电路分析路基础电感元件.ppt

§5-2 电感元件 1.电感元件的基本性质和VCR 1.电感元件的基本性质和VCR 1.电感元件的基本性质和VCR 1.电感元件的基本性质和VCR 电感动态特性的体现 结论：某一时刻的电感电流不仅与该时刻的电压有关，而且还与此时刻以前的所有电压值有关。电感电流具有“记忆” 性质，电感元件是一种记忆元件。 （1）在电感电压为有界值的情况下，电感电流不能跃变——电感电流的连续性。 2.电感的串并联 2.2 电感的并联 2. 电感的串并联 §5-3 忆阻元件 §5-4 换路定则及初始值的确定 X 第 * 页 北京邮电大学电子工程学院 退出 开始 * X 内容提要 电感元件的基本性质和VCR 电感元件的串并联 电感元件(inductor) 是电感器的理想化模型。 X 演示 电感元件是一种磁链与电流相约束的电感器的理想化模型，具有存储磁通从而在电感器中建立磁场的作用。 1.1 定义：如果在任一时刻t，一个二端元件的电流i(t)与其磁链?(t)之间的关系可以用i-?平面上的一条曲线确定，则称此二端元件为电感元件。 1.2 符号 X 1.3 线性非时变电感元件：电感元件的特性曲线是i-?平面上的一条过原点的直线，且不随时间而变化。 1.4 电感(inductance):L 单位：亨利（H）?W,A 毫亨(mH)，微亨( ) X 或： 关联参考方向下 结论：某一时刻，电感的电压取决于该时刻电感电流的变化率。电感元件是一种动态元件。 非关联参考方向： X 1.5 电感元件的VCR 电感在直流电路中相当于短路 X 1.电感元件的基本性质和VCR 任选初始时刻t0 X 1.电感元件的基本性质和VCR 初始电流 X 1.电感元件的基本性质和VCR ?-----------? ?--------------------? （2）某时刻电感的储能只与该时刻的电流有关，电感的储能总为正。电感是无源元件。 t1~t2期间电感储存或释放的能量： 例题1 已知流过3H电感元件的电流为 , 如果电压与电流为关联参考方向，试求电感两端的 电压 及 和 时电感的储能。 解： 时， 时， 返回 X 2.1 电感的串联（设电感初始电流为0） 根据KVL： ? 等效电路 X 其中： 为等效电感，是各串联电感的总和。 根据KCL： 2. 电感的串并联 X ? 其中： 为等效电路电感的初始电流，是各并联电感初始电流的代数和。 Lp 为等效电路的等效电感，其倒数为各并联电感倒数之和。 X 试求如图所示电路端口ab的等效电感。 例题2 解： X 将如图所示电路化为最简形式。 例题3 等效电容： 等效电感： 解： 返回 X 三种无源元件——电阻R、电容C和电感L与电路的基本变量之间的联系。 电路基本变量之间的关系结构图 忆阻元件 1971年加州大学伯克利分校的华裔科学家蔡少棠提出 在 和q之间存在类似R、L、C的第四类基本电路元件 ——忆阻器。 忆阻器的定义如下： 将M 称为忆阻，M是q的函数。 符号 忆阻元件 忆阻器的一些基本特性：是耗能元件；具有记忆性； 只有非线性忆阻器才有实际意义；只在交变状态才 能正常工作。 2008年5月1日，来自惠普实验室的四位科学家在 Nature杂志上发表了题为“The missing memristor found”的文章，宣布研制出了纳米尺度的忆阻元件。 惠普实验室发现的忆阻器可以在纳米尺度上实现开关，这将极大地缩小存储器的体积，因此，对数字 计算机的发展可能具有深远意义。 忆阻元件 X 内容提要 基本概念 换路定则 初始值的确定 X 换路(circuit changing)：由于某种原因(例如电源或某部分电路的接通或断开、电路元件参数的改变等)使电路的工作状态发生变化，使其由一种工作状态变化到另外一种工作状态，将这种工作状态的改变称为换路。 过渡过程(transition)：换路过程中电路的电量随时间变化的过程称为过渡过程或瞬态(transient)。 电路的瞬态分析：对电路过渡过程的分析。 初始值(initial value)：电量在换路后瞬间的值。 换路时刻： 换路前时刻： 换路后时刻： 1.基本概念 返回 换路定则(circuit changing rule)：在电容电流和电感电压为有界值的情况下，电容电压不能跃变，电感电流不能跃变。 2.换路定则 X 返回 （1）由 时刻的等效电路计算 和 。 （2）根据换路定则确定 、 。 （3）由 时刻的等效电路计算其他各电量的初始值。 电容用电压值等于 的电压源代替； 独立源则取其在 时的值。 电感