线性电阻元件、线性电容元件和线性电感元件

1、线性电阻元件

1） 定义：在关联参考方向方向情况下，在任何时刻，它两端的电压和电流关系服从欧姆定律，即（或）。在非关联参考方向下，（或）。R称为元件的电阻，电阻的单位为欧姆(Ω)；为电阻元件的电导，单位是西门子（S）。线性电阻元件（简称为电阻元件）符号如图1所示。

图1 电阻元件图形符号

2）伏安特性：对于线性电阻，电压和电流的伏-安特性是通过原点的直线。

3）能量和功率：电阻元件不能对外电路提供电能，这样的元件叫无源元件；电阻元件在任何时刻都只能从外电路吸收能量，它在任何时刻都消耗电路的电能，把它转换为其它形式的能量。

4）性质：电阻的阻值等于零时，则电阻可以用一根理想导线替代；电阻的阻值等于无穷大时，则电阻相当于断开；

2、线性电容元件

1）定义：电容是在两块平行的金属板之间衬垫绝缘介质构成。当对电容外加一个电压u时，电容的两块金属板分别带上等量的正负电荷q，则，为电容元件的电容量，电容元件的图形符号如图2所示。

图2 电容元件图形符号

2）库伏特性：对于线性电容，电压和电荷的库-伏特性是通过原点的直线。

3）电压和电流的关系：在关联参考方向下微分关系为：；积分关系为。在非关联参考方向下微分关系为：。

4）能量和功率：在关联参考方向下，电容元件的功率为：， 为正，表示电容从外电路输入能量，并以电场能量的形式储存起来；为负，表示电容向外电路输送能量，把电容以前储存的电场能量输送出去。

5）性质：电容元件在直流电路中相当于开路，且具有记忆功能。

3、线性电感元件

1）定义：电感是用导线绕在空心或铁芯线圈上而制成的，在线性电感线圈中，当电流i通过线圈时产生磁通链，磁通链与外加电压i成正比，即，L为电感元件的电感量。电感线圈的图形符号如图3所示。

图3 电感线圈图形符号

2）韦安特性：对于线性电感，电流和磁通链的韦-安特性是通过原点的直线。

3）电压和电流的关系：在关联参考方向下微分关系为：；积分关系为。在非关联参考方向下微分关系为：。

4）能量和功率：在关联参考方向下，电感元件的功率为： ，为正，表示电感从外电路输入能量，并以磁场能量的形式储存起来；为负，表示电感向外电路输送能量，把电感以前储存的磁场能量输送出去。

5）性质：电感元件在直流电路中相当于短路，且具有记忆功能。