第三章第二节电阻、电感和电容元件

电阻、电容和电感王传芳/*************************1、电流信号的四种表示方式：2、纯电阻电路中电流与电压的关系：3、纯电感电路中电流与电压的关系：上图所示的电感，当电感线圈有电流i时，根据线圈的绕制方向（右手法则），会产生一个磁场B⃑ ，当电流变化时，线圈会产生一个感应磁场，感应磁场会抵制原磁场B⃑ 的变化，这个感应磁场就产生了电感两端的电压：4、纯电容电路中电流与电压的关系：通过电容的电流与电容两端电压的基本关系式：u =L di dt电流的变化是电感两端电压的原因。

didt >0时，感应电压与u 方向相同，didt <0时，感应电压与u 方向相反。

若 i =I sin ωt则 u =L didt =LωI cos ωt =|X L |I sin(ωt +90°) =U sin(ωt +90°) U =I X=I j |X L | 或者 I =U /j |X L | =U /X• 频率相同• 相位相差90度（电压超前电流90°）i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°) 若 I =I∠0°则 U =U∠90° =I |X L |∠90°∠0° =I j|X L | • 复数形式的欧姆定律：i =C dudt电容两端的电压是通过其电流的时间累积效应若 u =U sin ωt 则 i =Cdu dt =CωU cos ωt =U cos ωt 1/Cω=U cos ωt |X C |=U sin(ωt +90°)/|X C |=I sin(ωt +90°)或者 u =1C ∫idt• 频率相同•相位相差90度（电压落后电流90°）i =I sin ωtu =U sin(ωt +90°)4、阻抗：在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流点所起的阻碍作用叫做阻抗。

电阻,电容,电感,二极管,三极管,在电路中的作用电阻定义：导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。

电阻（Resistor）是所有电子电路中使用最多的元件。

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。

电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。

电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。

欧姆是这样定义的：当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1欧姆。

出了欧姆外，电阻的单位还有千欧（KΩ，兆欧（MΩ）等。

电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。

它与其它元件一起构成一些功能电路，如RC电路等。

电阻是一个线性元件。

说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律：I=U/R常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定，且电压和电流值限制在额定条件之内时，可用线性电阻器来模拟。

如果电压或电流值超过规定值，电阻器将因过热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧毁。

线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。

电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。

但不管电阻是什么种类，它都有一个基本的表示字母“R”。

电阻的单位用欧姆（Ω）表示。

它包括?Ω（欧姆），KΩ（千欧），MΩ（兆欧）。

其换算关系为：1MΩ=1000KΩ ，1KΩ=1000Ω。

电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。

色环法在一般的的电阻上比较常见。

由于手机电路中的电阻一般比较小，很少被标上阻值，即使有，一般也采用数字法，即：101——表示100Ω的电阻；102——表示1KΩ的电阻；103——表示10KΩ的电阻；104——表示100KΩ的电阻；105——表示1MΩ的电阻；106——表示10MΩ的电阻。

