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电子学/交流电压和电流

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电压和电流之间的关系

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电阻器

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在电阻器中,电流始终与电压同相。这意味着两个波形的峰值和谷值同时出现。电阻器可以简单地定义为仅执行抑制电流流过电路的唯一功能的器件。电阻器在商业上以各种标准值出售,然而可变电阻器也被制造出来,称为电位器,简称电位器。理论上,电是一种方法,用于利用无数的数字(包括符号),以在原理图上给出电路如何工作的概念

电容器

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电容器在几个方面与电阻器不同。首先,它不消耗任何实际功率。然而,它确实向电路提供无功功率。在电容器中,当电压升高时,电容器正在充电。因此,初始电流很大。当电压达到峰值时,电容器饱和,电流降至零。峰值之后,电路反转,电荷离开电容器。下一个半周期,电路运行,镜像第一个半周期。

电容器中电压和电流之间的关系是:. 这不仅对交流电有效,对任何函数 v(t) 也有效。作为一个直接的结果,我们可以说,在现实世界中,电容器上的电压始终是时间的连续函数。

如果我们将上述公式应用于交流电压(即 ),我们得到电流的相位超前 90°:.

在交流电路中,电流超前电压四分之一相位或 90 度。请注意,虽然在直流电路中,在初始充电或放电后,电流无法流动,但在交流电路中,电流始终流入电容器和流出电容器,这取决于电路中的阻抗。这类似于直流电路中的电阻,只是阻抗有两个部分;电路中包含的电阻,以及电容器的电抗,这不仅取决于电容器的大小,还取决于应用电压的频率。在一个施加了直流电和信号的电路中,电容器可以用来阻挡直流电,而让信号继续通过。

电感器

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在电感器中,电流是电压的负导数,这意味着无论电压如何变化,电流都会试图抵消这种变化。当电压不变化时,没有电流,也没有磁场。

在交流电路中,电压超前电流四分之一相位或 90 度。

电压定义为磁通链的导数

包含电阻器、电容器和电感器的电路,当电感器的电抗抵消电容器的电抗,使电路的总电阻等于元件电阻的值时,据说该电路处于共振状态。共振状态是通过将电路的频率微调到一个值来实现的,在这个值下,电容器的阻抗抵消电感器的阻抗,从而导致电路看起来完全是电阻性的。

交流电压

当两点之间电压的极性随时间连续变化时,该电压称为交流电压。对于交流电压,没有恒定值,因此我们用平均值定义,称为 RMS 值。RMS 代表均方根值。回顾交流电,理论上用于确定未知功率的功率(我们假设其为稳定流动),这也是技术人员标记电流波动的方式,该波动决定了电如何在图中移动。

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