第06章储能元件教学课件

第六章 储能元件10VRS(t=0)12R12 4 R24 当当开开关关在在t=0时时从从1切切换换到到2，灯灯泡泡R1和和R2的的亮度会怎么变化？亮度会怎么变化？10VuCS(t=0)12R14 R24 C1F第六章 储能元件第六章 储能元件6.1 电容元件电容元件6.2 电感元件电感元件 6.3 电容和电感元件的串联与并联电容和电感元件的串联与并联 第六章 储能元件 本章介绍电容、电感两种储能元件，本章介绍电容、电感两种储能元件，讨论其在电路中的讨论其在电路中的VCRVCR及功率、能量表达及功率、能量表达式。也讨论了电容、电感在作串、并联式。也讨论了电容、电感在作串、并联时的等效参数。时的等效参数。内容提要：内容提要：第六章 储能元件6.1 电容元件（电容元件（capacitance）电容器电容器 在外电源作用下，正负电极上分别在外电源作用下，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，是一种储存电能的荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。部件。_+qqU电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意第六章 储能元件第六章 储能元件电容元件电容元件储存电能的两端元件。任何时储存电能的两端元件。任何时刻其储存的电荷刻其储存的电荷 q 与其两端的与其两端的电压电压 u能用能用qu 平面上的一条平面上的一条曲线来描述。曲线来描述。uq库伏库伏特性特性on 定义定义第六章 储能元件 任任何何时时刻刻，电电容容元元件件极极板板上上的的电电荷荷q与与电电压压 u 成正比。成正比。qu 特性曲线是过原点的直线。特性曲线是过原点的直线。quo电容电容器的器的电容电容n 线性电容线性电容第六章 储能元件l 电路符号电路符号Cu+q-qF(法拉法拉),常用常用F，pF等表示等表示。l 单位单位1F=106 F1 F=106pF第六章 储能元件 第一种形式：第一种形式：iC=f(uC)n 电容元件的伏安关系电容元件的伏安关系 uC(t)iC(t)Cq(t)电容元件电容元件VCR的微分形式的微分形式u、i 取关联取关联参考方向参考方向第六章 储能元件当当 uC为常数为常数(直流直流)时，时，iC=0。电容相当于开路，。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；电容有隔断直流作用；表明某一时刻电容电流某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压的大小取决于电容电压 u 的的变化率变化率,而与该时刻电压而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是的大小无关。电容是动态元件；动态元件；uC(t)iC(t)Cq(t)第六章 储能元件实际电路中通过电容的电流实际电路中通过电容的电流 i 为有限值，为有限值，则电容电压则电容电压uC 必定是时间的连续函数。必定是时间的连续函数。tuC0第六章 储能元件t(s)uC(t)OiC(t)例例:已知已知uC，求，求ic iC2FuC+-解：解：0st1s:1st0,电容吸收功率。电容吸收功率。当电容放电，当电容放电，p 0,电感吸收功率。电感吸收功率。当电流减小，当电流减小，p0,电感发出功率。电感发出功率。电感能在一段时间内吸收外部供给的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。元件、是储能元件，它本身不消耗能量。表明第六章 储能元件n 电感元件的储能电感元件的储能从从t0到到 t 电感储能的变化量：电感储能的变化量：第六章 储能元件电感的储能只与当时的电流值有关，电感电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。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。电感储存的能量一定大于或等于零。表明第六章 储能元件例：已知电感两端电压波例：已知电感两端电压波形如图所示，形如图所示，i(0)=0，求，求电感的电流电感的电流。其中其中 t0 为初始时刻，为初始时刻，i(t0)为初始电流。为初始电流。解：解：第六章 储能元件方法方法1 1：分段积分求表达式分段积分求表达式 。第六章 储能元件第六章 储能元件方法方法2 2：求面积法求面积法 。求出特殊时间点上的电流值，再绘制其波形图。求出特殊时间点上的电流值，再绘制其波形图。第六章 储能元件、思考题思考题 1.为什么说电容元件在直流电路中相当于开路？为什么说电容元件在直流电路中相当于开路？2.为什么说电感元件在直流电路中相当于短路？为什么说电感元件在直流电路中相当于短路？第六章 储能元件6.3 电容、电感元件的串联与并联电容、电感元件的串联与并联n 电容元件的串联电容元件的串联u1uC2C1u2+-il 等效电容等效电容第六章 储能元件6.3 电容、电感元件的串联与并联电容、电感元件的串联与并联 等效初始电压等效初始电压:C1C2Cn+_u1+_u2+_un+_u 等效初始电压等效初始电压:等效电容等效电容:第六章 储能元件n 电容元件的并联电容元件的并联i2i1u+-C1C2iiu+-C等效等效l 等效电容等效电容第六章 储能元件+_u 并联的条件并联的条件:等效电容等效电容:C1C2Cnii1i2in第六章 储能元件例例:如图所示电路，各个电容器的初始电压均为零，如图所示电路，各个电容器的初始电压均为零，给定给定 试求试求abab间的等值间的等值电容电容C C 解：abab间等值电容为间等值电容为C4C1C3C2ab第六章 储能元件n 电感元件的串联电感元件的串联iu+-L等效等效l 等效电感等效电感u1uL2L1u2+-i第六章 储能元件 串联的条件串联的条件:等效电感等效电感:L1L2Ln+_u1+_u2+_un+_ui第六章 储能元件n 电感元件的并联电感元件的并联+_u 等效初始电流等效初始电流:等效电感等效电感:L1L2Lnii1i2in第六章 储能元件例：例：如图所示电路，给定如图所示电路，给定试确定其最简单的等值电路。试确定其最简单的等值电路。解：在解：在t=0-，应用，应用KCL于于A点，得点，得L1 中的初始电流为中的初始电流为图中图中AL1L3L2i1i2i3LL23第六章 储能元件习题习题6-36-4谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生