《电路》电子课件教案邱关源版 第6章 储能元件.ppt

电容器的工作原理 应用 电容电感的三个特性使其在电子电路中非常有用 积分器 例：v1=10cos2tmV,v2=0.5tmV,求运放的输出电压vo。电容器的初始电压为零。 微分器 例：求图示电路输出电压的波形，t=0时vo=0。 模拟计算机电路 例：设计一个模拟计算机电路求解下列微分方程，初始条件v0(0)=-4，v0’(0)=1. （4）尝试问题的求解。电阻器与电容器的取值有无穷多种可能，其极值可能会得到不正确的输出，例如电阻过小会使电路过载，电阻过大又可能使运放进入饱和区 将一个1V的电池与一个开关连在电容器的两端，便可以实现初始条件v0’(0)=1. 电感元件VCR的积分关系 下 页 上 页 表明 某一时刻的电感电流值与-?到该时刻的所有电流值有关，即电感元件有记忆电压的作用，电感元件也是记忆元件。 研究某一初始时刻t0 以后的电感电流，不需要了解t0以前的电流，只需知道t0时刻开始作用的电压 u 和t0时刻的电流 i（t0）。 返 回 下 页 上 页 注意 当电感的 u，i 为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ; 上式中 i(t0)称为电感电压的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 返 回 下 页 上 页 4.电感的功率和储能 功率 u、 i 取关联参考方向 当电流增大，p0, 电感吸收功率。 当电流减小，p0, 电感发出功率。 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。 表明 返 回 从t0到 t 电感储能的变化量： 电感的储能 下 页 上 页 返 回 电感的储能只与当时的电流值有关，电感电流不能跃变，反映了储能不能跃变。 电感储存的能量一定大于或等于零。 下 页 上 页 表明 返 回 实际电感线圈的模型 下 页 上 页 L ＋ － u G + － u (t) i L ＋ L － u G C 返 回 下 页 上 页 贴片型功率电感 贴片电感 返 回 下 页 上 页 贴片型空心线圈 可调式电感 环形线圈 立式功率型电感 返 回 下 页 上 页 电抗器 返 回 下 页 上 页 6.3 电容、电感元件的串联与并联 1.电容的串联 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 等效电容 返 回 下 页 上 页 i u + - C 等效 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 返 回 下 页 上 页 i u + - C u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 串联电容的分压 返 回 下 页 上 页 i2 i1 u + - C1 C2 i i u + - C 等效 2.电容的并联 等效电容 返 回 下 页 上 页 i2 i1 u + - C1 C2 i i u + - C 并联电容的分流 返 回 3. 电感的串联 下 页 上 页 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - L 等效 等效电感 返 回 下 页 上 页 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - L 等效 串联电感的分压 返 回 下 页 上 页 u + - L1 L2 i2 i1 i u + - L 等效 4.电感的并联 等效电感 返 回 下 页 上 页 u + - L1 L2 i2 i1 i u + - L 等效 并联电感的分流 返 回 下 页 上 页 注意 以上虽然是关于两个电容或两个电感的串联和并联等效，但其结论可以推广到 n 个电容或 n 个电感的串联和并联等效。 返 回 1.存储能量的能力，可作为临时电压源或电流源 2.电容器阻止电压的突变、电感器阻止电流的突变。因此电感可以遏制火花或电弧，并且可将脉动直流电压转换为相对平滑的直流电压。 3.电容器和电感器对频率是敏感的，所以可用于频率鉴别场合。 解： （1）明确问题，问题的定义与所期望的解已经非常清楚。 （2）表述对问题的理解。构建所要求解的模拟计算机电路，需要用到积分，加法以及反相器电路等。 （3）确定可选解。选取正确的电阻值、电容值实现要表示的微分方程，该电路的输出即为答案。 * * 第6章 储能元件 首 页 本章重点 电容元件 6.1 电感元件 6.2 电容、电感元件的串联与并联 6.3 1. 电容元件的特性 3. 电容、电感的串并联等效 重点： 2. 电感元件的特性 返 回 6.1 电容元件 电容器 在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。 下 页 上 页 _ + q q ? U 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。 注意