电路第六章储能元件

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,*,退 出,下一页,上一页,章目录,总目录,制作群,主 页,第六章 储能元件,6-1 电容元件,6-2 电感元件,6-3 电容、电感元件的串联与并联,教学内容,理解电容、电感元件的储能特性和动态电特性。,教学要求,重点,电容的库伏特性和电感的韦安特性及其各自动态电特性表达式。,难点,已知电容电流,i,，如何求其电压,u,；已知电感电压,u,，如何求其电流,i,。,学时数,讲课2学时。,6-1 电容元件,一、,电容器及其电路符号,电容器,是一种能储存电荷或者说储存电场能量的部件。,二、,库伏特性,C,u,i,+,q,+,-,-,q,对于线性电容元件：,C,称为电容器的电容。,C,的单位是：法(,F,)，微法(,F,)，皮法(,pF,),电容元件,是反映这种物理现象的电路模型。,q,u,o,6-1 电容元件,当电压变化率为零，即电压为恒定电压时，流过电容电流为零，故,电容对直流电路视作开路,。,三、电压与电流的关系,若电容元件的电压与电流取关联参考方向，则,显然，电容元件的电压与电流具有动态关系，因此电容元件是一,动态元件,。,6-1 电容元件,若指定,t,0,为时间的起点并设为零，则,显然，电容电压除与,0,到,t,的电流值有关外，还与,u,(,0,),值有关，因此电容元件是一,有记忆的元件,。,四、功率与能量,在电压与电流的关联参考方向下，线性电容元件吸收的功率为,6-1 电容元件,从,t,=,-,到,t,时刻，,电容元件吸收的电场能量为,若,u,(,-,),=0，则,电容元件在任何时刻,t,储存的电场能量,W,C,将等于其所吸收的能量。,从时间,t,1,到,t,2,，,电容元件吸收的能量为,6-1 电容元件,电容元件是储能元件，不是耗能元件。,电容元件充电时，电容元件吸收能量。,电容元件放电时，电容元件释放能量。,6-2 电感元件,一、线圈及其电路符号,u,L,，,L,+,-,i,电感元件,是实际线圈的一种理想化模型，它反映了电流产生磁通和磁场能量储存这一物理现象。,L,u,i,+,-,+,-,e,L,(,自感,),磁通：,(,自感,),磁通链：,当磁通链,L,随时间变化时，在线圈的端子间产生感应电压,u,。,单位：韦伯(,Wb,),电感单位：,亨,(,H,),、毫亨,(,mH,),二、韦安特性,i,o,6-2 电感元件,对于线性电感元件：,L,称为自感系数或电感，它是一正实常数。,三、电压与电流的关系,根据电磁感应定律，有,当电流变化率为零，即电流为恒定电流时，电感两端电压为零，故,电感对直流电路视作短路,。,6-2 电感元件,显然，电感元件的电压与电流具有动态关系，因此电感元件是一,动态元件,。,若指定,t,0,为时间的起点并设为零，则,显然，电感电流除与,0,到,t,的电压值有关外，还与,i,(,0,),值有关，因此电感元件是一,有记忆的元件,。,6-2 电感元件,四、功率与能量,在电压与电流的关联参考方向下，线性电感元件吸收的功率为,从,t,=,-,到,t,时刻，,电感元件吸收的磁场能量为,若,i,(,-,),=0，则,6-2 电感元件,电感元件在任何时刻,t,储存的磁场能量,W,L,将等于其所吸收的能量。,从时间,t,1,到,t,2,，,电感元件吸收的能量为,电感元件是储能元件，不是耗能元件。,当电流 增加时，电感元件吸收能量。,当电流 减少时，电感元件释放能量。,6-3 电容、电感元件的串联与并联,一、电容的串联与并联,电容的串联,C,eq,为串联的等效电容：,C,eq,+,-,u,i,+,-,C,1,C,2,C,n,u,1,i,+,-,u,2,+,-,u,n,+,-,u,6-3 电容、电感元件的串联与并联,电容的并联,u,(,t,0,)为,n,个串联电容的等效初始条件,+,-,C,1,i,1,i,u,C,2,i,2,C,n,i,n,C,eq,+,-,i,u,C,eq,为并联的等效电容：,6-3 电容、电感元件的串联与并联,二、电感的串联与并联,电感的串联,+,-,L,1,L,2,L,n,u,1,i,+,-,u,2,+,-,u,n,+,-,u,L,eq,+,-,u,i,L,eq,为串联的等效电感：,6-3 电容、电感元件的串联与并联,电感的并联,+,-,L,1,i,1,i,u,L,2,i,2,L,n,i,n,L,eq,+,-,i,u,L,eq,为并联的等效电感：,i,(,t,0,)为,n,个并联电感的等效初始条件,第六章作业,P,135,6-8,P,135,6-7,