在电路中使用三种类型的被动元件：电阻器、电感器和电容器。被动元件意味着其行为对电压或电流波动的反应较小。与此相对，主动元件对电压和电流具有非线性反应，二极管、晶体管和热电子阀门就是主动元件的例子，电阻器、电感器和电容器有多种样式和类型，具体取决于其用途。

　　电阻器

　　电阻器抵抗电流的流动。通过这一过程，电阻器造成电压下降并发热。如果产生的热量足够，电阻器会发出白炽光。电阻器的主要用途包括：

　　限制电流流动

　　产生电压降(PD)

　　产生热量

　　产生光

　　电阻器由一段导体组成，有时会绕成线圈或以网格形式排列，以便热量能够散发。在电子学中，电阻器可以小到1/8瓦，尺寸仅为2 mm x 1.5 mm。微电子学中还有更小的电阻器，而大的电阻器则可以根据制造商的要求制造得更大。

　　电阻器是将电能转化为热能的最常见方法，几乎所有你能想到的电加热源都是基于电阻器的设计。电热炉、烤箱、电磁炉、空间加热器、热水系统，甚至浴室取暖灯都是电阻器的应用。

　　高功率电阻器广泛应用于发电、输电、高压系统和控制系统等多个领域。接地电阻器方便工业电力系统的接地，允许控制故障电流以保护设备。为高热、高功率情境设计的动态制动电阻器在物料搬运设备、电梯、自动扶梯、起重机、电源逆变器和工业驱动系统中至关重要。负载银行在测试不间断电源、发电机和备用发电系统时发挥着重要作用，通过施加虚拟负载来评估电源。

　　电气照明正在经历一场革命，用弧光灯和发光二极管替代白炽灯。基于托马斯·爱迪生白炽灯的电气照明大部分能量以热量而非光的形式损失，使其对当今节能需求来说效率过低。

　　电阻器在电子设备和某些电气应用中调节电流流动。操作员有时可以更改某些设置，比如在放大器中调整音量和音调。在这种情况下，通常会在前面板上安装一个可调的“电位器”或“变阻器”，通过旋转旋钮来调整电阻设置。

　　电感器

　　电感器是一种具有电感特性的元件，意味着它在导体周围诱导出电磁场。电磁场储存能量，电感器可以在之后将其转化为电流。每个导体同时也是电感器，尽管通常具有较弱的磁效应。因此，电感器也是一种电磁铁。

　　通常，电感器是由一段导线绕成线圈，有时绕在铁等磁性材料的核心上。

　　当电流增加时，电感器以电磁场的形式储存电流，当电流减少时又释放出来。因此，电感器通常用于平滑电流值，这称为“滤波”，在这种情况下，电感器被称为“扼流圈”。

　　单独的电感线圈被称为“螺线管”。如果螺线管有一个可移动的磁芯，称为“铁芯”，给螺线管通电会将铁芯拉入磁场的中心。这是最著名的电磁效应，通常用于提供机械力。

　　螺线管可以磁性吸引一个铁心，以操作一组接触器。这些接触器可以用于操作另一个电路，从而控制更大的电流。螺线管开关也可以操作一系列电路，每个电路都有自己的螺线管开关。这种电路曾用于电报通信中以转发消息，因此螺线管开关演变成继电器或继电器开关。

　　当电流通过电感器流动时，它会产生穿过其他线圈部分的磁场，引起线圈内的电压。这种感应电压会抵抗原有的电流流动。这种现象仅在场与线圈绕组之间存在相对运动时发生，因此在电流首次施加或移除线圈时短暂发生。

　　当电流不断变化时，例如在交流电中，磁场不断变化，任何附近的线圈都会产生电流。这被称为变压器效应或互感。

　　将导体穿过磁场，或让磁场穿过导体，也会在导体中产生电压。这种效应应用于发电机和交流发电机。

　　变压器将电压从一个水平转换到另一个水平。它通过将电能转化为磁能，然后再将磁能转化为不同匝数线圈中的电能，从而生成符合需求的电压，例如，电池充电器可以将230伏的市电转换为大约12伏的电压供给电池。

　　为高电流设计的电感器通常具有由绝缘线构成的单圈绕组，能够有效储存能量并调节电流流动。这种设计确保设备在电流变化时也能提供一致可靠的电流。

　　这些高电流电感器在多个领域中至关重要，例如太阳能逆变器、暖通空调逆变器和服务器电源。此外，双向、串联和光伏逆变器通常依赖高功率电感器。它们在这些应用中的重要性在于通过以下方式提升整体性能：

　　滤除低电流波动

　　散热

　　储存能量

　　提高效率

　　电容器

　　电容器是储存电荷的设备。与电感器以磁场形式储存电流不同，电容器以静电场形式储存电压。

　　电容器根据制造商及其用途有许多尺寸和形状。电容器由两个导电表面构成，这两个表面之间隔着绝缘材料，以便在这些表面之间储存静电场。

　　因此，电容器是一种在电压高时储存电能，电压低时释放电能的设备。电容器通常用于电源中，以去除高电压冲击，并在整流后平滑电压。电容器还用于单相电动机，以帮助它们启动并产生足够的扭矩。虽然电感器在电路中较为常见，但电容器则在电子电路中更为普遍。

　　电容器通常以其电容值和最大电压额定值进行标定。标准的电容单位是法拉(F)。常见的汽车电容器一般以微法拉(µF)标定，等于法拉的百万分之一。该值可能在电容器上有所标示。常见的电容器材料包括陶瓷、塑料或电解质材料。

　　在实际应用中，电容器通常采用薄金属片(通常为铝)作为极板。极板之间的高电阻材料可以是蜡纸、油饱和纸或化学电解质。在空调和制冷服务中，两种常见的电容器类型是油浸电容器和电解电容器。

　　油浸电容器通过与交流电动机的启动绕组串联使用，增强电动机的扭矩。当应用需要电容器在电路中持续工作时，它们也会被应用。另一方面，电解电容器通常在高功率交流电动机的启动电路中使用，能够在紧凑的空间内提供高电容。这些电容器通常用于间歇性工作。

　　电容器，无论是单独使用还是与电阻器结合使用，都可以形成RC(电阻-电容)网络。这些网络在滤波、直流阻断、去耦和耦合相移电路中具有应用价值。

　　被动元件总结

　　对被动元件的深入理解对从事电子工程的工程师至关重要。电阻器通过其电阻值控制电流流动，将其限制在电路所需的特定水平。当电流通过时，电感器生成磁场，导致自感，抵抗电流流动的变化，并使其在储能和滤波应用中发挥作用。另一方面，电容器在其极板间以电场形式储存电能，支持电子系统中的能量储存、滤波和耦合等功能。了解这些被动元件的技术细节使工程师能够根据需要进行设计选择，以实现最佳性能、效率和可靠性。

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