來源:壹芯微 發布日期
2020-08-17 瀏覽:-基本儲能元件只有電感電容嗎 是的,基本儲能元件只有電容和電感。
人們發展了電路理論是為了描述電路中的各種現象。
理想導線,描述了一個電流通路,電流可以在該通路的兩端之間自由流動。
理想二極管,描述了一個電流通路,該通路允許電流單方向流動的現象。
理想電阻,描述了一個電流通路,該通路允許電流流過但對其存在歐姆定律所描述的阻礙作用,通路兩端的電壓與電流成正比。
理想電壓源,描述了一個可輸出無窮大電功率,且端電壓永遠保持恒定的器件。
……
正如你所看見的,電路理論中所說的元件,通常來說是對某一種物理現象的理論抽象。這些理論抽象是如此的簡潔、明確。但電路中的各種現象要遠比人們所構想出的理想器件復雜,單憑理想器件本身并不足以描述所有的物理現象,甚至這些理想器件之間就不能自洽。
這也導致了知乎上喜聞樂見的月經問題:
將一個理想電壓源和理想導線相連(短路)會怎么樣?
沒人知道會怎么樣,因為這不是一個真實電路中會出現的現象。如果你想知道如果在真實世界中用一根導線短接蓄電池會發生什么,那么必須考慮別的問題,比如蓄電池組的內阻,導線的電阻等等。如果你的導線特別特別長,也許還得考慮寄生電容和電感的問題。在考慮了如此之多的不起眼的參數后,電路理論會告訴你,在你所設想的情況下,導線中的電流將從導線開始短接時迅速增長,增長速率與你導線上寄生電感和回路總阻抗有關。并且最終穩定在一個非常大的電流值上。
電路理論給出的這個結果已經足夠貼近于真實世界發生的事情了,至少在蓄電池爆炸和導線因焦耳定律融化前是這樣。
這件事告訴我們,單純的基本理想元件只能描述某個元器件一方面的特性,需要相互組合才能得到真實的元器件的模型。但即使是這些足夠好的模型也無法完全描述真實的元器件,畢竟電路理論不會去分析蓄電池如何爆炸。我們并不會因此苛責電路理論,他只要能描述電現象就可以了。
儲能的問題與此類似,我們由兩種基本儲能元件,理想電容與理想電感。
電容描述了電路中能量以電場形式存在的現象,而電感描述了電路中能量以磁場形式存在的現象。
在也不存在第三種形式的電能了,因此我們只需要兩種基本儲能元器件。
至少在人類當前的物理水平下是這樣。
人們當然可以用電池儲能,但能量已不在電路中,而是變成了電池內部化學物質的化學能。
他們當然也可以用飛輪儲能,能量同樣不在電路中,而是以飛輪快速旋轉的機械能形式存在。
電路理論不關注不以電能形式存在于電路中的能量。因此電池和飛輪在電路中通常不被當作儲能器件,而是當作電源。一般來說他們都會被當成理想電壓源與其他若干理想元器件共同組成的混合支路存在于電路中。
結論
以電能形式存在的能量在電路中以儲能器件對其加以描述,而非電能形式存在的能量因電路理論僅關心其轉化為電能的過程而在電路中以電源的形式進行描述。又因為電能在集總參數電路中的存在形式僅有電場能和磁場能兩種,因此電容和電感兩種儲能器件便足以對其進行描述。


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