在電路中使用三種類型的被動元件：電阻器、電感器和電容器。被動元件意味著其行為對電壓或電流波動的反應較小。與此相對，主動元件對電壓和電流具有非線性反應，二極管、晶體管和熱電子閥門就是主動元件的例子，電阻器、電感器和電容器有多種樣式和類型，具體取決于其用途。

　　電阻器

　　電阻器抵抗電流的流動。通過這一過程，電阻器造成電壓下降并發熱。如果產生的熱量足夠，電阻器會發出白熾光。電阻器的主要用途包括：

　　限制電流流動

　　產生電壓降(PD)

　　產生熱量

　　產生光

　　電阻器由一段導體組成，有時會繞成線圈或以網格形式排列，以便熱量能夠散發。在電子學中，電阻器可以小到1/8瓦，尺寸僅為2 mm x 1.5 mm。微電子學中還有更小的電阻器，而大的電阻器則可以根據制造商的要求制造得更大。

　　電阻器是將電能轉化為熱能的最常見方法，幾乎所有你能想到的電加熱源都是基于電阻器的設計。電熱爐、烤箱、電磁爐、空間加熱器、熱水系統，甚至浴室取暖燈都是電阻器的應用。

　　高功率電阻器廣泛應用于發電、輸電、高壓系統和控制系統等多個領域。接地電阻器方便工業電力系統的接地，允許控制故障電流以保護設備。為高熱、高功率情境設計的動態制動電阻器在物料搬運設備、電梯、自動扶梯、起重機、電源逆變器和工業驅動系統中至關重要。負載銀行在測試不間斷電源、發電機和備用發電系統時發揮著重要作用，通過施加虛擬負載來評估電源。

　　電氣照明正在經歷一場革命，用弧光燈和發光二極管替代白熾燈。基于托馬斯·愛迪生白熾燈的電氣照明大部分能量以熱量而非光的形式損失，使其對當今節能需求來說效率過低。

　　電阻器在電子設備和某些電氣應用中調節電流流動。操作員有時可以更改某些設置，比如在放大器中調整音量和音調。在這種情況下，通常會在前面板上安裝一個可調的“電位器”或“變阻器”，通過旋轉旋鈕來調整電阻設置。

　　電感器

　　電感器是一種具有電感特性的元件，意味著它在導體周圍誘導出電磁場。電磁場儲存能量，電感器可以在之后將其轉化為電流。每個導體同時也是電感器，盡管通常具有較弱的磁效應。因此，電感器也是一種電磁鐵。

　　通常，電感器是由一段導線繞成線圈，有時繞在鐵等磁性材料的核心上。

　　當電流增加時，電感器以電磁場的形式儲存電流，當電流減少時又釋放出來。因此，電感器通常用于平滑電流值，這稱為“濾波”，在這種情況下，電感器被稱為“扼流圈”。

　　單獨的電感線圈被稱為“螺線管”。如果螺線管有一個可移動的磁芯，稱為“鐵芯”，給螺線管通電會將鐵芯拉入磁場的中心。這是最著名的電磁效應，通常用于提供機械力。

　　螺線管可以磁性吸引一個鐵心，以操作一組接觸器。這些接觸器可以用于操作另一個電路，從而控制更大的電流。螺線管開關也可以操作一系列電路，每個電路都有自己的螺線管開關。這種電路曾用于電報通信中以轉發消息，因此螺線管開關演變成繼電器或繼電器開關。

　　當電流通過電感器流動時，它會產生穿過其他線圈部分的磁場，引起線圈內的電壓。這種感應電壓會抵抗原有的電流流動。這種現象僅在場與線圈繞組之間存在相對運動時發生，因此在電流首次施加或移除線圈時短暫發生。

　　當電流不斷變化時，例如在交流電中，磁場不斷變化，任何附近的線圈都會產生電流。這被稱為變壓器效應或互感。

　　將導體穿過磁場，或讓磁場穿過導體，也會在導體中產生電壓。這種效應應用于發電機和交流發電機。

　　變壓器將電壓從一個水平轉換到另一個水平。它通過將電能轉化為磁能，然后再將磁能轉化為不同匝數線圈中的電能，從而生成符合需求的電壓，例如，電池充電器可以將230伏的市電轉換為大約12伏的電壓供給電池。

　　為高電流設計的電感器通常具有由絕緣線構成的單圈繞組，能夠有效儲存能量并調節電流流動。這種設計確保設備在電流變化時也能提供一致可靠的電流。

　　這些高電流電感器在多個領域中至關重要，例如太陽能逆變器、暖通空調逆變器和服務器電源。此外，雙向、串聯和光伏逆變器通常依賴高功率電感器。它們在這些應用中的重要性在于通過以下方式提升整體性能：

　　濾除低電流波動

　　散熱

　　儲存能量

　　提高效率

　　電容器

　　電容器是儲存電荷的設備。與電感器以磁場形式儲存電流不同，電容器以靜電場形式儲存電壓。

　　電容器根據制造商及其用途有許多尺寸和形狀。電容器由兩個導電表面構成，這兩個表面之間隔著絕緣材料，以便在這些表面之間儲存靜電場。

　　因此，電容器是一種在電壓高時儲存電能，電壓低時釋放電能的設備。電容器通常用于電源中，以去除高電壓沖擊，并在整流后平滑電壓。電容器還用于單相電動機，以幫助它們啟動并產生足夠的扭矩。雖然電感器在電路中較為常見，但電容器則在電子電路中更為普遍。

　　電容器通常以其電容值和最大電壓額定值進行標定。標準的電容單位是法拉(F)。常見的汽車電容器一般以微法拉(μF)標定，等于法拉的百萬分之一。該值可能在電容器上有所標示。常見的電容器材料包括陶瓷、塑料或電解質材料。

　　在實際應用中，電容器通常采用薄金屬片(通常為鋁)作為極板。極板之間的高電阻材料可以是蠟紙、油飽和紙或化學電解質。在空調和制冷服務中，兩種常見的電容器類型是油浸電容器和電解電容器。

　　油浸電容器通過與交流電動機的啟動繞組串聯使用，增強電動機的扭矩。當應用需要電容器在電路中持續工作時，它們也會被應用。另一方面，電解電容器通常在高功率交流電動機的啟動電路中使用，能夠在緊湊的空間內提供高電容。這些電容器通常用于間歇性工作。

　　電容器，無論是單獨使用還是與電阻器結合使用，都可以形成RC(電阻-電容)網絡。這些網絡在濾波、直流阻斷、去耦和耦合相移電路中具有應用價值。

　　被動元件總結

　　對被動元件的深入理解對從事電子工程的工程師至關重要。電阻器通過其電阻值控制電流流動，將其限制在電路所需的特定水平。當電流通過時，電感器生成磁場，導致自感，抵抗電流流動的變化，并使其在儲能和濾波應用中發揮作用。另一方面，電容器在其極板間以電場形式儲存電能，支持電子系統中的能量儲存、濾波和耦合等功能。了解這些被動元件的技術細節使工程師能夠根據需要進行設計選擇，以實現最佳性能、效率和可靠性。

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