第五章电容元件和电感元件.ppt

第五章 电容元件和电感元件 5-1 电容元件 5-2 电容的VCR 5-3 电容电压的连续性质和记忆性质 5-4 电容的储能 5-5 电感元件 5-6 电感的VCR 5-7 电感和电容的对偶性 状态变量 本章内容概述 1. 动态元件：电容、电感元件。 含有一个独立的动态元件的电路称为一阶电路； 含有两个独立的动态元件的电路称为二阶电路。 2. 动态电路是“有记忆”的电路：响应不仅与现 在的激励有关，还与过去的响应有关。 3. KCL、KVL仍是分析电路的基本依据。 4. 以下三章讨论动态电路的时域响应，本章介绍 动态元件的VCR、等效电路、状态等概念。 5. 状态变量：电容电压uC 、电感电流iL 。 * §5-1 电容元件 一.电容元件 1.电容器：能聚集电荷，贮存电能的器件 2.电容元件：理想电容器，是实际电容器的理想化模型。 只贮存电场能量，无损耗。 3.实际电容其：其介质不能完全绝缘，有一定程度的漏电。 等效电路为：C与R并联 4.特性曲线：在任一时刻，电容贮存的电荷q和其端电压u的关系在q-u平面上的一条曲线所决定。电容是电荷和电压相约束的元件。 4.线性非时变电容:?其特性曲线是过原点的直线，且不随时间而改变。 二.电容元件的伏安关系 1.微分关系 (1) . i(t)与电容电压的变化率成正比，而与电容两端电压值无关。 (2) . i(t)为有限值，则du/dt为有限值，就是说电容电压u(t)不能跃变。 ? ? 2.积分关系 电容上电压取决于从 ???到t所有时刻的电流值。电容电压有“记忆”电流的作用，电容是“记忆”元件，又称惯性元件. ? ? ?三.电容的功率与贮能 1.电容的功率 P(t)=u(t)i(t) ????关联参考方向 P0 吸收功率；P0 放出功率 2.电容的贮能 ? ? （1）电容贮能与当时的电压值有关，而与电流无关。 （2）电容电压不能跃变实质上是贮能不能跃变的反映。? ? ? 例1 求电容电流ic、功率pc和贮能wc 解： ? ? ? ? 例2 求电容电压uc(t),并绘波形图。 ? ? §6-5—§6-8 电感元件 一.电感元件 1.电感器：贮存磁场能量的器件。 2.电感元件：理想电感器，只贮存磁场能量，无损耗。 3.特性曲线：在任一时刻，流过的电流i与磁链之间的关系由平面上的一条曲线决定。 4.线性非时变电感： 其特性曲线是过原点的直线，且不随时间变化。 ? ? 二.电感的伏安关系 1.微分关系 （2）电感电压u(t)为有限值，则di/dt为有限值，也就是说电感电流不能跃变。 (1)电感电压u(t)与电感电流i(t)的变化率成正比，与电流值无关。 2.积分关系 电感元件也是一种“记忆”元件，电感电流有记忆电压的作用。 ? ? 电感元件也是一种“记忆”元件，电感电流有记忆电压的作用。 ? ? 三.电感的功率与贮能 1.电感的功率 P(t)=u(t)i(t) 关联参考方向 P0 吸收功率；P0 放出功率 2.电感的贮能 电感贮能与电流平方成正比，而与电压无关，电感电流不能跃变实质上是能量不能跃变的反映。 四.电路的状态 电容元件和电感元件都是贮能元件，在分析动态电路时除了给出电路的结构、参数和激励还要给出初始时刻的贮能状况，否则就求不出解答。 开关闭合后，电路中是否有电流取决于电容的贮能。 ? ? *