电路(第五版)第六章储能元件.pptxVIP

第六章 储能元件§6-1 电容元件§ 6-2 电感元件§ 6-3 电容、电感元件的串联与并联第一页，共三十二页。章节要点：掌握电容、电感两储能元件的:1、基本电路特性；2、VCR；3、串、并联等效关系式。第二页，共三十二页。q+q_+ + + ++q?– – – ––q§ 6-1 电容元件 (capacitor)电容器（简称：电容）构成：在外电源作用下，两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电能的部件。第三页，共三十二页。电容器实物图片普通电容电容的基本工作原理：充电，放电电解电容电容的作用：储能、移相、滤波、旁路、耦合、调谐等等。第四页，共三十二页。CC一、电容器电路符号+普通电容电解电容第五页，共三十二页。二、 元件特性线性电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。C 称为电容器的电容电容 C 的单位：F (法) (Farad，法拉)常用?F，nF，pF等表示。1F=106uF=109nF=1012pF第六页，共三十二页。qOu线性电容的q~u 特性（库-伏特性）：C= q/u ?tan??第七页，共三十二页。i++uC––三、线性电容的电压、电流关系（VCR）： [u, i 取关联参考方向]表明： （1）i 的大小取决于 u 的变化率, 与 u 的大小无关， 电容是动态元件；(2) 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容 有隔断直流作用；实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容电压u 必定是时间的连续函数.第八页，共三十二页。 在已知电容电流iC(t)的条件下，其电压uC(t)为 电容元件VCR的积分关系称为电容电压的初始值。 电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件第九页，共三十二页。注意：（1）当 u，i为非关联方向时，电容元件VCR微分和积分表达式前要冠以负号 ;（2）uC(0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 第十页，共三十二页。四、电容的功率和储能u、 i 取关联参考方向1、功率当电容充电， u>0，d u/d t>0，则i>0，q ?， p>0, 电容吸收功率。当电容放电，u>0，d u/d t<0，则i<0，q ?，p<0, 电容发出功率.表明： 电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。第十一页，共三十二页。2、电容的储能 电容的储能只与当时的电压值有关，电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变。从t0到 t 电容储能的变化量：第十二页，共三十二页。五、实际电容器的电路模型第十三页，共三十二页。六、电容器特性总结：（1） i的大小取决与 u 的变化率，与 u 的大小无关； （微分形式）——动态元件 （2）电容元件是一种记忆元件；(积分形式)（3）当 u 为常数(直流)时，du/dt =0 ? i=0。电容在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用；（4） 表达式前的正、负号与u，i 的参考方向有关。 当 u，i为关联方向时，i=Cdu/dt； u，i为非关联方向时，i= –Cdu/dt 。（5）电容元件为储能元件；无源元件。第十四页，共三十二页。§ 6-2 电感元件 (inductor)电感器（简称：电感）构成：把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件第十五页，共三十二页。电感实物图片第十六页，共三十二页。一、 线性电感元件特性 ?（磁通链）??iOLi+u (t)-任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链? 成正比。 ? ~ i 特性是过原点的直线电路符号：L 称为电感器的自感系数，简称电感, L的单位：H (亨) (Henry，亨利)，常用?H，m H表示。第十七页，共三十二页。Li+u (t)-二、线性电感的电压、电流关系电感元件VCR的微分关系根据电磁感应定律与楞次定律u、i 取关联参考方向表明：（1） 电感电压u 的大小取决于i 的变化率, 与i 的大小无关，电感是动态元件；（2） 当i为常数(直流)时，u =0。电感相当于短路；（3）实际电路中电感的电压 u为有限值，则电感电流i 不能跃变，必定是时间的连续函数.第十八页，共三十二页。电感元件VCR的积分关系表明： 电感元件有记忆电压的作用，故称电感为记忆元件注意：（1）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;（2）上式中i(0)称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 第十九页，共三十二页。三、 电感的功率和储能u、 i 取关联参考方向1、 功率（1）当电流增大，i>0，d i/d