电路中的电容和电感

在电路方面，电容和电感非常重要，与电阻一样重要。但如果我们谈论有源电阻，我们只是指电能不可逆地转化为热能，那么电感和电容就与电能的积累和转换过程有关，因此它们为电气工程开辟了许多有用的实践机会。

当电流流过电路时，带电粒子从电势较高的地方移动到电势较低的地方。

假设电流流过一个有源电阻，例如灯的钨丝。当带电粒子直接穿过钨时，由于载流子与金属晶格节点的频繁碰撞，该电流的能量不断消散。

这里可以打个比方。巨石位于树木繁茂的山顶（处于高势点），但随后它被推下山顶并穿过森林、灌木丛（阻力）滚入低地（到达低势点）， ETC。

与植物碰撞，石头系统地失去能量，在与它们碰撞的瞬间将能量转移到灌木和树木（以类似的方式，热量通过主动阻力消散），因此它的速度（当前值）是有限的，并且有根本来不及适当加速。

在我们的类比中，石头是电流，移动着带电粒子，其路径上的植物是导体的有源电阻；高度差——电位差。

容量

与有源电阻不同，电容表征电路以静电场的形式积累电能的能力。

直流电不能像以前一样继续流过带有电容的电路，直到该电容完全充满为止。只有当容量已满时，电荷载流子才能以之前的速度进一步移动，该速度由电位差和电路的有源电阻决定。

视觉液压类比在这里更好地理解。水龙头接上水源（电源），打开水龙头，水以一定的压力流出，落在地上。这里没有额外的容量，水流（当前值）是恒定的，没有理由减慢水的速度，即降低它的流动速度。

但是如果你在水龙头正下方放一个宽大的桶怎么办（在我们的类比中，在电路中添加一个电容器，电容器），它的宽度比喷水器的直径大得多。

现在桶装满了（容器带电，电荷聚集在电容器的极板上，极板之间的电场加强），但水并没有落入地下。当桶装满水（电容器充电）时，水才会开始以相同的流速从桶的两端流到地面。这是电容器或电容器的作用。

如果需要，可以翻转桶，短暂地产生比单独使用水龙头多许多倍的压力（快速排干冷凝器），但从水龙头中取出的水量不会增加。

通过提升然后倒置桶（对电容器进行长时间充电和快速放电），我们可以改变水的消耗方式（电荷，电能）。由于桶是慢慢地装满水，一段时间后会到达边缘，所以说当容器装满时，电流领先于电压（在我们的类比中，电压是水龙头边缘的高度喷嘴位于）。

电感

与电容不同，电感不是以静态形式而是以动态形式存储电能。

当电流流过电感器的线圈时，其中的电荷并不像电容器那样积聚，而是继续沿电路移动，但线圈周围与电流相关的磁场增强，其感应为与电流大小成正比。

当对线圈施加电压时，线圈中的电流会缓慢增加，磁场不会立即储存能量，而是逐渐储存能量，这个过程会阻止电荷载流子的加速。因此，在电感中，电流滞后于电压。然而，最终电流达到这样一个值，即它仅受连接该线圈的电路的有源电阻限制。

如果一个直流线圈在某一时刻突然从电路中断开，电流不会立即停止，而是开始迅速减速，线圈两端会出现电位差，电流停止得越快，也就是这个电流的磁场消失得更快……

水力类比在这里是合适的。想象一下水龙头的出水口上有一个高弹性的软橡胶球。

球的底部是一根管子，可以限制从球到地面的水压。如果水龙头打开，球会膨胀得很厉害，水会细细地流过管子，但速度很快，它会溅到地上，溅起水花。

用水量没有变化。电流流过一个很大的电感，同时磁场中的能量储备很大（气球充了水）。当水刚开始从水龙头流出时，球会膨胀，同样，当电流开始增加时，电感会在磁场中储存能量。

如果我们现在关闭水龙头的球，从连接水龙头的一侧打开它，然后将其翻转过来，那么管道中的水可以达到比水龙头高得多的高度，因为充气球中的水处于压力之下。电感器的使用方法相同 在升压脉冲转换器中.