广石化大学电路之10储能元件.ppt

6-1 电容元件
6-2 电感元件
6-3 电容、电感元件的串联和并联
基本要求:
熟练掌握电容元件的特性。
熟练掌握电感元件的特性。
掌握电容、电感的串并联等效。
重点:电容、电感元件的特性。
难点:电容、电感的串并联等效。
本章内容:
电容元件
一、电容的基本结构
间隔以不同介质的两块金属极板组成。

在外电源作用下,正负电极上分别带上等量异号电,
U
+q
-q
E
撤去电源,电极上的电荷仍可长久地聚集下去。
结论:电容是一种储存电能的部件。
形成电场;
u
q
o
库伏特性
二、线性时不变电容元件
任何时刻,电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。q  u特性曲线是过原点的直线。
q
u
o

电容器的电容
电路符号
C
单位
F (法拉), 常用F,pF等表示。
三、电容的电压电流关系
电容元件VCR的微分形式
u、i 取关联参考方向
C
+
-
u
i
电容元件VCR的积分形式
四、电容特性
某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压 u 的变化率,而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是动态元件。
当 u 为常数(直流)时,i =0。电容相当于开路,电容有隔断直流作用。
电容电压 u 必定是时间的连续函数。电容上的电压不能突变。
某一时刻的电容电压值与到该时刻之前的所有电流值有关,即电容元件有记忆电流的作用,故称电容元件为记忆元件。
研究某一初始时刻t0 以后的电容电压,需要知道电压初始值u (t0)和t0时刻开始作用的电流。
五、电容的功率和储能
电容的功率
u、 i 取关联参考方向
吸收
电容的储能
若u (-∞) =0
从t0到 t 电容储能的变化量:
说明:
≥0
吸收
当u↑, p吸收>0,电容吸收功率;Wc ↑,电容充电。
当u↓, p吸收<0,电容发出功率,Wc ↓,电容放电。
电容的储能只与当时的电压值有关。
电容储存的能量一定大于或等于零。
——电容是储能元件。
是无源元件。
例子:
根据电容上已知波形画图。
t1 t2 t3
t
O
u(t)
t
t1 t2 t3
i(t)
O
t
i(t)
O
t
u(t)
O
实际电容器
_
q+
q

i
C
+
-
u
G
C
+
-
u
G
C
+
-
u
i
实际电容器的模型