第三章电容元件与电感元件ppt课件

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第三章电容元件和电感元件第三章电容元件和电感元件 3.1 电容元件电容元件3.2 电感元件电感元件3.3 三种元件伏安特性的相量形式三种元件伏安特性的相量形式第三章电容元件和电感元件 3.1 电容元件1我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物引言引言动态电路分析与电阻电路分析的比较动态电路分析与电阻电路分析的比较 电阻电路电阻电路 动态电路动态电路 组成组成 独立源独立源,受控源受控源,电阻电阻 电感电感,电容电容,电阻电阻,独立独立源源 特性特性 电压、电流、电压、电流、耗能耗能 电压、电流随时间电压、电流随时间 的变化的规律的变化的规律引言动态电路分析与电阻电路分析的比较 电阻电路 2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电路中有三个重要和基本的无源电路元电路中有三个重要和基本的无源电路元件，前面已讲述了电阻元件。这节讲述另外件，前面已讲述了电阻元件。这节讲述另外两种电路元件：两种电路元件：电容电容（用字母（用字母C C表示）表示）和和电电感感（用字母（用字母L L表示）表示）。电容和电感元件能够把从电源吸收的电容和电感元件能够把从电源吸收的能量储存起来，并能够释放所储存的能量倒能量储存起来，并能够释放所储存的能量倒电路中去。电路中去。电路中有三个重要和基3我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电容元件种类很多，但基电容元件种类很多，但基本结构都是类似的，都是由本结构都是类似的，都是由两个可导电的金属板间隔着两个可导电的金属板间隔着不导电的绝缘材料（介质）不导电的绝缘材料（介质）而构成。结构示意图如图而构成。结构示意图如图3-1所示所示 介质可以是绝缘纸、真介质可以是绝缘纸、真空、玻璃、陶瓷、云母、聚空、玻璃、陶瓷、云母、聚苯乙烯等绝缘材料。苯乙烯等绝缘材料。3.1 电容元件电容元件 介质（绝缘材料）金属板图3-1 因此，因此，电容元件是一种能聚集电荷，贮存电电容元件是一种能聚集电荷，贮存电能的二端元件。能的二端元件。电容元件种类很多，但基4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1 电容元件电容元件3.1.1 3.1.1 电容的符号电容的符号 符号如图符号如图3-3-23-3-2所示。所示。图3-3-2 固定电容固定电容固定极性电容固定极性电容可变电容可变电容3.1 电容元件3.1.1 电容的符号图3-3-2 5我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1.2 电容的单位电容的单位 电荷量与端电压的比值叫做电容元件的电电荷量与端电压的比值叫做电容元件的电容，理想电容器的电容为一常数。容，理想电容器的电容为一常数。电容的单位为法拉，简称法，符号为电容的单位为法拉，简称法，符号为F。常。常用单位有：微法用单位有：微法(F)，皮法，皮法(pF)。3.1 电容元件电容元件3.1.2 电容的单位 电容的单位为法拉，简6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1.3电容元件的伏安特性电容元件的伏安特性 电容是储存电荷的元件，当电容电压电容是储存电荷的元件，当电容电压u随时随时间间 发生变化发生变化 时，储存在电容元件极板上的电荷时，储存在电容元件极板上的电荷随之变化，出现充电或放电现象，连接电容的导随之变化，出现充电或放电现象，连接电容的导线中就有电流流过。这个电流即为电容电流。线中就有电流流过。这个电流即为电容电流。3.1 电容元件电容元件3.1.3电容元件的伏安特性3.1 电容元件7我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 图图3-3-4给出了电容元件的电压给出了电容元件的电压电流参考方向，则其电压与电流的关电流参考方向，则其电压与电流的关系即（电容元件的伏安特性）有系即（电容元件的伏安特性）有:电容的伏安特性说明：任一瞬间，电容电流的电容的伏安特性说明：任一瞬间，电容电流的大小与该瞬间电压大小与该瞬间电压变化率成正比变化率成正比，而与这一瞬间电而与这一瞬间电压压大小无关大小无关。电容元件对直流相当于开路。电容元件对直流相当于开路。图3-3-43.1 电容元件电容元件 图3-3-4给出了电容元件的电压电流参考方向8我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1.4 3.1.4 电容元件的电场能电容元件的电场能 1 1）电容元件的功率）电容元件的功率 p p0，表明电容元件在储存能量，表明电容元件在储存能量，p p0，表明电，表明电容元件在释放能量。（电压与电流的方向是否关联）容元件在释放能量。（电压与电流的方向是否关联）3.1 电容元件电容元件3.1.4 电容元件的电场能 p0，表明电容元件在9我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2）电容元件的电场能量）电容元件的电场能量 电容元件从电容元件从u u(0)=0(0)=0(电场能为零电场能为零)增大到增大到u u(t)(t)时，时，总共吸收的能量，即总共吸收的能量，即t t时刻电容的电场能量。