电容、电感和电阻是电路中的基本元件,它们各自有不同的物理意义和计算公式。
1. 电容(Capacitance)
电容是电容器存储电荷的能力,单位是法拉(F)。其计算公式为:
\[ C = \frac{Q}{U} \]
其中,\( Q \) 是电容器极板所存的电荷量,单位是库仑(C);\( U \) 是电容两端电压,单位是伏特(V)。
对于平行板电容器,电容的计算公式还可以表示为:
\[ C = \frac{\varepsilon A}{d} \]
其中,\( \varepsilon \) 是介质的介电常数,\( A \) 是两个导体之间的面积,\( d \) 是两个导体之间的距离。
2. 电感(Inductance)
电感是电感器存储磁能的能力,单位是亨利(H)。其计算公式为:
\[ L = \mu N^2 A/l \]
其中,\( \mu \) 是磁芯的磁导率,\( N \) 是线圈的匝数,\( A \) 是线圈的截面积,\( l \) 是线圈的长度。
电感的阻抗(Impedance)计算公式为:
\[ Z = 2\pi f L \]
其中,\( Z \) 是电感阻抗,\( f \) 是频率,\( L \) 是电感值。
3. 电阻(Resistance)
电阻是导体对电流的阻碍作用,单位是欧姆(Ω)。其计算公式为:
\[ R = \rho \frac{L}{S} \]
其中,\( R \) 是电阻值,\( \rho \) 是导体的体电阻率,\( L \) 是导线长度,\( S \) 是导线横截面积。
对于横截面恒定的情况,电阻的近似计算公式为:
\[ R = \rho \frac{L}{S} \]
其中,\( R \) 是电阻值,\( \rho \) 是导体的体电阻率,\( L \) 是导线长度,\( S \) 是导线横截面积。
这些公式是电路分析中的基础知识,用于计算和分析电路中的电容、电感和电阻行为。