电路分析基础储能元件.ppt

下 页 上 页 6.3 电容、电感元件的串联与并联 1.电容的串联 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 返 回 下 页 上 页 i u + - Ceq 等效 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 返 回 下 页 上 页 i2 i1 u + - C1 C2 i i u + - Ceq 等效 2.电容的并联 返 回 前提条件 等效电容 下 页 上 页 i2 i1 u + - C1 C2 i i u + - Ceq 等效 等效电容 返 回 前提条件 3. 电感的串联 下 页 上 页 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - Leq 等效 等效电感 返 回 前提条件 下 页 上 页 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - Leq 等效 等效电感 返 回 前提条件 下 页 上 页 u + - L1 L2 i2 i1 i u + - Leq 等效 4.电感的并联 等效电感 返 回 第6章 储能元件 首 页 电容元件 6.1 电感元件 6.2 电容、电感元件的串联与并联 6.3 本章内容 重点： 1. 电容元件的特性； 3. 电容、电感的串并联等效参数。 2. 电感元件的特性； 返 回 第6章 储能元件 前五章介绍的电路分析技术（或方法）也可以应用于包含电感和电容的电路。 必须先掌握电感和电容的VCR，然后再用KCL和KVL来描述与其它基本元件之间的互连关系。 第6章 储能元件 ★ ★ 只要电导体用电解质或绝缘材料(如云母、绝缘纸、陶瓷、空气等)隔开就构成一个电容器。 独石电容器 金属化聚丙烯薄膜电容器 高压瓷片电容 6.1 电容元件 ★ 电路分析基础储能元件 法拉电容0.1-1000F 铝制电解电容 高频感应加热机振荡电容 电路分析基础储能元件 6.1 电容元件 电容器 在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，所以电容是储能元件（而非耗能元件）。 下 页 上 页 _ + q q ? U 返 回 1. 定义 电容元件 储存电能的二端元件。任何时刻其储存的电荷 q 与其两端的电压 u 能用q～u 平面上的一条曲线来描述。 u q 下 页 上 页 库伏 特性 o 返 回 任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。q?u 特性是通过坐标原点的直线。 q u o ? 下 页 上 页 2.线性电容元件 电容器的电容 返 回 电路符号 C ＋ － u F (法拉), 常用?F，pF等表示。 单位 下 页 上 页 1F=106 ?F 1 ?F =106pF 返 回 i 3. 电容的电压?电流关系 电容元件的VCR 下 页 上 页 u、i 取 关联参考方向 C ＋ － u i 返 回 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容有隔直通交的作用。 下 页 上 页 表明 某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压 u 的变化率，而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是动态元件。 返 回 C ＋ － u i 实际电路中电容的电流 i 为有限值，则电容两端的电压 u 不能跃变，必定是时间的连续函数。 ④某一时刻的电容电压值与t0 到该时刻的所有电流值有关，还与u(t0)值有关，即电容元件是“有记忆”的元件。 表明 下 页 上 页 ⑤与之相比，电阻元件某一瞬时电压仅与该时刻的电流有关，即是无记忆元件。 电容元件的VCR 返 回 当电容的 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 ; 下 页 上 页 注意 上式中u(t0)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。 返 回 当u、i 为关联参考方向时，线性电容元件吸收的功率为： 下 页 上 页 从-∞到任意时刻t 吸收的电场能量为： 返 回 4. 功率/电场能量 p = ui = Cu du dt Wc= ∫ -∞ t C u(x) du(x) dt dt = C ∫ u(-∞) u(t) u(x) du(x) = 2 1 Cu2(x) u(t) u(-∞) Wc = 2 1 Cu2(t) - 2 1 Cu2(-∞) Wc(t) = 2 1 Cu2(t) 电路分析基础储能元件 若在t =-∞时，电容处于未充电状态，即 u(-∞)=0，则在t =-∞时的电场能量为0。 则电容元件在任何时刻 t 所储存的电场能量将等于它所吸收的能量： 从t1～t2时间，电容元件吸收的能量为： Wc= 2 1 Cu2(t2) - 2 1 Cu2(t1) = Wc (t2) -Wc (t1) 电路分析基础储能元件 充电时，|u(t2)|＞|u(t