電路教學(xué)課件第六章儲(chǔ)能元件

1、第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件第六章第六章 儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件首首 頁(yè)頁(yè)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)電容元件電容元件6.1電感元件電感元件6.2電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)6.3第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件1. 1. 電容元件的特性電容元件的特性3. 3. 電容、電感的串并聯(lián)等效電容、電感的串并聯(lián)等效l 重點(diǎn)重點(diǎn)：2. 2. 電感元件的特性電感元件的特性返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件6.1 6.1 電容元件電容元件電容器電容器 在外電源作用下，正負(fù)電極上分別在外電源作用下，正負(fù)電極上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，電極上的電帶上等量異號(hào)電荷，撤去

2、電源，電極上的電荷仍可長(zhǎng)久地聚集下去，是一種儲(chǔ)存電能的荷仍可長(zhǎng)久地聚集下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。部件。下 頁(yè)上 頁(yè)_+ qqu電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。注意注意返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件1. 1. 定義定義電容元件電容元件儲(chǔ)存電能的兩端元件。任何時(shí)儲(chǔ)存電能的兩端元件。任何時(shí)刻其儲(chǔ)存的電荷刻其儲(chǔ)存的電荷 q 與其兩端與其兩端的電壓的電壓 u能用能用qu 平面上的一平面上的一條曲線來描述。條曲線來描述。0),(qufuq下 頁(yè)上 頁(yè)庫(kù)伏庫(kù)伏特性特性o返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件 任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷任何

3、時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電壓與電壓 u 成正比。成正比。qu 特性曲線是過原點(diǎn)的直線。特性曲線是過原點(diǎn)的直線。 cuq quo下 頁(yè)上 頁(yè)2.2.線性時(shí)不變電容元件線性時(shí)不變電容元件 tanqcu電容電容器的器的電容電容返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件cu+q-ql 電路符號(hào)電路符號(hào)f (法拉法拉), 常用常用f，pf等表示等表示。l 單位單位下 頁(yè)上 頁(yè)1f=106 f1 f =106pf返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件ddddddqcuuicttt3. 3. 電容的電壓電容的電壓電流關(guān)系電流關(guān)系電容元件電容元件vcr的微分形式的微分形式下 頁(yè)上 頁(yè)u、i

4、取關(guān)聯(lián)取關(guān)聯(lián)參考方向參考方向cui返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件dduict當(dāng)當(dāng) u 為常數(shù)為常數(shù)( (直流直流) )時(shí)，時(shí)，i =0。電容相當(dāng)于開路，。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；電容有隔斷直流作用；下 頁(yè)上 頁(yè)表明表明cu+q-q某一時(shí)刻電容電流某一時(shí)刻電容電流 i 的大小取決于電容電壓的大小取決于電容電壓 u 的的變化率變化率,而與該時(shí)刻電壓而與該時(shí)刻電壓 u 的大小無關(guān)。電容是的大小無關(guān)。電容是動(dòng)態(tài)元件；動(dòng)態(tài)元件；返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件實(shí)際電路中通過電容的電流實(shí)際電路中通過電容的電流 i 為有限值，為有限值，則電容電壓則電容電壓 u 必定

5、是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。i dtdu tict ud)(1)( 00d)(1d)(1 ttticic )(00d1 tticut下 頁(yè)上 頁(yè)tu0返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件 )()(00d1 tticuutt某一時(shí)刻的電容電壓值與某一時(shí)刻的電容電壓值與-到該時(shí)刻的所到該時(shí)刻的所有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的作用，故稱電容元件為記憶元件。作用，故稱電容元件為記憶元件。表明表明下 頁(yè)上 頁(yè)研究某一初始時(shí)刻研究某一初始時(shí)刻t0 以后的電容電壓，需以后的電容電壓，需要知道要知道t0時(shí)刻開始作用的電流時(shí)刻開始作用的電流 i 和

