被动符号规定
编辑在电气工程中,无源符号约定 (PSC) 是电气工程界普遍采用的符号约定或任意标准规则,用于定义电路中的电力符号。 惯例定义从电路流出到电气元件的电能为正,从元件流出到电路的电能为负。 因此,消耗功率的无源组件(例如电器或灯泡)将具有正功率耗散,而有源组件(例如发电机或电池)将具有负功率耗散。 这是电路中功率的标准定义; 它用于例如 SPICE 等计算机电路仿真程序。
为了符合惯例,用于计算组件中功率和电阻的电压和电流变量的方向必须具有一定的关系:必须定义电流变量,以便正电流进入设备的正电压端子。 这些方向可能与实际电流和电压的方向不同。
公约
编辑无源符号约定指出,在常规电流变量 i 定义为通过端子进入设备的组件中,该端子由电压变量 v 定义,功率 p 和电阻 r 由下式给出
p = v i {displaystyle p=vi,} 和 r = v / i {displaystyle r=v/i,}
在电流 i 被定义为正电流通过负电压端子进入设备的组件中,功率和电阻由下式给出
p = − v i {displaystyle p=-vi,} 和 r = − v / i {displaystyle r=-v/iqquad ,}
根据这些定义,无源元件(负载)将具有 p >; 0 和 r > 0,有源元件(电源)将有 p <; 0 和 r < 0。
说明
编辑有源和无源元件
在电气工程中,功率表示电能流入或流出给定设备(电气组件)或控制体积的速率。 功率是有符号的量; 负功率表示与正功率相反方向流动的功率。 一个简单的组件(在这些图中显示为矩形)通过两条电线连接到电路,电流通过这两条电线流过设备。 从功率流的角度来看,电路中的电气元件可分为两种类型:
- 在电源或有源组件(例如电池或发电机)中,电流被迫沿更高电势的方向通过设备,从负电压端子流向正电压端子。 这增加了电荷的势能,因此电力从元件流出进入电路。 必须通过组件中的某种能量源对移动的电荷做功,使它们在这个方向上移动,以抵抗电场 E 的相反力。
- 在负载或无源元件中,例如灯泡、电阻器或电动机,电流(常规电流,正电荷流)在电场 E 的影响下沿较低方向移动通过设备 电位,从正极端子到负极。 所以工作是由组件上的电荷完成的; 势能从电荷中流出; 电力从电路流入组件,在那里它被转换为其他形式的能量,例如热量或机械功。
某些组件可以是电源或负载,具体取决于通过它们的电压或电流。 例如,可充电电池在用于提供能量时充当电源,而在充电时充当负载。 当电容器或电感器分别从外部电路将能量存储在其电场或磁场中时,电容器或电感器充当负载,但当电容器或电感器将存储的电场或磁场能量释放到外部电路中时,则充当电源。
由于它可以沿任一方向流动,因此有两种可能的方式来定义电力; 两个可能的参考方向:流入电气元件的功率或流出元件的功率,可以定义为正向。 无论哪个被定义为积极的,另一个都将是消极的。 无源符号约定武断地将流入元件(流出电路)的功率定义为正,因此无源元件具有正功率流。
在 AC(交流电)电路中,电流和电压的方向随着电流的每半个周期而切换,但上述定义仍然适用。 在任何给定时刻,在非电抗无源元件中,电流从正极端子流向负极,而在非电抗有源元件中,它流向另一个方向。
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