时刻电容的电场能量。当电容电压由当电容电压由u u减小到零时，释放的电场能量减小到零时，释放的电场能量也按上式计算。也按上式计算。动态电路中，电容和外电路进行着电场能量动态电路中，电容和外电路进行着电场能量和其它能量的相互转换，本身不消耗能量。和其它能量的相互转换，本身不消耗能量。3.1 电容元件电容元件2）电容元件的电场能量 电容元件从u(0)=0(电场10我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.1.5 3.1.5 电容的并联电容的并联 如图如图3-3-53-3-5所示所示对对于线性电容元件有：于线性电容元件有：则：当电容器的耐压值符合要求，但容量不够时，当电容器的耐压值符合要求，但容量不够时，可将几个电容并联。可将几个电容并联。图图3-3-53.1 电容元件电容元件3.1.5 电容的并联则：当电容器的耐11我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3.1.6 3.1.6 电容的串联电容的串联 如图如图3-3-63-3-6所示对所示对于线性电容元件有于线性电容元件有 则：则：电容串联的等效电容的倒数等于各电容倒数电容串联的等效电容的倒数等于各电容倒数之和。之和。电容的串联使总电容值减少。电容的串联使总电容值减少。图图 3-3-63.1 电容元件电容元件 3.1.6 电容的串联则：电容串联的12我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电感元件在电子工业和电力系电感元件在电子工业和电力系统中应用很多，可用于发电机、变统中应用很多，可用于发电机、变压器、收音机、电视、雷达、电动压器、收音机、电视、雷达、电动机、继电器等。机、继电器等。将一根导线按照一定的形状绕将一根导线按照一定的形状绕制成线圈则为一简单的电感元件。制成线圈则为一简单的电感元件。如图如图3-3-7所示。所示。3.2 3.2 电感元件电感元件图3-3-7 电感元件在电子工业和电力系统中应用很多13我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3.2.1 3.2.1 电感元件符号电感元件符号 电感元件是实际电感线圈的理想化模型。其电感元件是实际电感线圈的理想化模型。其符号如图符号如图3-3-83-3-8所示。所示。图图3-3-8 空心线圈空心线圈铁心线圈铁心线圈可变铁心线圈可变铁心线圈3.2 3.2 电感元件电感元件 3.2.1 电感元件符号图3-3-8 空心线圈铁心线14我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 磁链与产生它的电流的比值叫做电感元件的电磁链与产生它的电流的比值叫做电感元件的电感或自感用字母感或自感用字母L表示。表示。电感的单位为亨电感的单位为亨(利利)，符号为，符号为H，常用的单位有，常用的单位有毫亨毫亨(mH)、微亨、微亨(H)。电感元件的电感为一常数，磁链电感元件的电感为一常数，磁链总是与产生它总是与产生它的电流的电流i成线性关系，即成线性关系，即3.2 3.2 电感元件电感元件3.2.23.2.2电感元件单位电感元件单位 当电流通过线圈时，线圈处在该电流产生的磁场当电流通过线圈时，线圈处在该电流产生的磁场当中，每匝线圈都有磁通当中，每匝线圈都有磁通穿过。若线圈有穿过。若线圈有N匝，则与匝，则与线圈交链的总磁通即为线圈交链的总磁通即为N称做磁链称做磁链，即，即=N 磁链与产生它的电流的比值叫做电感元件的电感或自15我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 根据电磁感应定律，感应电压等于磁链的变化根据电磁感应定律，感应电压等于磁链的变化率。当电压的参考极性与磁通的参考方向符合右手率。当电压的参考极性与磁通的参考方向符合右手螺旋定则时，可得螺旋定则时，可得则：则：3.2 3.2 电感元件电感元件 3.2.33.2.3 电感元件的伏安特性电感元件的伏安特性 根据电磁感应定律，感应电压等于磁链的变化率。16我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电感元件的伏安特性说明：电感元件的伏安特性说明：l 任一瞬间，电感元件端任一瞬间，电感元件端电压的大小与电压的大小与该瞬间电流的变化率成正比该瞬间电流的变化率成正比，而与该瞬间而与该瞬间的电流无关。的电流无关。电感元件也称为动态元件，电感元件也称为动态元件，它所在的电路称为动态电路。它所在的电路称为动态电路。电感对直流电感对直流起短路作用。起短路作用。3.2 3.2 电感元件电感元件 电感元件的伏安特性说明：3.2 电感元件17我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 3.2.43.2.4 电感元件的磁场能电感元件的磁场能 在关联参考方向下，电感吸收的功率在关联参考方向下，电感吸收的功率 p p0，表明电感元件在储存能量，表明电感元件在储存能量，p p0，表，表明电感元件在释放能量。