高二物理競賽儲能元件課件

1、第6章 儲能元件首 頁本章重點電容元件6.1電感元件6.2電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)6.31. 電容元件的特性3. 電容、電感的串并聯(lián)等效 重點：2. 電感元件的特性返 回6.1 電容元件電容器 在外電源作用下，正負電極上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，電極上的電荷仍可長久地聚集下去，是一種儲存電能的部件。下 頁上 頁_+ qqU電導體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。注意返 回1. 定義電容元件儲存電能的兩端元件。任何時刻其儲存的電荷 q 與其兩端的電壓 u能用qu 平面上的一條曲線來描述。uq下 頁上 頁庫伏特性o返 回 任何時刻，電容元件極板上的電荷q與電壓 u 成正比。qu 特性曲線是過原

2、點的直線。quo下 頁上 頁2.線性時不變電容元件電容器的電容返 回 電路符號Cu+q-qF (法拉), 常用F，pF等表示。 單位下 頁上 頁1F=106 F1 F =106pF返 回3. 電容的電壓電流關系電容元件VCR的微分形式下 頁上 頁u、i 取關聯(lián)參考方向Cui返 回當 u 為常數(shù)(直流)時，i =0。電容相當于開路，電容有隔斷直流作用；下 頁上 頁表明Cu+q-q某一時刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓 u 的變化率,而與該時刻電壓 u 的大小無關。電容是動態(tài)元件；返 回實際電路中通過電容的電流 i 為有限值，則電容電壓 u 必定是時間的連續(xù)函數(shù)。下 頁上 頁tu0返 回某一時

3、刻的電容電壓值與-到該時刻的所有電流值有關，即電容元件有記憶電流的作用，故稱電容元件為記憶元件。表明下 頁上 頁研究某一初始時刻t0 以后的電容電壓，需要知道t0時刻開始作用的電流 i 和t0時刻的電壓 u（t0）。電容元件VCR的積分形式返 回當電容的 u，i 為非關聯(lián)方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號 ;下 頁上 頁注意上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。 返 回4.電容的功率和儲能當電容充電， p 0, 電容吸收功率。當電容放電，p 0, 電容發(fā)出功率。 功率 電容能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是儲能元件，它本身不消耗能量。u、 i 取關聯(lián)參考方向下 頁上 頁表明返 回從t0到 t 電容儲能的變化量： 電容的儲能下 頁上 頁返 回 電容的儲能只與當時的電壓值有關，電容電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變； 電容儲存的能量一定大于或等于零。下 頁上 頁表明返 回例C0.5Fi求電容電流i、功率P (t)和儲能W (t)21t /s20uS/V電源波形解uS (t)的函數(shù)表示式為:下 頁上 頁返 回解得電流21t /s1i/A-1下