电路基本的无源元件「数字电路基础知识」

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无源元件是那些只会减少施加在它们身上的电功率而不会增加它的电路器件

电路和电子电路是由许多不同的元件连接在一起形成一个完整的闭合电路。任何电路中使用的三个主要无源元件是：电阻器，的电容器以及电感器. 所有这三种无源元件都有一个共同点，它们限制电流流过电路，但方式截然不同。

电流可以两种方式之一流过电路。如果它只朝一个稳定的方向流动，就被归类为直流电（DC）。如果电流在两个方向上来回交替，则被归类为交流电（AC）。尽管交流电路中的无源元件在电路中表现出阻抗，但它们的行为与直流电路中的非常不同。

无源元件消耗电能，因此不能增加或放大施加在其上的任何电信号的功率，这仅仅是因为它们是无源的，因此其增益总是小于1。电气和电子电路中使用的无源元件可以以无限多的方式连接，如下所示，这些电路的操作取决于其不同电气特性之间的相互作用。

交流电路中的无源元件

其中：R是电阻，C是电容，L是电感。

无论是直流还是交流电路中使用的电阻器，无论电源频率如何，电阻值总是相同的。这是因为电阻器被归类为具有寄生特性的纯电阻器，例如无限电容C=∞和零电感L=0。对于电阻电路来说，电压和电流总是同相的，所以任何时刻消耗的电能都可以通过电压乘以该时刻的电流来计算。

另一方面，电容器和电感器有不同类型的交流电阻电抗 , (XL和XC). 电抗也会阻碍电流的流动，但是对于一个电感器或电容器来说，电抗的数量并不是固定的，就像电阻具有固定的电阻值一样。电感器或电容器的电抗值取决于电源电流的频率以及元件本身的直流值。

以下是交流电路中常用的无源元件及其相应的方程式，可以用来找出它们的值或电路电流。注意，理论上完美的（纯）电容器或电感器没有任何电阻。然而，在现实世界中，无论多小，它们总会有一些电阻值。

纯电阻电路

电阻器–电阻器调节、阻碍或设置通过特定路径的电流，或通过电流在电路中施加电压降低。电阻有一种形式的阻抗，简单地称为电阻（R），电阻的电阻值以欧姆（Ω）为单位。电阻器可以是固定值或可变值（电位计）。

纯电容电路

电容器-电容器是一个组件，它有能力或“容量”以电荷的形式存储能量，就像一个小电池。电容器的电容值以法拉F为单位测量。在直流时，电容器具有无限（开路）阻抗，（XC），而在非常高的频率下，电容器具有零阻抗（短路）。

纯感应电路

电感器–电感器是一个线圈，通过线圈的电流直接在其内部或中心磁芯内产生磁场。电感器的电感值以亨利，H为单位进行测量。在直流时，电感器的阻抗为零（短路），而在高频时，电感器的阻抗为无限（开路）（XL）。

串联交流电路

交流电路中的无源元件可以串联在一起形成RC、RL和LC电路，如图所示。

串联RC电路串联RL电路串联LC电路并联交流电路

交流电路中的无源元件也可以并联连接在一起，形成RC、RL和LC电路，如图所示。

并联RC电路并联RL电路LC并联电路无源RLC电路

交流电路中的所有三个无源元件也可以串联和并联连接在一起，如下所示。

串联RLC电路并联RLC电路

我们在上面已经看到，由于频率的影响，交流电路中的无源元件与直流电路中的无源元件有很大的不同（ƒ）。在纯电阻电路中，电流与电压同相。在纯电容电路中，电容器中的电流超前电压90度，而在纯电感电路中，电流滞后电压90度。

在交流电路中，电流流过无源元件的阻力称为：电阻，R表示电阻，容性电抗XC表示电容器和 感性电抗XL表示电感器。电阻和电抗的结合称为阻抗。

在串联电路中，通过电路元件的电压的相量和等于电源电压，而在并联电路中，流过每个支路并因此流过每个电路元件的电流的相量和等于电源电流。

对于并联和串联RLC电路，当电源电流与电源电压“同相”时，电路谐振发生为XL=XC。串联谐振电路称为接收器电路。并联谐振电路称为抑制电路。