被動符號規定
編輯在電氣工程中,無源符號約定 (PSC) 是電氣工程界普遍采用的符號約定或任意標準規則,用于定義電路中的電力符號。 慣例定義從電路流出到電氣元件的電能為正,從元件流出到電路的電能為負。 因此,消耗功率的無源組件(例如電器或燈泡)將具有正功率耗散,而有源組件(例如發電機或電池)將具有負功率耗散。 這是電路中功率的標準定義; 它用于例如 SPICE 等計算機電路仿真程序。
為了符合慣例,用于計算組件中功率和電阻的電壓和電流變量的方向必須具有一定的關系:必須定義電流變量,以便正電流進入設備的正電壓端子。 這些方向可能與實際電流和電壓的方向不同。
公約
編輯無源符號約定指出,在常規電流變量 i 定義為通過端子進入設備的組件中,該端子由電壓變量 v 定義,功率 p 和電阻 r 由下式給出
p = v i {\displaystyle p=vi\,} 和 r = v / i {\displaystyle r=v/i\,}
在電流 i 被定義為正電流通過負電壓端子進入設備的組件中,功率和電阻由下式給出
p = ? v i {\displaystyle p=-vi\,} 和 r = ? v / i {\displaystyle r=-v/i\qquad \,}
根據這些定義,無源元件(負載)將具有 p >; 0 和 r > 0,有源元件(電源)將有 p <; 0 和 r < 0。
說明
編輯有源和無源元件
在電氣工程中,功率表示電能流入或流出給定設備(電氣組件)或控制體積的速率。 功率是有符號的量; 負功率表示與正功率相反方向流動的功率。 一個簡單的組件(在這些圖中顯示為矩形)通過兩條電線連接到電路,電流通過這兩條電線流過設備。 從功率流的角度來看,電路中的電氣元件可分為兩種類型:
- 在電源或有源組件(例如電池或發電機)中,電流被迫沿更高電勢的方向通過設備,從負電壓端子流向正電壓端子。 這增加了電荷的勢能,因此電力從元件流出進入電路。 必須通過組件中的某種能量源對移動的電荷做功,使它們在這個方向上移動,以抵抗電場 E 的相反力。
- 在負載或無源元件中,例如燈泡、電阻器或電動機,電流(常規電流,正電荷流)在電場 E 的影響下沿較低方向移動通過設備 電位,從正極端子到負極。 所以工作是由組件上的電荷完成的; 勢能從電荷中流出; 電力從電路流入組件,在那里它被轉換為其他形式的能量,例如熱量或機械功。
某些組件可以是電源或負載,具體取決于通過它們的電壓或電流。 例如,可充電電池在用于提供能量時充當電源,而在充電時充當負載。 當電容器或電感器分別從外部電路將能量存儲在其電場或磁場中時,電容器或電感器充當負載,但當電容器或電感器將存儲的電場或磁場能量釋放到外部電路中時,則充當電源。
由于它可以沿任一方向流動,因此有兩種可能的方式來定義電力; 兩個可能的參考方向:流入電氣元件的功率或流出元件的功率,可以定義為正向。 無論哪個被定義為積極的,另一個都將是消極的。 無源符號約定武斷地將流入元件(流出電路)的功率定義為正,因此無源元件具有正功率流。
在 AC(交流電)電路中,電流和電壓的方向隨著電流的每半個周期而切換,但上述定義仍然適用。 在任何給定時刻,在非電抗無源元件中,電流從正極端子流向負極,而在非電抗有源元件中,它流向另一個方向。
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