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法學研究RL電路和RC電路的區別
電流流經的閉合路徑稱為電路。根據電源型別，電路可分為兩大類：直流電路和交流電路。
每個電路都包含許多電路元件，例如電源、電阻器、電感器、電容器等。在直流電路中，只有電阻器是有意義的，因為電感器和電容器是與頻率相關的元件，而直流電源的頻率為零。另一方面，在交流電路中，所有三個元件（即電阻器、電感器和電容器）都是起作用的。
根據電路中使用的電路元件組合，它們可以分為以下型別：
RL電路
RC電路
RLC電路
但是，在本文中，我們將重點關注RL電路和RC電路之間的主要區別。此外，我們將簡要描述RL和RC電路，以便更容易理解它們之間的區別。
什麼是RL電路？
當一個電阻器與一個電感器串聯或並聯連線，並且這種組合連線到電源時，則所得電路稱為RL電路。根據電阻器和電感器的連線方式，電路可以是串聯RL電路或並聯RL電路。
圖1顯示了一個典型的串聯RL電路和並聯RL電路。在這一點上，我們假設串聯RL電路來解釋其區別。
當電路閉合時，電流開始流過電路。在RL電路中，能量消耗於兩種現象：電阻器以熱量的形式耗散能量和能量儲存在電感器的磁場中。儲存在電感器磁場中的能量可以用電感器的電感（L）和電路電流（I）來表示。對於RL電路，電壓、電流和儲存能量的表示式如下：
$$\mathrm{\mathrm{電壓,\mathit{V}}\:=\:\mathit{iR}+\mathit{L\frac{di}{dt}}}$$
$$\mathrm{\mathrm{電流,\mathit{i}}\:=\:\frac{\mathit{V}}{\mathit{R}}\mathrm{\left( \mathrm{1-\mathit{e^{-\frac{Rt}{L}}}}\right )}}$$
$$\mathrm{\mathrm{儲存能量,\mathit{W}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathit{Li^{\mathrm{2}}}}$$
RL電路的實際例子包括電動機、發電機、變壓器和傳輸線等的繞組。
什麼是RC電路？
當一個電阻器與一個電容器串聯或並聯連線時，該電路稱為RC電路。根據連線型別，它可以是串聯RC電路或並聯RC電路。圖2顯示了串聯和並聯RC電路。
RC電路以靜電場的形式儲存能量。這是因為電容器能夠在其極板之間儲存電荷。這種儲存的能量可以用電容器的電容和電壓來表示。RC電路中電壓、電流和儲存能量的表示式如下：
$$\mathrm{\mathrm{電壓,\mathit{V}}\:=\:\mathit{iR}+\mathit{V_{c}}}$$
$$\mathrm{\mathrm{電流,\mathit{i}}\:=\:\frac{\mathit{V}}{\mathit{R}}\mathrm{\left( \mathrm{\mathit{e^{-\frac{t}{RC}}}}\right )}}$$
$$\mathrm{\mathrm{儲存能量,\mathit{W}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathit{CV^{\mathrm{2}}}}$$
RC電路通常用作各種電子系統中的濾波器電路。
RL電路和RC電路的區別
下表重點突出了RL電路和RC電路之間的關鍵區別：
區別依據 | RL電路 | RC電路 |
|---|---|---|
定義 | 僅由電阻器和電感器（串聯或並聯）組成的電路稱為RL電路。 | 僅包含電阻器和電容器（串聯或並聯）的電路稱為RC電路。 |
能量儲存 | RL電路以磁場的形式儲存能量。 | RC電路以靜電場的形式儲存能量。 |
儲存能量的公式 | 在RL電路中，儲存的能量由公式給出：$$\mathrm{\mathit{W}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathit{Li^{\mathrm{2}}}}$$ | RC電路中儲存的能量由公式給出：$$\mathrm{\mathit{W}\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathit{CV^{\mathrm{2}}}}$$ |
電路阻抗 | RL電路的阻抗由電阻和感抗決定，其公式為：$$\mathrm{\mathit{Z}\:=\:\sqrt{\mathit{R^{\mathrm{2}}+\mathrm{\left ( \omega \mathit{L} \right )^{\mathrm{2}}}}}}$$ | RC電路的阻抗由電阻和容抗決定，其公式為：$$\mathrm{\mathit{Z}\:=\:\sqrt{\mathit{R^{\mathrm{2}}+\mathrm{\left ( \frac{\mathrm{1}}{\omega \mathit{C}} \right )^{\mathrm{2}}}}}}$$ |
功率因數 | RL電路的功率因數為滯後，即電路電流滯後於電源電壓。 | RC電路的功率因數為超前，這意味著電路電流超前於電源電壓。 |
相位角 | RL電路的相位角由公式給出：$$\mathrm{\phi \:=\:\mathrm{tan^{-1}}\frac{\omega \mathit{L}}{\mathit{R}}}$$ | RC電路的相位角或功率因數角由公式給出：$$\mathrm{\phi \:=\:\mathrm{tan^{-1}}\mathrm{\left ( -\frac{\mathrm{1}}{\omega \mathit{CR}} \right )}}$$ |
電子噪聲 | 在RL電路中，電感器產生的磁場會在相鄰電路中產生噪聲或干擾。 | RC電路不會產生噪聲或產生的噪聲可以忽略不計。 |
成本 | RL電路非常昂貴，因為電感器線圈成本較高。 | RC電路成本較低，因為電容器價格便宜且商業上更為豐富。 |
容差等級 | RL電路的容差等級較高。 | RC電路的容差等級相對低於RL電路。 |
應用 | RL電路廣泛應用於需要消除電流波動的地方，例如日光燈鎮流器、電源、電機繞組等。 | RC電路用於低通濾波器、帶通濾波器、移相振盪器、頻率選擇器等。 |
結論
RL和RC電路都是許多電子系統中的關鍵部件。RC和RL電路之間最顯著的區別在於，RL電路將能量儲存在磁場中，而RC電路將能量儲存在電場中。
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