（电压与电流的方向是明电感元件在释放能量。（电压与电流的方向是否关联）否关联）3.2 3.2 电感元件电感元件 3.2.4 电感元件的磁场能 p0，表明电感元18我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 电感电流从电感电流从 增大到增大到 总共吸收的总共吸收的能量，即能量，即t t时刻电感的磁场能量时刻电感的磁场能量 当电感的电流从某一值减小到零时，释放的磁当电感的电流从某一值减小到零时，释放的磁场能量也可按上式计算。在动态电路中，电感元件场能量也可按上式计算。在动态电路中，电感元件和外电路进行着磁场能与其它能相互转换，本身不和外电路进行着磁场能与其它能相互转换，本身不消耗能量。消耗能量。3.2 3.2 电感元件电感元件 电感电流从 增大到 总共吸收的19我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3 三种元件伏安特性的相量形式三种元件伏安特性的相量形式 在正弦交流电路中，接入同频率正在正弦交流电路中，接入同频率正弦交流电源的三种电路基本元件，电阻、弦交流电源的三种电路基本元件，电阻、电容和电感中的电流和电压都将是同频电容和电感中的电流和电压都将是同频率的正弦量，所以可由它们的时域形式率的正弦量，所以可由它们的时域形式转换成相量形式。转换成相量形式。3.3 三种元件伏安特性的相量形式 20我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.1 3.3.1 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 1 1、伏安特性、伏安特性 在图在图3-4-13-4-1中，设电流为中，设电流为图3-4-1 上式表明上式表明:电阻两端电压电阻两端电压 u 和电流和电流 i 为同频率同相位的正弦量，它们之间关为同频率同相位的正弦量，它们之间关系如下系如下:则有则有3.3.1 电阻元件伏安特性的相量形式 1、伏安特性21我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.1 3.3.1 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 其电压与电流的波形图如图其电压与电流的波形图如图3-4-2所示所示图3-4-23.3.1 电阻元件伏安特性的相量形式 其电压与电流的波形图22我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物那么，电压与电流的相量关系为：那么，电压与电流的相量关系为：电压电流的相量模型及相量图如图电压电流的相量模型及相量图如图3-4-3所示所示图3-4-3相量模型相量图3.3.1 3.3.1 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 那么，电压与电流的相量关系为：电压电流的相量模型及相量图如图23我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2、功率、功率 1 1）瞬间功率瞬间功率 在关联参考方向下电阻元件吸收的瞬时功率在关联参考方向下电阻元件吸收的瞬时功率p=ui，为了计算方便设，为了计算方便设 那么那么 公式表明了电阻的瞬时功率总是为正，即电阻总公式表明了电阻的瞬时功率总是为正，即电阻总是在消耗功率，同时也说明电阻是耗能元件。波形图是在消耗功率，同时也说明电阻是耗能元件。波形图如如图图3-4-2所示。所示。3.3.1 3.3.1 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 2、功率 1）瞬间功率那么 公式表明24我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 2）平均功率平均功率 平均功率定义为瞬时功率平均功率定义为瞬时功率p在一个周期在一个周期T内的平均值，内的平均值，用大写字母用大写字母P表示。即表示。即又称为又称为有功功率有功功率，其单位是瓦，其单位是瓦(W)(W)或千瓦或千瓦(kW)(kW)3.3.1 3.3.1 电阻元件电阻元件电阻元件电阻元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 2）平均功率又称为有功功率，其单位是瓦(W)或千瓦25我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 1伏安特性伏安特性 在图在图3-4-4中，设通过电感元中，设通过电感元件的电流为件的电流为图3-4-4则有则有 上式表明上式表明电感两端电感两端电压电压 u u 和电流和电流 i i 是同频率的正是同频率的正弦量，弦量，电压超前电流电压超前电流90。3.3.2 电感元件伏安特性的相量形式 1伏安26我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 其电压与电流的波形图如图其电压与电流的波形图如图3-4-5所示所示+-图3-4-53.