电路课件 第五版 原著：邱关源 修订：罗先觉 内蒙古工业大学用 第六章.ppt

第六章 储能元件 重 点 * ※ 电容元件 ※ 电容、电感元件的串联与并联 ※ 电感元件 线性定常电容元件 1、定义：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u 成正比。 电 容 器 + + + + – – – – +q –q 电路符号 C § 6-1 电容元件 (capacitor)— C （1814年） q =C u C 称为电容量 q 称为电荷 通常不以电荷表示变量 隐性电容 2、库伏特性 特点 *线性电容的库伏特性是一条过原点的直线。 *线性电容的C 是一个与电压和电流 无关的常数。 C ? tg ? *线性电容具有双向性。（除电解电容） *线性电容具有记忆性。称动态元件。 3、单位 ? q u 0 法（拉) F (Farad） F= C/V = A?s/V = s/ ? 常用?F，nF，pF等表示。 4、 线性电容的电压、电流关系 C i u + – + – t u C t q i d d d d = ? = 当 u ，i 为关联方向时，取正号。 u ，i 为非关联方向时，取负号。 * 当 u= 常数(直流) 时，du/ dt =0 ? i = 0 开路（稳态） 当 u 突变时, du/ dt ? ? , i ? ? 出现大电流 * i ? du / dt , 与 u 的大小无关；(微分形式) 5、 电容的储能 采用关联参考方向： 当 u 时，du / dt 0 ? i 0 充电 当 u 时， du/ dt 0 ? i 0 放电 由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。 从t0到 t 电容储能的变化量： ) ( 2 1 ) ( 2 1 2 1 d d d 2 2 ) ( ) ( 2 o - - = = = -  -? Cu t Cu Cu ξ ξ u Cu W t u u t C ? ( 2 1 ) ( 2 1 0 2 2 t Cu t Cu W C - = ） 6、实际电容的电路模型为： 标称值为：额定电压 . . C RO + – uc 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 (inductor) i (t) + - u (t) 电感器 把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件 ?（t)＝N ?(t) 1。定义 电感元件 储存磁能的元件。其特性可用?～i 平面上的一条曲线来描述 i ? 韦安 特性 L 的单位：亨（利） H (Henry） 2、韦安特性 ? ? i 0 特点 *线性电感的韦安特性是一条过原点的直线。 *线性电感的 L 是一个与电压和电流 无关的常数。 L ? tg ? *线性电感具有双向性。（互换端子） *线性电感具有记忆性。称动态元件。 3、单位 4、线性电感电压、电流关系： 由电磁感应定律与楞次定律 ? i + – u – + e 当 u ，i 为关联方向时，取正号。 u ，i 为非关联方向时，取负号。 * L i + – u di u = ± L dt i , ? 右螺旋 ? ,u 右螺旋 u , i 关联 * u ? di / dt , 与 i 的大小无关；(微分形式) 当 i = 常数(直流) 时，di / dt =0 ? u = 0 短路（稳态） 当 i 时，di / dt 0 ? u 0 当 i 时， di / dt 0 ? u 0 当 i 突变时, di / dt ? ? , u ? ? 出现高电压 5、 电感的储能 采用关联参考方向： 由此可以看出，电感是无源元件，它本身不消耗能量， 只是储存或释放能量。 从t0 到t 电感储能的变化量： 2 2 ) ( 1 ) ( 1 0 2 2 t Li t Li W L - = ) ( 2 1 ) ( 2 1 2 1 2 2 ) ( ) ( 2 o-  - = = = -?  -? Li t Li Li i Li W t i i t 吸 d ? d? d ? 6、实际线