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電路理論/電阻器

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電阻器

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機械工程師似乎用彈簧模擬所有事物。電氣工程師將所有事物與電阻器進行比較。電阻器是阻礙電流流動的電路元件。當這樣做時,電阻器兩根導線之間會產生電壓。

一個純 電阻器 將電能轉換為熱能。類似於電阻器的器件將這種能量轉換為光、運動、熱和其他形式的能量。

上圖中的電流顯示為進入電阻器的 + 端。電阻器不關心哪條腿連線到正極或負極。+ 表示將電壓表的正極或紅探頭放置在哪個位置以獲得正讀數。這被稱為“正電荷”流動符號約定。一些電路理論課程(通常在面向物理的課程中)使用“電子流”符號約定。

在這種情況下,電流進入電阻器的 + 端意味著電阻器正在從電路中移除能量。這是好的。大多數電路的目標是將能量以運動、光、聲等形式傳送到世界中。

電阻以稱為“歐姆”(伏特每安培)的單位測量,通常用希臘字母 Ω(“歐姆”)縮寫。歐姆還用於測量阻抗電抗,如下一章所述。最常用於表示電阻的變數是“r”或“R”。

電阻定義為

其中ρ是材料的電阻率,L是電阻器的長度,A是電阻器的橫截面積。

電導是電阻的倒數。電導的單位是“西門子”(S),有時也稱為摩(歐姆倒過來,縮寫為倒置的 Ω)。相關變數是“G”

在計算器和計算機出現之前,電導有助於減少必須進行的手工計算的數量。現在,電導及其相關概念 導納容抗 可以透過 matlab、octave、wolfram alpha 和其他計算工具跳過。學習一種或多種這些計算工具現在對於學習本文絕對必要。

電阻端子關係

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一個簡單的電路圖,將電流、電壓和電阻聯絡起來

右邊的圖是一個電池和一個電阻器。電流離開電池的 + 極。這意味著這個電池正在將化學勢能轉化為電磁勢能,並將這種能量注入電路。這種能量或功率的流動是負的。

電流進入電阻器的正極,即使電阻器上沒有加 + 號。這意味著電磁勢能正在轉換為熱能、運動、光能或聲能,具體取決於電阻器的性質。流出電路的功率用正號表示。

電阻兩端的電壓 V、透過電阻器的電流 I 以及電阻值 R 之間的關係由歐姆定律 確定。


[電阻端子關係]

電阻器、電容器和電感器都只有兩根導線連線到它們。有時很難區分它們。在現實世界中,所有三種器件都具有一定的電阻、電容和電感。在這種未知的背景下,它們被稱為二端器件。在更復雜的器件中,導線被分組到中。當電流和電壓施加到二端器件時,該器件表示歐姆定律,則該器件被稱為電阻器。

電阻器安全

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電阻器有多種形式。大多數電阻器具有最大功率額定值(以瓦特表示)。如果透過它們的電流過大,它們會熔化、著火等。電阻是一種電氣無源元件,它阻礙電流流動。空氣可以被認為是電阻之一。空氣在避雷器中用作電阻。真空也被用作電阻器。

假設電阻器兩端的電壓為 10 伏,測得的電流為 2 安培。電阻是多少?

如果 那麼

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