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电路中的元件特性物理量和元件分类的关系(电路中的元件特性物理量和元件分类方法)

导语:电路中的元件特性物理量和元件分类

元件特性描述物理量

电路中的元件是电路中最基本的组成单元,电路中的元件通过其端子与外部连接 ,元件的特性通过与端子表现的有关物理量来描述。通常通过元件端子的两种物理量反映一种确定的电磁性质,元件的两个端子的电路物理量之间的代数函数关系称为元件的端子物理量或元件特性。

如下电阻元件的元件特性是电压与电流的代数关系

电阻的物理量

如果用通用的式子描述电阻元件的特性,其就是电压与电流的代数关系,这里是以电流作为变量的一个函数 ,表征量就是电阻R

电阻描述的关系式

还有我们常见的元件,如电容和电感,同样可以用两个物理量描述一个器件的特性物理量

电容是电荷q和其电压u的关系,表征量就是电容C

电容特性关系式

电感是磁链Ψ和其通过电流i之间的关系,表征量就是电感L

电感特性关系式

如果表征元件特性的代数式是一个线性关系,则该元件称为线性元件,所谓线性,是描述一种恒定比例参数的概念,也就是输入量和输出量具有一种恒定比例关系。我们最常见的电阻,由于材料的电阻率与温度有关,所以电阻器具有非线性因素,但是在正常工作条件下,温度变化有限,我们把电阻还看做是线性器件,也就是电阻值是恒定的,伏安特性是一条直线,也就是电压和电流的比值是个常数。

以下是一种滑动变阻器的特性曲线,可以看出理想和实际的区别

一种长行程滑动变阻器的特性

如果表征元件特性的代数关系式是一个非线性关系,则该元件称为非线性元件。

电路元件的分类

电路元件按与外部连接的端子数目可分为二端、三端和四端元件等。其中二端元件和三端元件是我们电路中最为基础的元件,二端元件如常规的电阻、电容、电感和二极管,三端元件如三极管、场效应管和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等;

按照特性函数关系,如前面所述,可分为线性元件和非线性元件;

按照参数随时间是否变化,可分为时不变和时变元件,如实际电路中的电阻随着工作过程温度变化,阻值也会变化,其本质是一个时变元件;

按照是否需要供电电源才能工作,可分为有源和无源器件,无源器件最为常见的是电阻、电容、电感和二极管等;有源器件常见的是三极管、场效应晶体管等这些带有控制端子的三端器件。

三端器件举例

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