电路第六章储能元件剖析.ppt
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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 第六章作业 * 退 出 下一页 上一页 章目录 总目录 制作群 主 页 * 回主页 总目录 章目录 上一页 下一页 退出 §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 理解电容、电感元件的储能特性和动态电特性。 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。 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。 讲课2学时。 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(μF),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t0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WC 将等于其所吸收的能量。 从时间 t1 到 t2 ,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。 一、线圈及其电路符号 u ?L ,ψL + - 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 + - + - eL (自感)磁通: (自感)磁通链: 当磁通链ψL 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 ψ 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t0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WL 将等于其所吸收的能量。 从时间 t1 到 t2 ,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。 一、电容的串联与并联 ⒈ 电容的串联 Ceq为串联的等效电容: Ceq + - u i + - C1 C2 Cn u1 i + - u2 + - un + - u … §6-3 电容、电感元件的串联与并联 ⒉ 电容的并联 u(t0)为n个串联电容的等效初始条件 + - C1 i1 i u C2 i2 Cn in … Ceq + - i u Ceq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 ⒈ 电感的串联 + - L1 L2 Ln u1 i + - u2 + - un + - u … Leq + - u i Leq为串联的等效电感:
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