對(duì)于正弦信號(hào)，流過(guò)一個(gè)元器件的電流和其兩端的電壓，它們的相位不一定是相同的。

這種相位差是如何產(chǎn)生的呢？這種知識(shí)非常重要，因?yàn)椴粌H放大器、自激振蕩器的反饋信號(hào)要考慮相位，而且在構(gòu)造一個(gè)電路時(shí)也需要充分了解、利用或避免這種相位差。

下面探討這個(gè)問(wèn)題。

首先，要了解一下一些元件是如何構(gòu)建出來(lái)的；其次，要了解電路元器件的基本工作原理；第三，據(jù)此找到理解相位差產(chǎn)生的原因；第四，利用元件的相位差特性構(gòu)造一些基本電路。

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電阻、電感、電容的誕生過(guò)程

科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察、試驗(yàn)，弄清楚了一些道理，也經(jīng)常出現(xiàn)了一些預(yù)料之外的偶然發(fā)現(xiàn)，如倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳的輻射現(xiàn)象，這些偶然的發(fā)現(xiàn)居然成了偉大的科學(xué)成就。電子學(xué)領(lǐng)域也是如此。

科學(xué)家讓電流流過(guò)導(dǎo)線的時(shí)候，偶然發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)線發(fā)熱、電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)明了電阻、電感?？茖W(xué)家還從摩擦起電現(xiàn)象得到靈感，發(fā)明了電容。發(fā)現(xiàn)整流現(xiàn)象而創(chuàng)造出二極管也是偶然。

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元器件的基本工作原理

電阻——電能熱能

電感——電能磁場(chǎng)能，&磁場(chǎng)能電能

電容——電勢(shì)能電場(chǎng)能，&電場(chǎng)能電流

由此可見(jiàn)，電阻、電感、電容就是能源轉(zhuǎn)換的元件。電阻、電感實(shí)現(xiàn)不同種類能量間的轉(zhuǎn)換，電容則實(shí)現(xiàn)電勢(shì)能與電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)換。

電阻

電阻的原理是：電勢(shì)能電流熱能。

電源正負(fù)兩端貯藏有電勢(shì)能（正負(fù)電荷），當(dāng)電勢(shì)加在電阻兩端，電荷在電勢(shì)差作用下流動(dòng)——形成了電流，其流動(dòng)速度遠(yuǎn)比無(wú)電勢(shì)差時(shí)的亂序自由運(yùn)動(dòng)快，在電阻或?qū)w內(nèi)碰撞產(chǎn)生的熱量也就更多。

正電荷從電勢(shì)高的一端進(jìn)入電阻，負(fù)電荷從電勢(shì)低的一端進(jìn)入電阻，二者在電阻內(nèi)部進(jìn)行中和作用。

中和作用使得正電荷數(shù)量在電阻內(nèi)部呈現(xiàn)從高電勢(shì)端到低電勢(shì)端的梯度分布，負(fù)電荷數(shù)量在電阻內(nèi)部呈現(xiàn)從低電勢(shì)端到高電勢(shì)端的梯度分布，從而在電阻兩端產(chǎn)生了電勢(shì)差，這就是電阻的電壓降。

同樣電流下，電阻對(duì)中和作用的阻力越大，其兩端電壓降也越大。

因此，用R=V/I來(lái)衡量線性電阻（電壓降與通過(guò)的電流成正比）的阻力大小。

對(duì)交流信號(hào)則表達(dá)為R=v(t)/i(t)。

注意：也有非線性電阻的概念，其非線性有電壓影響型、電流影響型等。

電感

電感的原理：電感——電勢(shì)能電流磁場(chǎng)能，&磁場(chǎng)能電勢(shì)能（若有負(fù)載，則電流）。

當(dāng)電源電勢(shì)加在電感線圈兩端，電荷在電勢(shì)差作用下流動(dòng)——形成了電流，電流轉(zhuǎn)變磁場(chǎng)，這稱為“充磁”過(guò)程。

若被充磁電感線圈兩端的電源電勢(shì)差撤銷，且電感線圈外接有負(fù)載，則磁場(chǎng)能在衰減的過(guò)程中轉(zhuǎn)換為電能（如負(fù)載為電容，則為電場(chǎng)能；若負(fù)載為電阻，則為電流），這稱為“去磁”過(guò)程。

衡量電感線圈充磁多少的單位是磁鏈——Ψ。電流越大，電感線圈被沖磁鏈就越多，即磁鏈與電流成正比，即Ψ=L*I。對(duì)一個(gè)指定電感線圈，L是常量。

因此，用L=Ψ/I表達(dá)電感線圈的電磁轉(zhuǎn)換能力，稱L為電感量。電感量的微分表達(dá)式為：L=dΨ(t)/di(t)。

根據(jù)電磁感應(yīng)原理，磁鏈變化產(chǎn)生感應(yīng)電壓，磁鏈變化越大則感應(yīng)電壓越高，即v(t)=d dΨ(t)/dt。

綜合上面兩公式得到：v(t)=L*di(t)/dt，即電感的感應(yīng)電壓與電流的變化率（對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)）成正比，電流變化越快則感應(yīng)電壓越高。

電容

電容的原理：電勢(shì)能電流電場(chǎng)能，電場(chǎng)能電流。

當(dāng)電源電勢(shì)加在電容的兩個(gè)金屬極板上，正負(fù)電荷在電勢(shì)差作用下分別向電容兩個(gè)極板聚集而形成電場(chǎng)，這稱為“充電”過(guò)程。

若被充電電容兩端的電源電勢(shì)差撤銷，且電容外接有負(fù)載，則電容兩端的電荷在其電勢(shì)差下向外流走，這稱為“放電”過(guò)程。

電荷在向電容聚集和從電容兩個(gè)極板向外流走的過(guò)程中，電荷的流動(dòng)就形成了電流。

要特別注意，電容上的電流并不是電荷真的流過(guò)電容兩個(gè)極板間的絕緣介質(zhì)，而只是充電過(guò)程中電荷從外部向電容兩個(gè)極板聚集形成的流動(dòng)，以及放電過(guò)程中電荷從電容兩個(gè)極板向外流走而形成的流動(dòng)。