交流电路中的电感电容和电阻的作用交流电路中的电感、电容和电阻的作用交流电路中的电感、电容和电阻是三个基本的元件，它们在交流电路中发挥着重要的作用。

本文将详细探讨这三个元件在交流电路中的作用以及其相互之间的关系。

一、电感的作用电感是由螺线圈或线圈产生的，当电流通过电感时，会产生磁场。

在交流电路中，电感可以用来限制电流的变化速度。

当电流变化时，电感会阻碍电流的变化，使得电流逐渐增加或减小。

这种特性使电感称为频率选择性元件。

在交流电路中，电感的主要作用有：1. 限制电流的变化速度：电感抑制电流的快速变化，使得交流电流呈现较为稳定的特性。

2. 储存电能：当电流变化时，电感将电能存储在磁场中，然后释放回电路中。

这种储能和释能的特性在电路中起到平稳电流的作用。

3. 延迟电流相位：电感在电路中引起电流和电压之间的相位差，从而改变交流电路的电学特性，如延迟电流相位。

二、电容的作用电容由两个导体板和之间的介质组成，当电压施加在电容上时，会在导体板之间形成电场。

在交流电路中，电容可以用来储存电荷并释放。

在交流电路中，电容的主要作用有：1. 储存电能：电容可以将电能存储在电场中，在需要时释放回电路中。

这种储能和释放的特性在电路中起到平稳电压的作用。

2. 阻碍直流电流：电容在交流电路中可以通过充电和放电来传递电流，但对直流电流具有很高的阻抗，相当于断路。

3. 改变电流相位：电容可以引起交流电路中电流和电压的相位差，从而改变交流电路的电学特性，如提前电流相位。

三、电阻的作用电阻是电流通过时产生电压降的元件，在交流电路中起到限制电流流动的作用。

电阻的大小可以通过欧姆定律来描述，即V=IR，其中V 是电压，I是电流，R是电阻。

在交流电路中，电阻的主要作用有：1. 限制电流流动：电阻通过阻碍电流的流动引起电压降，从而限制电流的大小。

2. 耗散电能：电阻将电流转化为热能进行耗散，这种特性使得电阻可以用来控制电路中的功率。

3. 改变电路特性：电阻在交流电路中会引起电压和电流的相位一致，并且不引起相位变化。

直流电路中的电阻电容和电感直流电路中的电阻、电容和电感一、引言电阻、电容和电感是直流电路中常见的三种基本元件，它们在电路中起着重要的作用。

本文将详细介绍直流电路中电阻、电容和电感的特性和应用。

二、电阻电阻是指阻碍电流通过的物理量，单位为欧姆（Ω）。

在直流电路中，电阻对电流的变化非常稳定，线性关系明显。

1. 特性- 电阻产生的主要效应是消耗电能，通过电阻的电流与电压之间遵循欧姆定律：I = V/R。

- 不同材质的电阻具有不同的电阻值，例如金属导体常用的电阻材料有铜、银等。

- 电阻的温度系数是描述电阻随温度变化的特性，一般表示为ppm/℃，常见的电阻温度系数有正温度系数和负温度系数。

2. 应用- 电阻可用于限流和分压，例如电阻在电源前串联可实现限流保护。

- 电阻还可以用于电压调节和分压，通过串联电阻可以实现电压的稳定输出。

- 在电子电路中，电阻还可用于电压分配和电流检测。

三、电容电容是指存储电荷的能力，单位为法拉（F）。

在直流电路中，电容能够存储电荷，并且对电流的变化具有一定的延迟效应。

1. 特性- 电容器由两个带电极板之间的介质隔开，当施加电压时，正负电荷在两板之间积累，形成电场。

- 电容器的容量大小取决于两板之间的面积、板间距以及介质介电常数。

- 电容器的充放电过程与时间有关，充电过程中电容器内的电荷线性增加，而放电过程则是指数型减少。

2. 应用- 电容可用于直流电源的滤波，通过并联电容器实现对电源的干扰信号滤除。

- 电容还可以用于启动电机、存储能量等。

四、电感电感是指导体中所产生的自感感应，单位为亨利（H）。

在直流电路中，电感对电流的变化具有抵抗效应，并且能够存储磁能。

1. 特性- 电感通过阻碍电流的变化来储存磁能，并产生电动势抵抗电流的变化。

- 电感的大小取决于线圈的匝数、截面积以及磁导率。

- 电感的极性具有反向电压的特性，在电流变化快速的场合会产生自感电压。

2. 应用- 电感可用于直流电源的滤波，通过串联电感器实现对电源中的高频噪声滤除。

作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用，下面分类详述之：1）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。

就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。

为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。

这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。

地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2）去藕去藕，又称解藕。

从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。

如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。

这就是耦合。

去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。

将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。

旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。

高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。

这应该是他们的本质区别。

3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。

但实际上超过1uF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。

有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。

电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。

电容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。

电阻电容电感的作用电阻，电容和电感是电路中常见的三种元件。

它们分别具有不同的作用，可以用于控制电流、存储电能和调节频率等。

以下将详细介绍每种元件的作用及其在电路中的应用。

一、电阻的作用电阻是一种消耗电能的元件，它可以控制电路中的电流大小。

通常在电路中用来限制电流或者调节电压。

电阻的电阻值越大，电流通过电阻的大小就越小。

因此，电阻在电路中可以用来防止过大的电流损坏元件或者控制电路的功率。

电阻在电路中还可以用来调整电压。

例如，在电源电压变化较大的情况下，可以将电阻串联在负载电路上，以使负载的电压维持在一定范围内。

此外，在电子电路中，电阻也可以用来搭建振荡电路、滤波电路等。

二、电容的作用电容是一种能存储电荷的元件，它可以存储电能并且控制电路的频率。

电容的电容量越大，它所能存储的电荷就越多。

在直流电路中，电容通常被用来存储电荷，并且在电路断开的情况下可以释放储存的电荷，从而保证负载设备继续工作。

在交流电路中，电容通常被用来控制电路的频率。

电容和电阻组合成的电路称为RC电路，可以产生低通滤波或高通滤波的效果。

此外，电容也可以被用来搭建振荡电路、放大电路等。

三、电感的作用电感是一种能存储磁场能量的元件，它可以储存电能并且调节电路的频率。

当电流通过电感时会产生磁场，电感储存的电能就体现为磁场能量。

电感的电感值越大，它所能存储的磁场能量就越多。

在交流电路中，电感的作用主要是调节电路的频率。

电感和电容组成的电路称为LC电路，可以产生共振的效果，从而增加电路的频率。

此外，电感也可以被用来搭建变压器、电动机等。

总的来说，电阻、电容和电感是电路中不可或缺的元件，它们各自具有不同的作用，可以用于控制电路、储存电荷和储存电能，对于电子电路的设计和应用具有极大的意义。

电感、电阻和电容的关系和作用电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量.给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过.通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大.实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。

电阻是描述导体导电性能的物理量，用R表示。

电阻由导体两端的电压U 与通过导体的电流I的比值来定义，即R=U/I。

所以，当导体两端的电压一定时，电阻愈大，通过的电流就愈小; 反之，电阻愈小，通过的电流就愈大。

电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。

电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。

另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。

电阻用途：阻碍电流通过，可以起到了在电路中起分压、降压、限流、负载、分流、区配等作用；电容作用在于可以在电路中起滤波、耦合、旁路、调谐和能量转换等作用；电感的作用主要在于在电路中有通直流、阻交流,通低频、阻高频的作用。

其实电感、电阻和电容元件电容，在电器之中通过复杂的组合在一起发挥着作用，利用这三个元件之间的特性，相互补充构成复杂电路。

其中电感的电阻与频率有关，所以常用在与频率有关的电路，有机组合它可以把特定频率的电流加强或减弱。

举一个现实生活中的例子，我们经常会看到的电源在拔下插头后，上面的二极管还会持续再亮一会儿，这是为什么呢？其实这是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。

当然这个电容原本是用作滤波的。

至于所谓的电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，劣质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了非常小的容量的滤波电容，耳机内就会有有嗡嗡声出现。

这时可以在电源两端带上一个较大容量的电解电容（1500μF，注意正极接正极），一般可以改善听觉的效果。

发烧友制作HiFi高级音响，少说都会用上了至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。

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，RU 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。