电路5版电子教案(邱关源、罗先觉版)第六章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电路,储能元件,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,返 回,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，是一种储存电能的部件。,下 页,上 页,_,+,q,q,U,电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。,注意,返 回,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,下 页,上 页,库伏,特性,o,返 回,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,下 页,上 页,2.线性时不变电容元件,电容器的电容,返 回,电路符号,C,u,+,q,-,q,F,(,法拉,),常用,F，pF,等表示,。,单位,下 页,上 页,1F=10,6,F,1,F,=10,6,pF,返 回,3. 电容的电压,电流关系,电容元件,VCR,的微分形式,下 页,上 页,u、i,取关联参考方向,C,u,i,返 回,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；,下 页,上 页,表明,C,u,+,q,-,q,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；,返 回,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,上 页,t,u,0,返 回,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,下 页,上 页,研究某一初始时刻,t,0,以后的电容电压，需要知道,t,0,时刻开始作用的电流,i,和,t,0,时刻的电压,u,（,t,0,）。,电容元件,VCR,的积分形式,返 回,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,;,下 页,上 页,注意,上式中,u,(t,0,),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,4.电容的功率和储能,当电容充电，,p ,0,电容吸收功率。,当电容放电，,p,0,电感吸收功率。,当电流减小，,p,0,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，它本身不消耗能量。,表明,返 回,从,t,0,到,t,电感储能的变化量：,电感的储能,下 页,上 页,返 回,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。,电感储存的能量一定大于或等于零。,下 页,上 页,表明,返 回,实际电感线圈的模型,下 页,上 页,L,u,G,+,u,(,t,),i,L,L,u,G,C,返 回,下 页,上 页,贴片型功率电感,贴片电感,返 回,下 页,上 页,贴片型空心线圈,可调式电感,环形线圈,立式功率型电感,返 回,下 页,上 页,电抗器,返 回,下 页,上 页,6.3,电容、,电感元件,的串联与并联,1.电容的串联,u,1,u,C,2,C,1,u,2,+,+,+,-,-,i,等效电容,返 回,下 页,上 页,i,u,+,-,C,等效,u,1,u,C,2,C,1,u,2,+,+,+,-,-,i,返 回,下 页,上 页,i,u,+,-,C,u,1,u,C,2,C,1,u,2,+,+,+,-,-,i,串联电容的分压,返 回,下 页,上 页,i,2,i,1,u,+,-,C,1,C,2,i,i,u,+,-,C,等效,2.电容的并联,等效电容,返 回,下 页,上 页,i,2,i,1,u,+,-,C,1,C,2,i,i,u,+,-,C,并联电容的分流,返 回,3. 电感的串联,下 页,上 页,u,1,u,L,2,L,1,u,2,+,+,+,-,-,i,i,u,+,-,L,等效,等效电感,返 回,下 页,上 页,u,1,u,L,2,L,1,u,2,+,+,+,-,-,i,i,u,+,-,L,等效,串联电感的分压,返 回,下 页,上 页,u,+,-,L,1,L,2,i,2,i,1,i,u,+,-,L,等效,4.电感的并联,等效电感,返 回,下 页,上 页,u,+,-,L,1,L,2,i,2,i,1,i,u,+,-,L,等效,并联电感的分流,返 回,下 页,上 页,注意,以上虽然是关于两个电容或两个电感的串联和并联等效，但其结论可以推广到,n,个电容或,n,个电感,的串联,和并联等效,。,返 回,电梯按钮,前视图,C,1,电容模型,侧视图,实例,下 页,上 页,C,1,C,3,C,2,返 回,u,(,t),+,-,u,s,(,t),+,-,固定电容,C,1,C,u,(,t),+,-,u,s,(,t),+,-,输出电压：,下 页,上 页,返 回,C,1,C,u,(,t),+,-,u,s,(,t),+,-,C,2,C,2,输出电压：,控制计算机检测到输出电压的下降，导致电梯到达相应楼层。,上 页,返 回,