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基本储能元件只有电感电容吗

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2020-08-17 浏览:-

基本储能元件只有电感电容吗 是的,基本储能元件只有电容和电感。

人们发展了电路理论是为了描述电路中的各种现象。

理想导线,描述了一个电流通路,电流可以在该通路的两端之间自由流动。

理想二极管,描述了一个电流通路,该通路允许电流单方向流动的现象。

理想电阻,描述了一个电流通路,该通路允许电流流过但对其存在欧姆定律所描述的阻碍作用,通路两端的电压与电流成正比。

理想电压源,描述了一个可输出无穷大电功率,且端电压永远保持恒定的器件。

……

正如你所看见的,电路理论中所说的元件,通常来说是对某一种物理现象的理论抽象。这些理论抽象是如此的简洁、明确。但电路中的各种现象要远比人们所构想出的理想器件复杂,单凭理想器件本身并不足以描述所有的物理现象,甚至这些理想器件之间就不能自洽。

这也导致了知乎上喜闻乐见的月经问题:

将一个理想电压源和理想导线相连(短路)会怎么样?

没人知道会怎么样,因为这不是一个真实电路中会出现的现象。如果你想知道如果在真实世界中用一根导线短接蓄电池会发生什么,那么必须考虑别的问题,比如蓄电池组的内阻,导线的电阻等等。如果你的导线特别特别长,也许还得考虑寄生电容和电感的问题。在考虑了如此之多的不起眼的参数后,电路理论会告诉你,在你所设想的情况下,导线中的电流将从导线开始短接时迅速增长,增长速率与你导线上寄生电感和回路总阻抗有关。并且最终稳定在一个非常大的电流值上。

电路理论给出的这个结果已经足够贴近于真实世界发生的事情了,至少在蓄电池爆炸和导线因焦耳定律融化前是这样。

这件事告诉我们,单纯的基本理想元件只能描述某个元器件一方面的特性,需要相互组合才能得到真实的元器件的模型。但即使是这些足够好的模型也无法完全描述真实的元器件,毕竟电路理论不会去分析蓄电池如何爆炸。我们并不会因此苛责电路理论,他只要能描述电现象就可以了。

储能的问题与此类似,我们由两种基本储能元件,理想电容与理想电感。

电容描述了电路中能量以电场形式存在的现象,而电感描述了电路中能量以磁场形式存在的现象。

在也不存在第三种形式的电能了,因此我们只需要两种基本储能元器件。

至少在人类当前的物理水平下是这样。

人们当然可以用电池储能,但能量已不在电路中,而是变成了电池内部化学物质的化学能。

他们当然也可以用飞轮储能,能量同样不在电路中,而是以飞轮快速旋转的机械能形式存在。

电路理论不关注不以电能形式存在于电路中的能量。因此电池和飞轮在电路中通常不被当作储能器件,而是当作电源。一般来说他们都会被当成理想电压源与其他若干理想元器件共同组成的混合支路存在于电路中。

结论

以电能形式存在的能量在电路中以储能器件对其加以描述,而非电能形式存在的能量因电路理论仅关心其转化为电能的过程而在电路中以电源的形式进行描述。又因为电能在集总参数电路中的存在形式仅有电场能和磁场能两种,因此电容和电感两种储能器件便足以对其进行描述。

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