电路c6储能元件.pptx

电路分析基础 李志坚 第六章 2014.03 本科教案 Leemu1001@126.com 6.1 电容元件 6.2电感元件 6.3 储能元件的串并联 6/23/2018 12:23 AM 2 电容元件和电阻元件 1. 电容元件的特性 3. 电容、电感的串并联等效 2. 电感元件的特性 重点： 内容提要 6/23/2018 12:23 AM 3 电容元件和电阻元件 6.1.1 电容器 电导体用电介质或绝缘材料隔开就构成一个电容器，在外电源的作用下。电容器的两极板上分别带上等量异号电荷,撤去电源,板上电荷仍可长久地集聚下去,是一种储存电能的部件. 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 4 电容元件和电阻元件 按照不同的分类标准，电容器可以分成不同类别，如常见的陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等是按照电介质类型分类，而可变电容和固定电容式按照电容器电容值的变化与否分类。此外，还有线性电容和非线性电容之分。 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 5 电容元件和电阻元件 6.1.2 电容和电容元件 电容(Capacitance)是表征电容器容纳电荷本领的物理量，指的是在单位电位差下的电荷储藏量，记为C，国际单位是法拉(F)。电容器电容的大小由电容器的物理特性决定 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 6 电容元件和电阻元件 电容元件是表示产生电场，储存电场能量的元件，是一种理想的电路模型。其特性可以用可用u～q平面上的一条曲线来描述 库伏 特性 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 7 电容元件和电阻元件 若任何时刻,电容元件极板上的电荷q与电流u成正比，亦即q ~ u 特性是过原点的直线，则称这种电容元件为线性定常电容元件 电路符号为： 单位： C称为电容器的电容, 单位为法拉(F), 常用F，pF等表示 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 8 电容元件和电阻元件 6.1.3 电容元件的伏安特性 两边对时间取微分，有： 注意，这里电容两端的电压和流过电容的电流取关联参考方向。伏安特性满足上式的电容元件称为线性电容元件。 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 9 电容元件和电阻元件 i 的大小取决于u的变化率, 与u的大小无关，电容是动态元件；  当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容 有隔断直流作用； 实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容电压u 必定是时间的连续函数. 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 10 电容元件和电阻元件 电容元件有记忆电流作用，故称电容为记忆元件 注： （1）当 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 ；  （2）上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 11 电容元件和电阻元件 6.1.4 电容元件的功率与储能 取关联参考方向，充电时，q，u0，du/dt0，则i0，p0，电容吸收功率。  取关联参考方向，放电时，u0，q，du/dt0，则i0，p0，电容释放功率。  电容元件能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 12 电容元件和电阻元件 从t0到 t 电容储能变化量： 电容的储能只与当时的电压值有关，电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变； 电容储存的能量一定大于或等于零。 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 13 电容元件和电阻元件 【例6-1】：已知如图，求电流i、功率p(t)和储能w(t)。 解：uS(t)的函数表示式为 6.1 电容元件 6/23/2018 12:23 AM 14 电容元件和电阻元件 6.2.1 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 6.2 电感元件 6/23/2018 12:23 AM 15 电容元件和电阻元件 6.2 电感元件 6/23/2018 12:23 AM 16 电容元件和电阻元件 6.2.2 电感和电感元件 电感(Inductance)是表征电感器对流经其间电流的变化的抑制作用的物理量，电感器电感的大小由电感器的物理特性决定 6.2 电感元件 6/23/2018 12:23 AM 17 电容元件和电阻元件 电感元件是表示