無(wú)源設(shè)備是電子電路的主要構(gòu)建模塊,如果沒(méi)有它們,這些電路將完全無(wú)法工作或變得不穩(wěn)定。
那么什么是無(wú)源設(shè)備。無(wú)源設(shè)備或組件不會(huì)產(chǎn)生能量,但可以存儲(chǔ)或消散能量。無(wú)源器件是電子器件中使用的主要元件,如電阻器,電感器,電容器和變壓器,它們共同構(gòu)成任何電氣或電子電路。
顧名思義,無(wú)源元件電子元件不需要任何形式的電源來(lái)運(yùn)行,不像“有源器件”,如晶體管,運(yùn)算放大器和集成電路,需要以某種方式為其供電。
作為無(wú)源器件,無(wú)源器件不為電路提供增益,放大或方向性,而是提供衰減,因?yàn)樗鼈兛偸蔷哂行∮?的增益,單位。因此,無(wú)源器件不能產(chǎn)生,振蕩或放大電信號(hào)。
無(wú)源器件可單獨(dú)使用或在電路內(nèi)連接在一起,可以串聯(lián)或并聯(lián)組合來(lái)控制復(fù)雜的電路或信號(hào),產(chǎn)生相移信號(hào)或提供某種形式的反饋,但它們不能將信號(hào)乘以一個(gè)以上,因?yàn)樗鼈儧](méi)有功率增益。
事實(shí)上,無(wú)源器件在電氣或電子設(shè)備中消耗功率電路因?yàn)樗鼈兿袼p器那樣起作用,不像有源元件產(chǎn)生電路或?yàn)殡娐饭╇姟?/p>
無(wú)源器件的元件值,如歐姆電阻或法拉電容值總是正值(即> 0)雖然某些元件可能具有負(fù)系數(shù),但從不消極。
無(wú)源器件是雙向元件,即它們可以在電路內(nèi)以任何方式連接,除非它們具有特定的極性標(biāo)記,如電解電容。它們兩端電壓的極性由從正極到負(fù)極的常規(guī)電流確定。
在電路理論和電路分析中,無(wú)源器件通常被稱為電氣元件,所以讓我們簡(jiǎn)單介紹一下三種最常見的基本無(wú)源電氣元件,即電阻,電容和電感。
電阻
電阻器是一個(gè)無(wú)源元件,可阻止電流流過(guò)它。與電流流動(dòng)相反的量稱為電阻器的電阻,并用符號(hào)“ R ”表示。電阻是衡量電子在電路中流過(guò)特定路徑的容易程度或難度的指標(biāo),表示為以歐姆為單位的值。
一歐姆是當(dāng)一安培的電流流過(guò)其端子上有一伏電阻的電阻時(shí)產(chǎn)生的電阻值。然后,電阻器的電阻可以根據(jù)電阻器上的電壓降和流過(guò)電阻器的電流來(lái)定義,這與歐姆定律有關(guān):
電阻器
其中:R是電阻,V是電阻兩端的電壓,I是流過(guò)電阻器的電流。在電阻器中電壓和電流之間的這種關(guān)系稱為VI關(guān)系在直流和交流電路中都是線性的。
電阻器吸收的功率表示為:
理想的電阻會(huì)消耗電能,而不會(huì)將其作為電荷或磁能存儲(chǔ)。
電感
電感具有符號(hào)“ L ”并且以Henries(H)測(cè)量的>是用于以電磁場(chǎng)的形式存儲(chǔ)能量的元素。只要時(shí)變電流 i(t)不斷流過(guò)電感,電磁能就存儲(chǔ)在線圈的匝內(nèi)。
自感, L 是電感的特性,它反對(duì)由比例常數(shù)定義的電流變化,線圈中產(chǎn)生的電壓與流過(guò)它的電流相對(duì)于時(shí)間的變化率成正比。
電感 h3>
電感器是另一種可以存儲(chǔ)或傳遞能量但無(wú)法產(chǎn)生能量的無(wú)源器件。理想的電感器是無(wú)損耗的,這意味著它可以無(wú)限期地存儲(chǔ)能量,因?yàn)闆](méi)有能量作為熱量損失。電感器呈現(xiàn)出直流電流的低阻抗路徑和交流電流的高阻抗路徑。被稱為感抗的電感器的阻抗隨頻率而變化,在理想的電感器中,AC正弦波的電流滯后電壓90 o 。
然后我們可以定義電感, L 衡量電感器對(duì)電流變化的“電阻”, L 值越大,電流變化率越低。與電阻一樣,電感始終是正值。
電容
我們的最終無(wú)源器件是電容器。與以磁性方式存儲(chǔ)其能量的電感器不同,電容器將其能量靜電存儲(chǔ)為其板上的電荷。電容器由兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電板構(gòu)成,導(dǎo)電板由介電材料隔開。電容,“ C ”是電容器的特性,它反對(duì)電壓上的任何電壓變化,由比例常數(shù)定義,因?yàn)榱鬟^(guò)它的電流與電壓變化率成正比。它與時(shí)間有關(guān)。
電容器
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平行板電容器的電容是存儲(chǔ)在其板上的電荷量Q與其板上的電壓V之比,以法拉為單位測(cè)量,符號(hào)(C),即C = Q / V。電容器為AC信號(hào)提供低阻抗路徑,但會(huì)阻止DC。被稱為容性電容的電容器的阻抗隨頻率而變化,并且在理想電容器中,AC正弦波的電壓滯后電流90 o 。與電阻一樣,電容始終為正值。
對(duì)于只有一個(gè)無(wú)源元件的簡(jiǎn)單電路,無(wú)論是電阻,電感還是電容,我們都可以總結(jié)出如下特性:
無(wú)源電路元件
其中: X L 表示感抗, X C 表示交流電容的容抗噸。
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