第五章_电容元件与电感元件概要.ppt

第三章 电阻电路的等效变换 第一篇：总论和电阻电路的分析（第1－4章）约18学时。 第二篇：动态电路的时域分析（第5－7章）约12学时。 第三篇：动态电路的相量分析法和s域分析法（第8－12章）约26学时 包含至少一个动态元件（电容或电感）的电路称为动态电路。 第二篇：动态电路的时域分析 第五章 电容元件与电感元件 第六章 一阶电路 第七章 二阶电路 第五章 电容元件与电感元件 §5-1 电容元件 §5-2 电容元件的伏安关系 §5-3 电容电压的连续性质和记忆性质 §5-4 电容元件的储能 §5-5 电感元件 §5-6 电感元件的VAR §5-7 电容与电感的对偶性 状态变量 小结：电容元件的特点动态特性：电压有变化，才有电流。 小结：电感元件的特点 例：已知电感两端电压波形如图所示，i(0)=0， 求电感的电流及功率。 方法1：分段积分求表达式 。 方法2：求面积法 。 求出特殊时间点上的电流值，再绘制其波形图。 2、电感元件的定义： 在ψ-i平面中能用一条曲线（称韦安特性曲线）来描述的二端元件称为电感元件。 当曲线为过原点的直线时,称为线性电感元件。 定义式： ψ(t)＝Li(t) L为正值常数。单位：享利（H），1H＝103 mH 贴片型功率电感 贴片电感 贴片型空心线圈 可调式电感 环形线圈 立式功率型电感 电抗器 §6-6 电感元件的VCR （1） (非关联时 ) （2） iL(t0) （一般取 t0 ＝0） 称为电感电流的初始值，体现了t0时 刻以前电压对电流的贡献。 描述一个电感元件必须有两个值：L值和 iL(t0)值。 2、电感电流的连续性（又称电感的惯性）：若电容电压有界，则电感电流不跃变。 注意：a、电感电压有可能发生跃变。 b、若电感电流在t0时刻发生了跃变， 则t0时刻电感电压为无穷大。 §6-7 电感元件的性质 1、电感的动态特性：电流有变化时，才有电压。 具有通直流、阻交流作用，在直流稳态电路中，电感可视作短路。 3、电感的记忆性质：电感电流对电压有记忆作用。 §6-8 电感元件的贮能 在t1-- t2时间内，电感贮存的能量为： 电感在任一时间t时的贮能为： 实际电感器： R L R L C 高频时，模型中加入C元件 实际电容器比较容易做的理想，即损耗可以近似认为零。而实际电感器很难做的理想，损耗大，一般不可忽略不计。 在直流稳态电路中，电感可视作短路。 *动态特性：电流有变化，才有电压。 *电感可储能，不耗能，是无源元件。其储能公式为 *电感电流具有记忆性和连续性。 电感、电容的串、并联 1. 电感串联 根据电感元件VAR的微分形式， 有 推广： 分压公式： 2. 电感并联：如图(a)所示，电感L1和L2的两端为同一电压u。根据电感元件VAR的积分形式有 由KCL，得端口电流 式中 即： 分流公式： 推广： 3. 电容串联 或写为 推广： 4. 电容并联 解： 由于 用求面积法，易于求得： * 主要内容contents 若元件的伏安关系涉及对电流、电压的微分 或积分，则称这种元件为动态元件（dynamic element）如电容、电感。 含有一个独立的动态元件的电路为一阶电路。（电路方程为一阶常系数微分方程） 含有二个独立的动态元件的电路为二阶电路。（电路方程为二阶常系数微分方程） 含有三个及以上独立的动态元件的电路为高阶电路。（电路方程为高阶常系数微分方程） 动态电路（只讨论线性非时变动态电路） §5－1 电容元件(capacitor) 1、电容器的构成：两块金属板用绝缘介质隔开就构成了一个实际电容器。 2、 电容元件定义： （是电容器的理想化模型） 能够在q－u平面内用一条曲线（称为库伏特性曲线）来描述的二端元件称为电容元件，即电荷q和电压u存在着代数关系。若该曲线是过原点的直线，则称为线性电容元件，否则就称为非线性电容元件。 ＋ ＋ － － q u 通电 有等量异性电荷 电压 电场 断电后电荷仍保留，因此贮存电场能量。 3、定义式 注：电容元件简称为电容，其符号C既表示元件的参数，也表示电容元件。 4、符号及单位 C ＋ － uc(t) ic(t) 单位：法拉（F），1F=106?F=1012