【题目编号】MC1-1065
【题目】附图中的电路元器件符号代表:
【答案】A
[A]线圈
[B]二极管
[C]电容器
[D]电阻
考点速览
这道题同样考元器件图形符号辨认,考点落在电感上。电感器(inductor)在电路里习惯叫线圈,符号用字母 L 表示,是无线电设备中最常见的元件之一:谐振回路、滤波器、扼流圈、天线调谐网络处处都靠它。题目给的是附图中的符号,四个选项分别是线圈、二极管、电容器、电阻,读者要能把线圈那条连续半圆的笔画从另外三种符号里挑出来。本题附图给出的是线圈(以官方答案为准)。
线圈符号的连续半圆怎么认
线圈的标准符号是一列彼此相连的半圆,像一串并排的小拱门,也像把螺旋弹簧侧着看过去的轮廓。它是四类基础元件里唯一用纯圆弧构成的符号:没有三角形,没有平行的两条短线,也没有折角。半圆的个数并不固定,画三个、四个、五个都表示同一个意思,只是绘图习惯不同;有的图上还会在半圆旁边画一条直线表示线圈绕在实心磁芯上,画虚线则常表示磁芯可调。
认出线圈之后要记住它在电路里的脾气。电流流过线圈会在周围建立磁场,磁场变化又反过来影响电流,这种相互作用的强弱用电感量 L 表示,单位是亨利(henry,符号 H),常用单位还有毫亨与微亨。线圈抗拒电流的变化,对稳恒不变的电流则几乎不设阻,这正是它既能做滤波又能做扼流的原因。把线圈接进电路,它储存的是磁场能量,与电容储存电场能量形成对照。
电感量与感抗公式
线圈对交流电的阻碍作用叫感抗(inductive reactance),记作 X_L,计算式是感抗等于二乘以圆周率乘以频率乘以电感量,写成符号形式即 X_L = 2πfL。式中频率 f 的单位是赫兹,电感量 L 的单位是亨利,算出来的感抗 X_L 单位是欧姆。量纲上是自洽的:亨利等于欧姆乘以秒,再乘上以每秒计的频率,剩下的就是欧姆。
从这个算式能直接读出两条结论。频率越高,感抗越大,所以线圈对高频信号的阻碍明显强于对低频信号;频率降到直流,也就是 f 等于零时,感抗也等于零,线圈在直流回路里只留下导线本身的微小电阻。另一条是电感量越大感抗越大,所以做低频扼流圈就得用大电感。把线圈与电容并排来看,电容的容抗随频率升高而减小,线圈的感抗随频率升高而增大,两者走向正好相反,这正是它们能组成谐振回路与滤波网络的原因。
逐项辨析
选项 A 是线圈。判据就是那一列连续半圆,圆弧首尾相接,整体呈现螺旋环的轮廓。它可以带磁芯直线,也可以什么都不带,但圆弧这一特征始终不变。本题附图给出的是它(以官方答案为准)。
选项 B 是二极管。二极管的符号是三角形加一条竖直线,三角形顶点指向竖线,竖线一侧是阴极,这个带方向性的图形与纯圆弧的线圈完全不同,本题附图不符合。
选项 C 是电容器。电容的符号是两条平行的短直线,中间留缝;等长表示无极性电容,一长一短表示有极性电容。它的笔画是直线且互相平行,既没有圆弧,也没有螺旋结构,本题附图不符合。
选项 D 是电阻。电阻在国标里画成矩形,在美制习惯里画成锯齿折线,笔画是折线或矩形边框,同样找不到连续半圆,本题附图不符合。
易混淆点:圆弧、折线、平行线各归谁
四种元件里只有线圈使用圆弧。电阻的锯齿看起来也有起伏,但锯齿是带尖角的折线,一笔画下来方向来回改变,每个转折都是尖点;线圈的半圆是圆滑的弧,没有任何尖角。电容最容易被和线圈混淆的地方在于它也有两条线,但电容的两条线彼此平行且不接触,线圈的半圆则首尾相接成串。更省事的记法是按笔画归类:圆弧归线圈,平行直线归电容,直角矩形或锯齿归电阻,三角形加竖线归二极管。四类各占一种笔画,看到形状就能对号入座。
顺带提醒一处实务差别:线圈是储能元件而电阻是耗能元件。电流通过电阻会把电能变成热散掉,通过理想线圈则把能量存进磁场、断电时再放回来,所以线圈在电路中会造成电流相位滞后于电压,这个相位关系也是谐振计算的基础。
应试要点
线圈符号等于连续半圆排成一列,是四类基础元件里唯一用圆弧画的。感抗算式 X_L = 2πfL,频率与电感量任一项变大,感抗都随之变大;直流时感抗为零,相当于导线直通。看到平行短线想电容,看到矩形或锯齿想电阻,看到三角形加竖线想二极管。