6、和t0時(shí)刻的時(shí)刻的電壓電壓 u（t0）。）。電容元件電容元件vcr的積的積分形式分形式返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件當(dāng)電容的當(dāng)電容的 u，i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微為非關(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)分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào) ; ;下 頁(yè)上 頁(yè)注意注意上式中上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反稱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，也稱為初始映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。狀態(tài)。 dduict 00 ( )( ) 1 dttttuui c返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件4.4.電容的功率和儲(chǔ)能電容的功率和儲(chǔ)能tucuuip

7、dd當(dāng)電容充電，當(dāng)電容充電， p 0, 電容吸收功率。電容吸收功率。當(dāng)電容放電，當(dāng)電容放電，p 0, 電感吸收功率。電感吸收功率。當(dāng)電流減小，當(dāng)電流減小，p0, , 電感發(fā)出功率。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，在另一段時(shí)間能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。表明表明返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件從從t0到到 t 電感儲(chǔ)能的變化量：電感儲(chǔ)能的變化量：

8、)(21)(21022tlitliwlttlliiliw) (21ddd2l 電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能下 頁(yè)上 頁(yè))(212tli)(21)(2122litli返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件電感的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電電感的儲(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。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。電感儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。0)(212tliwl下 頁(yè)上 頁(yè)表明表明返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件l 實(shí)際電感線圈的模型實(shí)際電感線圈的模型下 頁(yè)上 頁(yè)lug+u (t)illugc返 回第第 六六 章章

9、儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件下 頁(yè)上 頁(yè)貼片型功率電感貼片型功率電感貼片電感貼片電感返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件下 頁(yè)上 頁(yè)貼片型空心線圈貼片型空心線圈可調(diào)式電感可調(diào)式電感環(huán)形線圈環(huán)形線圈立式功率型電感立式功率型電感返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件下 頁(yè)上 頁(yè)電抗器電抗器返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件下 頁(yè)上 頁(yè)6.3 6.3 電容、電容、電感元件電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)的串聯(lián)與并聯(lián)1.1.電容的串聯(lián)電容的串聯(lián)ticud)(111ticud)(122ticcuuud)()11(2121ticd)(1l 等效電容等效電容返 回i+u1uc2c1u2+-第第

10、六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件iu+-c下 頁(yè)上 頁(yè) c 2121cccc等效等效返 回i+u1uc2c1u2+-第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件ticud)(111下 頁(yè)上 頁(yè)ticud)(122ticud)(1ucccuccu21211ucccuccu21122l 串聯(lián)電容的分壓串聯(lián)電容的分壓返 回i+u1uc2c1u2+-iu+-c第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件iu+-ci2i1u+-c1c2i下 頁(yè)上 頁(yè)tucidd11tucidd22tucciiidd)(2121tucdd ccc 21等效等效2.2.電容的并聯(lián)電容的并聯(lián)l 等效電容等效電容返 回第第 六六 章

11、章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件下 頁(yè)上 頁(yè)tucidd11tucidd22tuciddicci11icci22l 并聯(lián)電容的分流并聯(lián)電容的分流返 回i2i1u+-c1c2iiu+-c第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件3. 3. 電感的串聯(lián)電感的串聯(lián)tiludd11下 頁(yè)上 頁(yè)tiltilluuudddd)(212121 lllu1ul2l1u2+-itiludd22等效等效l 等效電感等效電感返 回iu+-l第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件ulllulltilu211111dd下 頁(yè)上 頁(yè)ulllulltilu212222dd等效等效l 串聯(lián)電感的分壓串聯(lián)電感的分壓返 回u1ul2l1u2+-iiu+-l第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件u+-l1l2i2i1tulid)(111下 頁(yè)上 頁(yè)iu+-l等效等效tulid)(122tulliiid)(111121tuld)(1212111111lllllll4.4.電感的并聯(lián)電感的并聯(lián)l 等效電感等效電感返 回第第 六六 章章 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 元元 件件ilutd)(下 頁(yè)上 頁(yè)212111d)(1llilillulit211222d)(1llili