电力电子 - 线性电路元件

线性电路元件是指电路中电流输入和电压输出之间呈现线性关系的元件。线性电路元件的示例包括 −

• 电阻器
• 电容器
• 电感器
• 变压器

为了更好地理解线性电路元件，需要对电阻元件进行分析。

电阻器

电阻器是一种限制电流流动从而实现能量转换的装置。例如，当电流流过灯泡时，电会转换成不同形式的能量，例如热能和/或光能。元件的电阻以欧姆 (Ω) 为单位进行测量。

给定电路中的电阻测量值为 −

其中 R − 电阻；ρ − 电阻率；L − 导线长度；A − 导线横截面积

各种电阻器的符号

电阻器
可变电阻器
电位计

电容器

电容器是指具有两个导电材料（也称为极板）的电气设备，这两个导电材料之间由绝缘体（称为电介质）隔开。它使用电场来存储电能。当电容器连接到电池时，会产生电场，从而使正电荷积聚在一个极板上，而负电荷积聚在另一个极板上。

当能量存储在电容器的电场中时，该过程称为充电，而当能量被移除时，该过程称为放电。电容器中存储的电能水平称为电容，以法拉 (F) 为单位。 1 法拉等于 1 库仑/单位伏特，以 1 C/V 给出。

电容器和电池的区别在于，电容器储存电能，而电池储存化学能并以缓慢的速度释放能量。

各种电容器的符号

下表给出了电容器的各种符号。

固定电容器
可变电容器
极化电容器

电感器

电感器是利用磁场来存储电能的电子设备。电感器最简单的形式是线圈或环形导线，电感与导线中的环路数量成正比。此外，电感取决于导线中的材料类型和环路半径。

给定一定数量的匝数和半径大小，只有空气芯才能产生最小的电感。与空气具有相同用途的介电材料包括木材、玻璃和塑料。这些材料有助于绕制电感器。绕组的形状（甜甜圈形状）以及铁等铁磁物质会增加总电感。

电感器可以存储的能量称为电感。单位为亨利 (H)。

各种电感器的符号

固定电感器
可变电感器

变压器

这是指通过称为电磁感应的过程将能量从一个级别改变到另一个级别的设备。它通常用于在使用电力的应用中升高或降低交流电压。

当变压器初级侧的电流发生变化时，其铁芯上会产生变化的磁通量，该磁通量以磁场的形式扩散到变压器的次级绕组。

变压器的工作原理依赖于法拉第电磁感应定律。该定律指出，磁通量随时间的变化率与导体中感应出的 EMF 直接相关。

变压器有三个主要部分 −

• 初级绕组
• 磁芯
• 次级绕组

变压器符号

附加设备

电磁设备

电磁学的概念在技术中得到广泛应用，它应用于电动机、发电机和电气铃铛。例如，在门铃中，电磁元件吸引敲击铃铛并使其响起的铃铛。

控制器

控制器是一种接收从过程中的测量变量传输的电子信号并将获得的值与控制设定点进行比较的设备。它利用数字算法来关联和比较功能。

传感器

传感器用于确定电流，电流不断变化以提供反馈以进行控制。感测电流可以实现平稳准确的转换器功能。电流传感器在转换器中至关重要，这样并联或多相转换器中的信息就可以轻松共享。

过滤器

电子滤波器也用于处理信号以消除不需要的频率。它们是模拟电路，存在于主动或被动状态。