模拟电子技术基础课件第六章.pptx

模拟电子技术基础课件第六章下 页上 页返 回_注意+ qq?U第1页/共50页6.1 电容元件 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。电容器电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。下 页返 回上 页qu第2页/共50页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。库伏特性o下 页返 回上 页q?ou第3页/共50页2.线性时不变电容元件 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。电容器的电容返 回上 页下 页C+q-q＋－u第4页/共50页 电路符号 单位F (法拉), 常用?F，pF等表示。1F=106 ?F1 ?F =106pF下 页返 回上 页Ci＋－u第5页/共50页3. 电容的电压?电流关系电容元件VCR的微分形式u、i 取关联参考方向返 回上 页下 页表明C+q-q＋－u第6页/共50页某一时刻电容电流 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；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；返 回上 页下 页u0t第7页/共50页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。下 页返 回上 页表明第8页/共50页电容元件VCR的积分形式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。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）。下 页返 回上 页注意第9页/共50页当电容的 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 ;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。 返 回上 页下 页表明第10页/共50页4.电容的功率和储能u、 i 取关联参考方向 功率当电容充电， p 0, 电容吸收功率。当电容放电，p 0, 电容发出功率。 电容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，因此电容元件是储能元件，它本身不消耗能量。下 页返 回上 页第11页/共50页 电容的储能从t0到 t 电容储能的变化量：返 回上 页下 页表明第12页/共50页 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。下 页上 页返 回uS/Vi＋2C0.5F－2t /s01第13页/共50页例求电容电流i、功率P (t)和储能W (t)电源波形解uS (t)的函数表示式为:上 页下 页返 回i/A121t /s-1第14页/共50页0解得电流下 页返 回上 页p/W2t /s012-2第15页/共50页吸收功率发出功率上 页返 回下 页WC/J12t /s01第16页/共50页返 回下 页上 页i/A121t /s-1第17页/共50页若已知电流求电容电压，有0iq+上 页下 页返 回qC_CCi?＋－＋－＋GGu－uu第18页/共50页实际电容器的模型上 页下 页返 回第19页/共50页实际电容器上 页下 页返 回第20页/共50页电力电容上 页下 页返 回第21页/共50页冲击电压发生器下 页上 页返 回i (t)u (t)-+第22页/共50页6.2 电感元件 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、储存磁能的部件。电感线圈? (t)＝N ? (t)下 页返 回上 页?i第23页/共50页1. 定义电感元件储存磁能的两端元件。任何时刻，其特性可用?～i 平面上的一条曲线来描述。o韦安特性下 页上 页返 回??oi第24页/共50页2. 线性时不变电感元件 任何时刻，通过电感元件的电流 i 与其磁链? 成正比。 ? ~ i 特性为过原点的直线。下 页返 回上 页Li+u (t)-第25页/共50页 电路符号电感器的自感 单位H (亨利)，常用?H，mH表示。1H=103 mH1 mH =103 ? H返 回上 页下 页Li+u (t)-第26页/共50页3.线性电感的电压、电流关系u、i 取关联参考方向根据电磁感应定律与楞次定律电感元件VCR的微分关系下 页返 回上 页Li表明-+u (t)第27页/共50页电感电压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；实际电路中电感的电压 u为有限值，则电感电流 i 不能跃变，必定是时间的连续函数.下 页返 回上 页表明第28页/