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 其电压与电流的波形图如图3-4-5所示+-27我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物电压电流的相量模型及相量图如图电压电流的相量模型及相量图如图3-4-6所示所示 那么电压与电流的大小关系为：那么电压与电流的大小关系为：那么电压与电流的相位关系为：那么电压与电流的相位关系为：那么电压与电流的相量关系为：那么电压与电流的相量关系为：图3-4-6相量模型相量图3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 电压电流的相量模型及相量图如图3-4-6所示 那么电压与电28我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、感抗、感抗（X X L)L)即当即当U U一定时，一定时，L L越大，越大，I I越小。可见越小。可见L L反映了反映了电感对正弦交流电流的阻碍作用，因此称它为电感电感对正弦交流电流的阻碍作用，因此称它为电感电抗，简称感抗，用电抗，简称感抗，用X X L表示。表示。由由可知可知即即感抗的单位是欧姆。感抗的单位是欧姆。3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 2、感抗（X L)即当U一定时，L越29我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由感抗的公式可知，由感抗的公式可知，XLXL由电感由电感L L及电路中的频及电路中的频率率f f决定。而当决定。而当L L一定时，电感对电流的阻碍作用，一定时，电感对电流的阻碍作用，即即XLXL的大小由的大小由f f决定，两者成正比关系。所以电感决定，两者成正比关系。所以电感元件对高频电流有较大的阻力（实际设备中的高频元件对高频电流有较大的阻力（实际设备中的高频扼流圈），对低频电流阻力较小，而对直流扼流圈），对低频电流阻力较小，而对直流（f=0f=0）电感相当于短路。）电感相当于短路。3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 由感抗的公式可知，XL由电感L及电路30我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物感抗的倒数称为感纳，用感抗的倒数称为感纳，用BLBL表示，表示，即即 它的单位是西门子（它的单位是西门子（S S），显然，感纳表示电感），显然，感纳表示电感对正弦交流电流的导通能力对正弦交流电流的导通能力 有了感抗和感纳，那么电感元件的电压电流的有了感抗和感纳，那么电感元件的电压电流的相量关系可表示为：相量关系可表示为：3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 感抗的倒数称为感纳，用BL表示，即 它的单31我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2、功率、功率 1 1）瞬时功率）瞬时功率 在关联参考方向下，当在关联参考方向下，当 时时,电感吸收的电感吸收的瞬时功率为瞬时功率为 由上式可看出，电感的瞬时功率为一个两倍由上式可看出，电感的瞬时功率为一个两倍于电压或电流频率的正弦量。波形图如于电压或电流频率的正弦量。波形图如图图3-4-5所示所示3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 2、功率 1）瞬时功率 由上式32我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2）平均功率）平均功率 电感元件在一个周期内的平均功率为零（正、电感元件在一个周期内的平均功率为零（正、负波形相抵消）。表明电感元件不消耗能量，只是负波形相抵消）。表明电感元件不消耗能量，只是在电源和元件间进行能量的转换，同时说明电感确在电源和元件间进行能量的转换，同时说明电感确实为储能元件。实为储能元件。3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 2）平均功率 电感元件在一个周期内的平均33我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3）无功功率（）无功功率（Q Q）无功功率是用来描述储能元件与电源交换能无功功率是用来描述储能元件与电源交换能量的规模。量的规模。单位是乏单位是乏（var)var)3.3.2 3.3.2 电感元件电感元件电感元件电感元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 3）无功功率（Q）无功功率是用来描述储能元件34我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式1、伏安特性伏安特性在图在图3-4-73-4-7中，设加在电容两端的电压为中，设加在电容两端的电压为图3-4-7则则 上式表明电容电流和端电压是同频率的正弦上式表明电容电流和端电压是同频率的正弦量，电流超前电压量，电流超前电压9090。