电路课第六章动态元件.ppt

* 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 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，是一种储存电能的器件。 _ + q q ? U 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。 注意 1. 定义 电容元件 储存电能的两端元件。任何时刻其储存的电荷 q 与其两端的电压 u能用q～u 平面上的一条曲线来描述。 u q 库伏 特性 o 任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。q?u 特性曲线是过原点的直线。 q u o ? 2.线性电容元件 电容器的电容值 电路符号 C ＋ － u F (法拉), 常用?F，pF等表示。 单位 1F=106 ?F 1 ?F =106pF 3. 电容的电压?电流关系（VCR） 电容元件微分形式的VCR u、i 取关联参考方向 C ＋ － u i 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； 表明 C ＋ － u 某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压 u 的变化率，而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是动态元件； 某一时刻的电容电压值与-?到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件。 表明 研究某一初始时刻t0 以后的电容电压，需要知道t0时刻开始作用的电流 i 和t0时刻的电压 u（t0）。 电容元件积分形式的VCR 当电容的 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 ; 注意 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。 4.电容的功率和储能 p 0, 电容吸收功率，电容充电。 p 0, 电容发出功率，电容放电。 功率 电容能在一段时间内吸收外部供给的能量并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，因此电容元件是储能元件，其本身并不消耗能量。 u、 i 取关联参考方向 表明 从t0到 t 电容储能的变化量： 电容的储能 实际电容器的模型 _ q+ q ? i C ＋ － u G C ＋ － u i 电容器 电解电容 耦合电容 云母电容 瓷介电容 高压螺纹穿心电容 电力电容 薄膜电容 贴片电容 高频电容 电容爆炸 6-2 电感元件 i (t) + - u (t) 电感线圈 把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感线圈，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种抵抗电流变化、储存磁场能量的器件。 ? (t)＝N ? (t) 1. 定义 电感元件 任何时刻，其特性可用?～i 平面上的一条曲线来描述。 i ? 韦安 特性 o 任何时刻，电感元件的磁通链?与其电流 i成正比。 ? ~ i 特性为过原点的直线。 2. 线性电感元件 ? i o ? 电感器的自感 电路符号 H (亨利)，常用?H，mH表示。 + - u (t) i L 单位 电感器的自感 1H=103 mH 1H =106 ? H 3.线性电感的电压、电流关系（VCR） u、i 取关联参考方向 电感元件微分形式的VCR + - u (t) i L 电感电压u 的大小取决于i 的变化率, 与 i 的大小无关，电感是动态元件； 当i为常数(直流)时，u =0，电感相当于短路； + - u (t) i L 表明 电感元件积分形式的VCR 表明 某一时刻的电感电流值与-?到该时刻的所有电压值有关，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，需知道t0时刻开始作用的电压 u 和t0时刻的电流 i（t0）。 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)称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 4.电感的功率和储能 功率 u、 i 取关联参考方向 p0，电感吸收功率。 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，其本身不消耗能量。 表明 从t0到 t 电感储能的变化量： 电感的储能 实际电感线圈的模型 L ＋ － u R + － u (t) i L