和底部。如果它听起来类似于重力作用,没有错误:电压,或电势,代表了不同的工作需要移动电荷电场中两点之间。电压越大,每个负责更多的工作可以获得或失去两点之间移动领域,由方程表示:

W =问V

W q和V代表工作,基本电荷,分别和电压。再次,像重力,定常电场是保守的,这意味着他们是路径无关;费用可以采取任何从理论领域内点a和B,和工作得到或者失去将是相同的。这对电动力学质量不一定适用,在领域随时间而变化。

电压与电容有关。电容器是一个电荷存储元素(实际上,字段存储)的功能与水箱。作为负责构建,电容器的工作被认为是完全充电状态(在现实中,电荷存储方法渐近极限)。当前中断时,通过一个开关或改变电流的方向,电容器源电流维持电压,电容器抵制电压的变化。

在稳态条件下,电容器可以打开或短路根据存储在收费。一个耗尽电容储存电荷将在其板介电强度的基础上,它的大小,和板之间的差距;换句话说,组件的电容。完全耗尽,最初作为短路电容行为收费开始积累,但开关一次开路完全饱和。充电/放电循环速度与时间常数(对于一个简单的RC电路,电阻和电容的产品);一个较小的电容组件能够充电/放电速度远远超过一个大电容设备,缺点,前者的整体存储容量减少。

在一个电路电容器填满各种各样的角色;通常,这个组件的家庭代表着最多的元素在设计。像电感,电容开始能量储存和过滤,但只有构建其效用:

存储,电容器电池功能类似于一个分布式网络在整个董事会。虽然力量积极流动从源、电容器建立一个电荷。当源力量暂时中断,如在smp或一个特别大的画源,电容器在没有填写。通过放电存储电能,它们能够提供直接和立即的力量一个关联的组件;通常,每一个集成电路将有至少一个电容器更大销组件相关联,特别是小袋,有多个电容器来执行这个函数。董事会的整体稳定性维护无论任何小瞬变或其他干扰能力。
信号调节- - -电容器提供“填写”的能力在一个信号的时候低于可接受的水平的操作,导致过度波动或未能达到最低电压阈值。半波整流器为例:在自己的,整流电路将正弦信号的电压低于零。数字门需要一个最低电压识别为逻辑高或真实,和整流器的跨度信号会随时间。然而,滤波电容器能够提供失踪的整流波形的峰值之间的电压,确保其在操作逻辑状态。
解耦,建筑能源存储的基础上,分离保护本地电路在电源平面波动。瞬变,否则可能达到电子产品而不是挤到了最敏感地面通过旁路电容。尤其是敏感的数字组件(如逻辑电路,这样可以防止不确定的逻辑状态和运行时错误很难诊断。
过滤,电容器通常与低通滤波应用,基于这一事实容抗随频率。

	电阻	当前的	电压
SI单位	欧姆(Ω)	安培(A)	伏特(V)
组件	电阻器	电感器	电容器
部分指标	电阻	电感	电容
阻抗(理想)	真正的	虚构的	虚构的
相移	没有	是的	是的