等效串联电阻

电路中使用的实际电容器和电感器不是仅具有电容或电感的理想元件。但是，它们可以非常近似地视为与电阻串联的理想电容器和电感器。该电阻定义为等效串联电阻(ESR)。如果没有特别说明，ESR始终是一个交流电阻，这意味着它是在指定频率下测量的，开关模式电源组件为100kHz，线性电源组件为120Hz，一般在其自谐振频率下测量-应用程序组件。此外，音频组件可能会以1000Hz报告Q因子，其中包括ESR。

电路理论处理理想的电阻器、电容器和电感器，假设每一个都只对电路贡献电阻、电容或电感。但是，所有组件都具有这些参数中的每一个的非零值。特别是，所有物理设备都是由具有有限电阻的材料构成的，因此物理组件除了具有其他特性外，还具有一定的电阻。ESR的物理起源取决于所讨论的设备。在电路分析中处理这些固有电阻的一种方法是使用集总元件模型将每个物理元件表示为理想元件和串联小电阻器的组合，即ESR。ESR可以测量并包含在组件的数据表中。在某种程度上，它可以从设备属性中计算出来。Q因子与ESR相关，有时是比ESR更方便的参数，用于计算实际电感器的高频非理想性能，在电感器数据表中引用。电容器、电感器和电阻器通常设计为尽量减少其他参数。在许多情况下，这可以做到足够大，例如，电阻器的寄生电容和电感小到不会影响电路操作。然而，在某些情况下，寄生效应变得很重要，甚至占主导地位。

纯电容和电感不耗能；任何耗散能量的组件都必须在包含一个或多个电阻器的等效电路模型中进行处理。实际的无源两端组件可以由一些集总和分布式理想电感器、电容器和电阻器组成的网络来表示，从某种意义上说，实际组件的行为与网络一样。等效电路的某些组件可能会随条件而变化，例如频率和温度。如果由周期性正弦波（交流电）驱动，则组件的特征在于其复阻抗Z(ω)=R+jX(ω)；除了主要属性外，阻抗还可能涉及几个较小的电阻、电感和电容。这些与器件理想行为的微小偏差在某些条件下会变得很重要，通常是高频，其中小电容和电感的电抗可能成为电路操作的重要元素。取决于所需的精度，可以使用更小或更大复杂性的模型。对于许多用途，一个电感或电容与ESR串联的简单模型就足够了。这些模型无论多么简单或复杂，都可以插入到电路中来计算性能。计算机工具可用于复杂电路；例如，SPICE程序及其变体。

电感器由通常缠绕在铁磁芯上的导电绝缘线线圈组成。电感器在金属导体中具有固有的电阻，在数据表中引用为DCR。对于小电感值（通常低于1Ω），该金属电阻很小。直流线电阻是变压器和一般电感器设计中的一个重要参数，因为它会影响组件的阻抗，流过该电阻的电流会作为废热耗散，并且能量会从电路中损失掉。它可以建模为与电感器串联的电阻器，通常导致直流电阻被称为ESR。虽然这不是完全正确的用法，但ESR的不重要元素在电路讨论中经常被忽略，使用磁芯增加电感的电感器会在磁芯中产生磁滞和涡流等损耗。在高频下，由于接近效应和集肤效应，绕组中也会有损耗。这些是线电阻之外的，并导致更高的ESR。

在非电解电容器和带有固体电解质的电解电容器中，引线和电极的金属电阻以及电介质中的损耗会导致ESR。陶瓷电容器的典型ESR值在0.01和0.1欧姆之间。非电解电容的ESR随着时间的推移趋于相当稳定；在大多数情况下，真正的非电解电容器可以被视为理想元件。采用非固体电解质的铝和钽电解电容器具有更高的ESR值，可达数欧姆；较高电容的电解液具有较低的ESR。ESR随频率降低至电容器的自谐振频率。一个非常严重的问题，尤其是铝电解液，是ESR随着使用时间的推移而增加。尽管测得的电容可能保持在容差范围内，但ESR可能会增加到足以导致电路故障甚至组件损坏。虽然这发生在正常老化时，但高温和大纹波电流会加剧问题。在具有显着纹波电流的电路中，ESR的增加会增加热量积累，从而加速老化。额定用于高温操作且质量高于基本消费级部件的电解电容器不易因ESR增加而过早无法使用。便宜的电解电容器在85°C下的额定寿命可能少于1000小时。（一年是8760小时。）从制造商的数据表中可以看出，较高等级的部件通常在最高额定温度下额定为几千小时。如果ESR很关键，那么指定具有比其他要求更高的额定温度、低ESR或更大电容的部件可能是有利的。低ESR电容器额定值没有标准。聚合物电容器的ESR通常低于相同值的湿电解电容器，并且在变化的温度下保持稳定。因此，聚合物电容器可以处理更高的纹波电流。大约从2007年开始，对于质量更好的计算机主板来说，只使用以前使用过湿式电解液的聚合物电容器变得很普遍。大于约1μF的电容器的ESR很容易用ESR计在电路中测量。