電路第五版邱關(guān)源第六章PPT課件

1、6.1 電容元件電容器 在外電源作用下，正負(fù)電極上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，電極上的電荷仍可長(zhǎng)久地聚集下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。下 頁(yè)上 頁(yè)_+ qqU電導(dǎo)體由絕緣材料分開(kāi)就可以產(chǎn)生電容。注意返 回第1頁(yè)/共50頁(yè)1. 定義電容元件儲(chǔ)存電能的兩端元件。任何時(shí)刻其儲(chǔ)存的電荷 q 與其兩端的電壓 u能用qu 平面上的一條曲線來(lái)描述。0),(qufuq下 頁(yè)上 頁(yè)庫(kù)伏特性o返 回第2頁(yè)/共50頁(yè) 任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電壓 u 成正比。qu 特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的直線。 Cuq quo下 頁(yè)上 頁(yè)2.線性時(shí)不變電容元件tanuqC 電容器的電容返 回第3頁(yè)/共50頁(yè)l 電路符號(hào)Cu+

2、q-qF (法拉), 常用F，pF等表示。l 單位下 頁(yè)上 頁(yè)1F=106 F1 F =106pF返 回第4頁(yè)/共50頁(yè)tuCtCutqidddddd3. 電容的電壓電流關(guān)系電容元件VCR的微分形式下 頁(yè)上 頁(yè)u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向Cui返 回第5頁(yè)/共50頁(yè)tuCidd 當(dāng) u 為常數(shù)(直流)時(shí)，i =0。電容相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔斷直流作用；下 頁(yè)上 頁(yè)表明Cu+q-q 某一時(shí)刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓 u 的變化率,而與該時(shí)刻電壓 u 的大小無(wú)關(guān)。電容是動(dòng)態(tài)元件；返 回第6頁(yè)/共50頁(yè) 實(shí)際電路中通過(guò)電容的電流 i 為有限值，則電容電壓 u 必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。i dtdu t

3、iCt ud)(1)( 00d)(1d)(1 tttiCiC )(00d1 ttiCut下 頁(yè)上 頁(yè)tu0返 回第7頁(yè)/共50頁(yè) )()(00d1 ttiCuutt 某一時(shí)刻的電容電壓值與-到該時(shí)刻的所有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的作用，故稱(chēng)電容元件為記憶元件。表明下 頁(yè)上 頁(yè) 研究某一初始時(shí)刻t0 以后的電容電壓，需要知道t0時(shí)刻開(kāi)始作用的電流 i 和t0時(shí)刻的電壓 u（t0）。電容元件VCR的積分形式返 回第8頁(yè)/共50頁(yè) 當(dāng)電容的 u，i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào) ;下 頁(yè)上 頁(yè)注意 上式中u(t0)稱(chēng)為電容電壓的初始值，它反映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱(chēng)為

4、初始狀態(tài)。 tuCidd )()(00)d1( ttiCuutt返 回第9頁(yè)/共50頁(yè)4.電容的功率和儲(chǔ)能tuCuuipdd 當(dāng)電容充電， p 0, 電容吸收功率。 當(dāng)電容放電，p 0, 電感吸收功率。 當(dāng)電流減小，p0, 電感發(fā)出功率。 電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。表明返 回第30頁(yè)/共50頁(yè)從t0到 t 電感儲(chǔ)能的變化量：)(21)(21022tLitLiWLttLLiiLiW) (21ddd2l 電感的儲(chǔ)能下 頁(yè)上 頁(yè))(212tLi)(21)(2122LitLi返 回

5、第31頁(yè)/共50頁(yè) 電感的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變。 電感儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。0)(212tLiWL下 頁(yè)上 頁(yè)表明返 回第32頁(yè)/共50頁(yè)l 實(shí)際電感線圈的模型下 頁(yè)上 頁(yè)LuG+u (t)iLLuGC返 回第33頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)貼片型功率電感貼片電感返 回第34頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)貼片型空心線圈可調(diào)式電感環(huán)形線圈立式功率型電感返 回第35頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)電抗器返 回第36頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)6.3 電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1.電容的串聯(lián)u1uC2C1u2+-itiCud)(111tiCud)(122tiCCuuud)(

6、)11(2121tiCd)(1l 等效電容返 回第37頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè) C 2121CCCCiu+-C等效u1uC2C1u2+-i返 回第38頁(yè)/共50頁(yè)tiCud)(111下 頁(yè)上 頁(yè)tiCud)(122tiCud)(1uCCCuCCu21211uCCCuCCu21122iu+-Cu1uC2C1u2+-il 串聯(lián)電容的分壓返 回第39頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)i2i1u+-C1C2ituCidd11tuCidd22tuCCiiidd)(2121tuCdd CCC 21iu+-C等效2.電容的并聯(lián)l 等效電容返 回第40頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)i2i1u+-C1C2ituCidd11tu

7、Cidd22tuCiddiCCi11iCCi22iu+-Cl 并聯(lián)電容的分流返 回第41頁(yè)/共50頁(yè)3. 電感的串聯(lián)tiLudd11下 頁(yè)上 頁(yè)tiLtiLLuuudddd)(212121 LLLu1uL2L1u2+-iiu+-LtiLudd22等效l 等效電感返 回第42頁(yè)/共50頁(yè)uLLLuLLtiLu211111dd下 頁(yè)上 頁(yè)uLLLuLLtiLu212222ddu1uL2L1u2+-iiu+-L等效l 串聯(lián)電感的分壓返 回第43頁(yè)/共50頁(yè)tuLid)(111下 頁(yè)上 頁(yè)u+-L1L2i2i1iu+-L等效tuLid)(122tuLLiiid)(111121tuLd)(1212111

8、111LLLLLLL4.電感的并聯(lián)l 等效電感返 回第44頁(yè)/共50頁(yè)i Lutd)(下 頁(yè)上 頁(yè)212111d)(1LLiLiLLuLit211222d)(1LLiLiLLuLitu+-L1L2i2i1iu+-L等效l 并聯(lián)電感的分流返 回第45頁(yè)/共50頁(yè)下 頁(yè)上 頁(yè)注意 以上雖然是關(guān)于兩個(gè)電容或兩個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效，但其結(jié)論可以推廣到 n 個(gè)電容或 n 個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效。返 回第46頁(yè)/共50頁(yè)電梯按鈕前視圖C1電容模型側(cè)視圖實(shí)例下 頁(yè)上 頁(yè)C1C3C2返 回第47頁(yè)/共50頁(yè)u(t)+-us(t)+-固定電容C1Cu(t)+-us(t)+-輸出電壓： uCCtuCtu)0()()(