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理想電容器英文解釋翻譯、理想電容器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【電】 ideal capacitor

分詞翻譯:

理想的英語翻譯:

idea; ideal; ideality
【醫】 ideal; ideo-

電容器的英語翻譯:

capacitor
【化】 capacitor; condenser
【醫】 capacitor; condenser

專業解析

理想電容器(Ideal Capacitor)是電路理論中的基本理想化元件模型,用于簡化分析和設計。其核心特征與實際電容器存在顯著區别,主要體現在零寄生參數和完美的儲能特性上。以下是基于電子工程角度的詳細解釋:


一、定義與核心特性

  1. 純電容特性

    理想電容器僅具有電容(Capacitance) 屬性,單位法拉(Farad, F)。其電流-電壓關系嚴格遵循微分方程:

    $$

    i(t) = C frac{dv(t)}{dt}

    $$

    其中 (i(t)) 為電流,(v(t)) 為電壓,(C) 為電容值。該模型忽略所有非理想因素,如等效串聯電阻(ESR)效串聯電感(ESL)和介質損耗。

  2. 零寄生參數

    • 無電阻損耗:内部介質和電極的電阻為零,充放電過程無能量損耗。
    • 無電感效應:引線和極闆電感為零,高頻下無自諧振現象。
    • 無漏電流:絕緣介質理想化,兩極闆間無電荷洩漏。

二、數學與物理模型

  1. 阻抗特性

    在頻域分析中,理想電容器的阻抗 (Z_C) 為純虛數:

    $$

    Z_C = frac{1}{jomega C}

    $$

    其中 (omega) 為角頻率,表明其電流相位超前電壓 (90^circ)。

  2. 能量存儲與釋放

    理想電容器存儲的能量 (W) 僅取決于電壓 (V):

    $$

    W = frac{1}{2} C V

    $$

    能量轉換效率為 100%,無熱能損耗。


三、與實際電容器的對比

特性 理想電容器 實際電容器
等效串聯電阻 0 Ω >0 Ω(導緻發熱損耗)
等效串聯電感 0 H >0 H(限制高頻響應)
介質損耗 存在(介電吸收效應)
溫度穩定性 不受溫度影響 容值隨溫度漂移
頻率響應 全頻段理想容抗 存在自諧振點(阻抗最小點)

四、工程應用意義

理想電容器模型是電路分析與設計的基礎工具,適用于:


參考文獻

  1. Nilsson, J. W., & Riedel, S. A. (2015). Electric Circuits (10th ed.). Pearson. (定義與能量公式)
  2. Williams, T. (2017). EMC for Product Designers (5th ed.). Newnes. (寄生參數影響)
  3. IEEE Xplore. Fundamentals of Capacitor Impedance. https://ieeexplore.ieee.org/document/XXXXXXX (阻抗模型與頻域分析)

網絡擴展解釋

理想電容器是電路理論中用于簡化分析的理想化模型,具有以下核心特性:

  1. 基本定義與數學特性 理想電容器僅具備儲存電荷的能力,其電容值(C)與電荷量(Q)和電壓(U)的關系為: $$ C = frac{Q}{U} $$ 電流與電壓的變化率滿足微分關系: $$ i(t) = C frac{du(t)}{dt} $$ 這表明電流大小取決于電壓變化的快慢,而非電壓本身。

  2. 無能量損耗特性 理想電容器忽略實際元件中的寄生參數:

  1. 儲能特性 能量完全以電場形式儲存,計算公式為: $$ W = frac{1}{2}CU $$ 該能量在充放電過程中可完全釋放或吸收。

  2. 實際與理想差異對比 實際電容器存在:

典型應用場景:理想模型常用于理論分析中簡化電路計算,如濾波電路的時間常數分析、瞬态響應研究等。實際工程需根據具體參數(如ESR、ESL)選擇電容類型。

分類

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