电路基本元件

1. 电阻

导体对电子运动呈现的阻力称为电阻。电阻的主要物理特征是变电能为热能，如电灯泡、电热器等工作时要消耗电能，并且把电能转化为热能和光能，这些能够消耗电能的器件特性就叫作它们的电阻特性。实际器件的电阻特性在电路中常用电阻元件来表示，电阻元件简称电阻，用大写字母R表示。电阻的单位为欧姆（Ω）。常用的电阻单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）等。它们之间的换算关系是：

1MΩ=10 3kΩ=106Ω　 （1 − 1 − 6）

一般情况下，我们认为电阻是线性元件，即电阻两端电压与电阻上流过的电流成正比，符合欧姆定律。欧姆定律的一般描述为：在同一电路中，通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。即

i=　（1 − 1 − 7）

根据电阻值是否能够变化，可以将电阻分为固定电阻和可变电阻（也叫可变电阻器或电位器）。两种电阻元件的符号如图1 − 1 − 6所示。

图1 − 1 − 6 电阻元件的符号

（a）固定电阻；（b）可变电阻

可变电阻器中，a、b两端为固定端，移动c端可调节阻值，称为阻值调整端，也称变阻端。

2. 电容

电容指容纳电荷的能力。电容器，简称电容，是一种能够积累电荷、储存电能的元件，通常由两个相互绝缘的极板中间填充介质组成。电容器在工程上应用十分广泛，常用的有空气电容器、云母电容器、电解电容器、贴片电容器等。电容元件的电容量反映了储存电能能力的大小，用大写字母C表示，单位为法拉（F），简称法。实际中常用的电容单位有微法（μF）或皮法（p F），它们的换算关系为：

1F=106μF=1012pF　 （1 − 1 − 8）

电容的符号如图1 − 1 − 7所示。

对于线性电容，其极板上所储存的电荷量q与两极板间的电压u成正比例关系，表达式为：

q = Cu　 （1 − 1 − 9）

电容上电压与电流的关系为：

由式（1 − 1 − 10）可以看出，电容上的电流与该时刻电压的变化率成正比，电压变化得越快，则电流越大；反之如果电压保持不变，则电流为0。所以说，电容元件的导电特性是：通交流，阻直流；通高频，阻低频。

3. 电感

在许多电路中，除了电阻和电容以外，还有各种线圈。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应。当通过线圈的电流发生变化时，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流变化。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，简称电感；线圈被称为电感线圈。在电路模型中，电感符号如图1 − 1 − 8所示。

图1− 1− 7 电容

图1− 1− 8 电感

电感线圈是一种能够存储磁场能量的元件，电感的大小反映了线圈通电以后产生磁通量能力的强弱，与线圈的匝数、尺寸、材质和填充介质有关。电感用大写字母L表示，单位是亨利（H），简称亨。实际中常用的电感单位有毫亨（m H），它们的换算关系为：

1H=103mH 　 （1 − 1 − 11）

电感上的电压与电流关系为：

电感元件的导电特性是：通直流，阻交流。