[电路自学课件]第6章 储能元件.ppt

下 页 上 页 4.电感的功率和储能 功率 u、 i 取关联参考方向 当电流增大，p0, 电感吸收功率。 当电流减小，p0, 电感发出功率。 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。 表明 返 回 从t0到 t 电感储能的变化量： 电感的储能 下 页 上 页 返 回 电感的储能只与当时的电流值有关，电感电流不能跃变，反映了储能不能跃变。 电感储存的能量一定大于或等于零。 下 页 上 页 表明 返 回 * * 第6章 储能元件 首 页 本章重点 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 1. 电容元件的特性 3. 电容、电感的串并联等效 重点： 2. 电感元件的特性 返 回 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，是一种储存电能的部件。 下 页 上 页 _ + q q ? U 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。 注意 返 回 1. 定义 电容元件 储存电能的两端元件。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 特性曲线是过原点的直线。 q u o ? 下 页 上 页 2.线性时不变电容元件 电容器的电容 返 回 电路符号 C ＋ － u +q -q F (法拉), 常用?F，pF等表示。 单位 下 页 上 页 1F=106 ?F 1 ?F =106pF 返 回 3. 电容的电压?电流关系 电容元件VCR的微分形式 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，电容有隔断直流作用； 下 页 上 页 表明 C ＋ － u +q -q 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 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。 下 页 上 页 t u 0 返 回 某一时刻的电容电压值与-?到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件。 表明 下 页 上 页 研究某一初始时刻t0 以后的电容电压，需要知道t0时刻开始作用的电流 i 和t0时刻的电压 u（t0）。 电容元件VCR的积分形式 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 4.电容的功率和储能 当电容充电， p 0, 电容吸收功率。 当电容放电，p 0, 电容发出功率。 功率 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，因此电容元件是储能元件，它本身不消耗能量。 u、 i 取关联参考方向 下 页 上 页 表明 返 回 从t0到 t 电容储能的变化量： 电容的储能 下 页 上 页 返 回 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； 电容储存的能量一定大于或等于零。 下 页 上 页 表明 返 回 例 ＋ － C 0.5F i 求电容电流i、功率P (t)和储能W (t) 2 1 t /s 2 0 uS/V 电源波形 解 uS (t)的函数表示式为: 下 页 上 页 返 回 解得电流 2 1 t /s 1 i/A -1 下 页 上 页 0 返 回 2 1 t /s 2 0 p/W -2 吸收功率 发出功率 下 页 上 页 返 回 2 1 t /s 1 0 WC/J 下 页 上 页 返 回 2 1 t /s 1 i/A -1 若已知电流求电容电压，有 下 页 上 页 0 返 回 下 页 上 页 实际电容器 返 回 下 页 上 页 电力电容 返 回 下 页 上 页 冲击电压发生器 返 回 6.2 电感元件 i (t) + - u (t) 电感线圈 把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁能的部件。 ? (t)＝N ? (t) 下 页 上 页 返 回 1. 定义 电感元件 储存磁能的两端元件。任何时刻，其特性可用?～i 平面上的一条曲线来描述。 i ? 下 页 上 页 韦安 特性 o 返 回 任何时刻，通过电感元件的电流 i