在電工學“電路”部分的教學中，

電路引數、元件、物理量

及其

關係

以及

電路結構

方面存在著互相對應的相似性，分別稱為

對偶引數、 元件、對偶量、對偶名詞、對偶聯接方式

和

對偶定律

等等。

01。什麼是對偶原理

如果描述兩種物理現象的方程具有相同數學形式，則他們解的數學形式也是相同的，這就是對偶原理。

根據對偶原理，當某些

電路名詞

和

物理量

的某一理論成立時，結合它們的各對偶元素間的對應理論也一定成立；如果推匯出某一關係式或結論，和它對偶的關係式或結論也一定存在。

在電路中， 電壓源與電流源、短路與開路、串聯與並聯、電阻與電導、電容與電感，都存在對偶關係。

利用對偶性可以啟發和幫助理解和記憶，簡化對客觀事物的認識，加深對

基本概念

、

基本原理、基本分析方法

以及

電路工作特點

的理解。

02。電容與電感對偶性小結

下面我們以

電容

和

電感

的對偶性為例進行分析。 透過對偶性的講解，可以增強資訊量，易於學生接受；同時，還能進一步理解課程內在聯絡， 增強學生興趣；此外，還能幫助學生增強對知識的記憶，促進知識的融會貫通。

小結如下：

在直流穩態電路中，電感相當於短路，電容則相當於開路；

在正弦交流電路中，感抗與頻率成正比，電感通低頻阻高頻， 而容抗則與頻率成反比，電容通高頻阻低頻；

在關聯參考方向下， 電感元件的電壓超前電流 90°，電容元件的

電流

超前電壓90°，

電感元件的無功功率為正值，電感元件

“吸收”

無功功率，電容元件的無功功率為負值，電容元件“

發出”

無功功率。

在換路的瞬間，

電容的電場儲能不能突變

，因此，電

容的兩端電壓不能突變

；與之相對應的，在換路的瞬間，

電感的磁場儲能不能突變，因此，流過電感的電流不能突變。

由上圖可得出：

對於電容元件來講，

電壓

被微分

，電壓

被超前

，電壓

“穿越”0時刻

，

我們可以認為

電壓是電容

的核心量

；

對於電感元件來講，

電流

被微分

，電流

被超前

，電流

“穿越”0時刻

，

我們可以認為

電流是電容

的核心量。

透過這樣的分析和對比，電容和電感的性質是不是清晰了很多！