电容电感电压电流关系.ppt

计算得到图7－27电路中电容电压的频域表达式为 将频域表达式中的s作为微分算子进行数学运算可以得到以下微分方程 用相似的方法得到图7－27电路中电感电流的微分方程为 用不同电压电流作为变量列出的微分方程系数完全相同。 三、电路实验设计 1．用双踪示波器观测电容器的电压和电流波形 示波器是一种观测电压波形的仪器，由于线性电阻电压和电流的波形相同，可以用观测电阻电压的方法来间接观测电流的波形。 7－28 例如为了观测电容器的电压和电流波形，可以用一个阻值很小的电阻器与电容器串联，如图7－28所示。用双踪示波器观测电路的总电压u1和电阻器电压uR，当电阻器阻值很小时，总电压u1(t)与电容电压uC(t)波形基本相同。请观看教材光盘中的“电容的电压电流波形”实验录像。 在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。 2 用双踪示波器观测电感器的电压和电流波形 与观测电容电压和电流波形的方法相似，也可以用一个阻值很小的电阻器与电感器串联的方法来观测电感的电压和电流。在图7－29所示实验电路中，采用运算放大器构成的电压跟随器来降低信号发生器的输出电阻，使它接近一个理想的电压源。请观看教材光盘中的“ 电感的电压电流波形”实验录像。 图7－29 在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。 ? 名 称 时间 ? 名 称 时间 ? 1 电容的电压电流波形 4:16 2 电感的电压电流波形 2:41 3 回转器变电容为电感 2:42 ? ? ? 根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。 摘 要 1．线性时不变电容元件的特性曲线是通过uq平面坐标原点的一条直线，该直线方程为 电容的电压电流关系由以下微分或积分方程描述 由上式可见，电容电压随时间变化时才有电容电流。若电容电压不随时间变化，则电容电流等于零，电容相当于开路。因此电容是一种动态元件。它是一种有记忆的元件，又是一种储能元件。电容的储能为 电容的储能取决于电容的电压，与电容电流值无关。 2．线性时不变电感元件的特性曲线是通过iψ平面坐标原点的一条直线，该直线方程为 电感的电压电流关系由以下微分或积分方程描述 由上式可见，电感电流随时间变化时才有电感电压。若电感电流不随时间变化，则电感电压等于零，电感相当于短路。因此电感是一种动态元件。它是一种有记忆的元件，又是一种储能元件。电感的储能为 电感的储能取决于电感的电流，与电感电压值无关。 3．电容和电感的一个重要性质是连续性，其内容是 若电容电流iC(t)在闭区间[t1,t2]内有界，则电容电压uC(t)在开区间(t1,t2) 内是连续的。例如电容电流iC(t)在闭区间[0-,0+]内有界，则有 若电感电压uL(t)在闭区间[t1,t2]内有界，则电感电流iL(t)在开区间(t1,t2)内是连续的。例如电感电压uL(t)在闭区间[0－,0＋]内有界，则有 利用电容电压和电感电流的连续性，可以确定电路中开关转换 (称为换路) 时，电容电压和电感电流的初始值。初始值是在下一章求解微分方程时必须知道的数据。 4．二端电阻，二端电容和二端电感是三种最基本的电路元件。它们是用两个电路变量之间的关系来定义的。也就是说：电压和电流间存在确定关系的元件是电阻元件；电荷和电压间存在确定关系的元件是电容元件；磁链和电流间存在确定关系的元件是电感元件。这些关系从图7－30可以清楚看到。在四个基本变量间定义的另外两个关系是 5．含动态元件的电路称为动态电路。根据KCL，KVL和元件VCR方程可以列出动态电路的微分方程。由一阶微分方程描述的电路，称为一阶电路。由二阶微分方程描述的电路，称为二阶电路。由n阶微分方程描述的电路，称为n阶电路。 图7－30 郁金香 * 在幻灯片没有放映时，请用鼠标双击图片放映录像，用鼠标单击图片暂停放映录像，再用鼠标单击图片则继续放映录像。 在幻灯片正在放映时，请用鼠标单击图片放映录像，用鼠标单击图片暂停放映录像，再用鼠标单击图片则继续放映录像。 * 在幻灯片没有放映时，请用鼠标双击图片放映录像