3.3.3 电容元件伏安特性的相量形式1、伏安特性在图3-435我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物其电压与电流的波形图如图其电压与电流的波形图如图3-4-83-4-8所示所示图图3-4-83-4-83.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式其电压与电流的波形图如图3-4-8所示图3-4-83.3.336我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物电压电流的相量模型及相量图如图电压电流的相量模型及相量图如图3-4-93-4-9所示所示那么电压与电流的大小关系为：那么电压与电流的大小关系为：那么电压与电流的相位关系为：那么电压与电流的相位关系为：那么电压与电流的相量关系为那么电压与电流的相量关系为：图3-4-9相量图相量模型3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式电压电流的相量模型及相量图如图3-4-9所示那么电压与电流的37我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2、容抗、容抗（X X C)C)由由可知可知即即容抗的单位是欧姆。容抗的单位是欧姆。即当即当U U一定时，一定时，越大，越大，I I越小。可见越小。可见 反映了电容反映了电容对正弦交流电流的阻碍作用，因此称它为电容电抗，简称对正弦交流电流的阻碍作用，因此称它为电容电抗，简称容抗，用容抗，用XCXC表示。表示。3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式2、容抗（X C)由可知即容抗的单位是欧姆。即当U一定38我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由容抗的公式可知由容抗的公式可知:XCXC由电容由电容C C及电路中的频率及电路中的频率f f决定。而当决定。而当C C一定一定时，电容对电流的阻碍作用，即时，电容对电流的阻碍作用，即XCXC的大小由的大小由f f决定，决定，两者成反比关系。所以电容元件对低频电流有较大两者成反比关系。所以电容元件对低频电流有较大的阻力，对高频电流阻力较小，实际电路中的旁路的阻力，对高频电流阻力较小，实际电路中的旁路电容就是利用了电容的这一特性。而对直流电容就是利用了电容的这一特性。而对直流（f=0f=0）电容相当于短路，即具有隔断直流电流的）电容相当于短路，即具有隔断直流电流的作用（隔直）。作用（隔直）。3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式 由容抗的公式可知:3.3.3 电容元件伏安特性39我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物容抗的倒数称为容纳，用容抗的倒数称为容纳，用BCBC表示，表示，即即 它的单位是西门子（它的单位是西门子（S S），显然，容纳表示电容），显然，容纳表示电容对正弦交流电流的导通能力对正弦交流电流的导通能力 有了容抗和容纳，那么电容元件的电压电流的相有了容抗和容纳，那么电容元件的电压电流的相量关系可表示为：量关系可表示为：3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式容抗的倒数称为容纳，用BC表示，即 它的单位是西40我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 2、功率、功率 1 1）瞬时功率）瞬时功率 在关联参考方向下在关联参考方向下,当当 时时,电容吸收的瞬电容吸收的瞬时功率为时功率为 由上式可看出，电容的瞬时功率为一个两倍于由上式可看出，电容的瞬时功率为一个两倍于电压或电流频率的正弦量。波形图如电压或电流频率的正弦量。波形图如图图3-4-8所示所示3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式2、功率 1）瞬时功率 由上式可41我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2）平均功率）平均功率 电容元件在一个周期内的平均功率为零（正、电容元件在一个周期内的平均功率为零（正、负波形相抵消）。表明电容元件不消耗能量，只负波形相抵消）。表明电容元件不消耗能量，只是在电源和元件间进行能量的转换，同时说明电是在电源和元件间进行能量的转换，同时说明电容元件确实为储能元件。容元件确实为储能元件。3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式2）平均功率 电容元件在一个周期内的平42我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3）无功功率（）无功功率（Q Q）无功功率是用来描述储能元件与电源交换能量无功功率是用来描述储能元件与电源交换能量的规模的规模。单位是乏单位是乏（var)var)3.3.3 3.3.3 电容元件电容元件电容元件电容元件伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式伏安特性的相量形式3）无功功率（Q）无功功率是用来描述储能元件43