從零歐電阻、零法電容、零亨電感,談極小與極大的意義所在

標稱值為0,其值不可能真的為零,只是無限接近於零罷了。

標稱值是用以標誌或識別元件、器件或設備的適當近似值。

電阻、電容、電感的最大值和最小值是多少呢?

電阻

阻礙電流通過的就叫做電阻,能通過電流的導電體叫做導體,不能通過電流的叫做絕緣體,沒有絕對絕緣的絕緣體,有完全不阻礙電流通過的導體叫超導體,影響電流通過導體的因素有溫度、材料、體積。


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電阻

由歐姆定律得知:U=RI,電壓=電阻×電流。

那電阻真的不可能為零嗎?那也不對,因為超導體的電阻就是0,那歐姆定律怎麼辦?假如超導體內有一個電流,那麼超導體兩端的電壓為0,這完全符合歐姆定律。無論超導體內的電流有多大,超導體兩端的電壓差始終為0,在超導體中產生電流,必須使用外部設備將電流導入超導體,或通過在超導線圈上加變化的磁場。電阻值的標稱值為0,並不代表它就是超導體,其值不可能真的為零,只是無限接近於零,它在電路中沒有任何功能,只為了調試方便或兼容設計,有時在高頻信號下,可充當電感或電容,當電感用主要是解決EMC問題;有時可做保險絲用;另外,0歐姆電阻比過孔的寄生電感小。


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0歐電阻

無窮大的電阻,可以叫絕緣電阻,用兆歐表測量,用途那便是阻礙電流通過了,如塑料、橡膠、玻璃,陶瓷等;電路板絕緣保護很重要,它可增強電子線路和元器件的防潮防汙能力和防止焊點和導體受到侵蝕,也可以起到屏蔽和消除電磁干擾和防止線路短路的作用,提高線路板的絕緣性能。

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絕緣子


電容

能存儲電荷的容器叫做電容,一般有兩極板間夾絕緣介質組成,影響容量的因素有絕緣介質、極板間距,極板面積,電容是電路常用的儲能元件,電容在電路中的作用有耦合、濾波、退耦、高頻消振、諧振、旁路、中和、定時、積分、微分、補償、自舉、分頻、負載電容。

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1pF電容

無限接近於零的電容為0.1pF的諧振電容,一般製作成大圓盤形狀兩面凹進的陶瓷結構,凹進的中心設置電極,在發射電臺中可以看到。0.1pF的電容也可以製作在真空玻璃泡內部。這麼小的電容目前很少看到,電容最小單位是1pF,0.1pF的寄生電容可以在電路板佈線的時候產生,晶體管的結電容還有2pF呢。PN結的電容效應導致反向交流信號可以部分通過PN結,頻率越高則通過越多,這就限制了管子的最高工作頻率,在製造高頻二極管或三極管時,都是通過減小PN結面積或增加PN結厚度來減小結電容,減小結面積不利於大電流通過,提高結厚度則需要時N區和P區擴散的雜誌濃度比較低,導致電阻增加,因此製造高頻大功率管是相當困難。

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超級電容應用

無窮大的電容,可以叫做超級電容,它的容量是法拉級以上的,也叫法拉電容。很小的體積下達到法拉級的電容量;充電速度快,充電10秒~10分鐘可達到其額定容量的95%以上,無須特別的充電、放電控制電路;過充、過放都不會影響壽命;循環使用壽命長,深度充放電循環使用次數可達1~50萬次,沒有“記憶效應”;大電流放電能力超強,能量轉換效率高,過程損失小,大電流能量循環效率≥90%;功率密度高,可達300W/KG~5000W/KG,相當於電池的5~10倍;單個容量可達幾百至上千法拉;它是一種綠色能源。法拉電容在RAM數據保護中的應用,超級電容串聯使MOS管進行外部擴流,超級電容給實時時鐘芯片供電,超級電容公交車充電數分鐘,就可以完成20~30公里的線路運營。

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超級電容

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超級電容公交車

電感

能產生電磁感應把電能轉化為磁能存儲起來的器件叫做電感,一般由線圈和磁媒介組成,當電流改變時,因電磁感應而產生抵抗電流改變的電動勢,影響電感量的因素有線圈匝數、磁通量。電感的作用:濾波、振盪、延遲、陷波、通直流,阻交流。

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電感

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1nH電感

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小於1nH的電感

無限接近於零的電感為1nH,這也是電感量的最小單位。在高頻諧振電路中可以看到,比這個再小的電感就很難看到了,PCB板過孔會產生寄生電感,單個過孔的電感值就有可能達到0.2~0.4nH

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10H電感


較大的電感為10~100H,常用於膽機前級的扼流圈,低頻扼流圈與濾波電容器相配合,使整流後的波紋係數達到使用要求。


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世界之最

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