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电力基础:电阻,电感和电容


杏耀平台怎么样 电力基础:电阻
 
 
电子电路是我们今天生活中几乎所有技术进步的组成部分。电视、收音机、电话和电脑立刻浮现在脑海中,杏耀但电子产品也用于汽车、厨房电器、医疗设备和工业控制。这些设备的核心是有源元件,或电路中的元件,如半导体,这些元件可以电子控制电子流。然而,如果没有比半导体早几十年的更简单的无源元件,这些器件就无法工作。与有源器件不同,电阻、电容、电感等无源器件不能通过电子信号来控制电子流。
 
电阻
 
顾名思义,杏耀平台电阻是一种电子元件,它能抵抗电路中的电流流动。
 
在导电率高、电阻率低的金属(如银或铜)中,电子可以自由地从一个原子跳到另一个原子,几乎没有电阻。
 
佐治亚州立大学(Georgia State University)物理与天文学系主办的物理资源网站HyperPhysics将电路元件的电阻定义为施加电压与流过它的电流之比。电阻的标准单位是欧姆,它是以德国物理学家乔治·西蒙·欧姆的名字命名的。它被定义为电路中电流为1安培,电压为1伏时的电阻。电阻可以用欧姆定律来计算,欧姆定律规定电阻等于电压除以电流,或者R = V/I(更常见的写法是V = IR),其中R是电阻,V是电压,I是电流。
 
电阻一般分为固定电阻和可变电阻。定值电阻是简单的无源元件,在规定的电流和电压范围内总是具有相同的电阻。它们的阻值范围很广,从小于1欧姆到几百万欧姆不等。
 
可变电阻是简单的机电设备,如音量控制和调光开关,当你转动一个旋钮或移动一个滑动控制时,它可以改变电阻的有效长度或有效温度。
 
电感
 
电感器是由线圈组成的电子元件,线圈中有电流通过,产生磁场。电感的单位是亨利(H),以约瑟夫·亨利的名字命名。亨利是一位美国物理学家,他与英国物理学家迈克尔·法拉第几乎同时独立发现了电感。一个亨利是当电流以每秒1安培的速度变化时,产生1伏特电动势(来自能源的电压力)所需要的电感量。
 
电感器在有源电路中的一个重要应用是,它们往往在让低频振荡通过的同时屏蔽高频信号。注意,这是电容器的相反函数。在电路中结合这两个元件可以选择性地滤除或产生几乎任何期望频率的振荡。
 
随着集成电路(如微芯片)的出现,电感器变得不那么常见了,因为在二维印刷电路中制造三维线圈极其困难。因此,科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)物理学教授迈克尔·杜布森(Michael Dubson)表示,微电路的设计没有使用电感,而是使用电容,以达到本质上相同的效果。
 
电容
 
电容是设备储存电荷的能力,因此,储存电荷的电子元件称为电容。电容器的最早例子是莱顿瓶。这种装置的发明是为了在玻璃罐内外的导电箔上储存静电。
 
最简单的电容器由两个由小间隙隔开的平板导电板组成。极板之间的电位差或电压与极板上电荷量的差成正比。这表示为Q = CV,其中Q为电荷,V为电压,C为电容。
 
电容器的电容是每单位电压所能储存的电荷量。测量电容的单位是法拉(F),以法拉第命名,它被定义为储存1库仑电荷的能力,外加电位为1伏。1库仑(C)是1秒内1安培电流所传递的电荷量。
 
为了最大限度地提高效率,电容器板是堆叠在层或缠绕在线圈之间有一个非常小的气隙。电介质材料——部分阻挡板间电场的绝缘材料——通常用在气隙内。这使得金属板可以储存更多的电荷,而不会发生电弧和短路。
 
电容器经常出现在有源电子电路中,这些电路使用振荡的电信号,如收音机和音频设备。它们几乎可以瞬间充放电,这使得它们可以用来产生或过滤电路中的某些频率。振荡信号可以在电容器的一个极板放电时给另一个极板充电,当电流反向时,振荡信号在第一极板放电时给另一个极板充电。
 
一般来说,较高的频率可以通过电容器,而较低的频率被阻塞。电容器的大小决定了信号被阻塞或允许通过的截止频率。电容器组合可用于在指定范围内过滤选定的频率。
 
超级电容器是利用纳米技术来制造超薄材料层,如石墨烯,以达到10至100倍于传统同等尺寸电容器的容量;但它们的响应时间比传统的介质电容器慢得多, 杏耀平台注册优惠 ,因此不能用于有源电路。另一方面,它们有时可以在某些应用程序中用作电源,例如在计算机内存芯片中,以防止在主电源切断时数据丢失。
 
电容也是计时设备的关键部件,比如总部位于加州的SiTime公司开发的那些。这些设备应用广泛,从移动电话到高速列车和股票市场交易。这种微型定时装置被称为MEMS(微机电系统),它依靠电容器来正常工作。“如果谐振器(计时装置内的振荡元件)没有合适的电容和负载电容,计时电路将无法可靠地启动,在某些情况下,它完全停止振荡,”SiTime营销执行副总裁皮尤什?塞瓦利亚(Piyush Sevalia)说。
 
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