2021年储能元件(00002).ppt

电容元件 (capacitor)
电容器
_
q+
q

在外电源作用下，
两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电能的部件。
1. 定义
电容元件
储存电能的元件。其特性可用u～q 平面上的一条曲线来描述
q
u
库伏
特性
储能元件
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任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电流 u 成正比，q ~ u 特性是过原点的直线
电路符号
2. 线性定常电容元件
C
＋
－
u
+q
-q
C 称为电容器的电容, 单位：F (法) (Farad，法拉), 常用F，p F等表示。
q
u
O

单位
储能元件
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线性电容的电压、电流关系
C
＋
－
u
i
u、i 取关联参考方向
电容元件VCR的微分关系
表明：
（1）i 的大小取决于 u 的变化率, 与 u 的大小无关，电容是动态元件；
（2）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；
（3）实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容电压u
必定是时间的连续函数.
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电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件
（1）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;
（2）上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。
电容元件VCR的积分关系
表明
注
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3. 电容的功率和储能
当电容充电， u>0，d u/d t>0，则i>0，q ， p>0, 电容吸收功率。
当电容放电，u>0，d u/d t<0，则i<0，q ，p<0, 电容发出功率.
功率
表明
电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。
u、 i 取关联参考方向
储能元件
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（1）电容的储能只与当时的电压值有关，电容
电压不能跃变，反映了储能不能跃变；
（2）电容储存的能量一定大于或等于零。
从t0到 t 电容储能的变化量：
电容的储能
表明
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例
＋
－
C

i
求电流i、功率P (t)和储能W (t)
2
1
t /s
2
0
u/V
电源波形
解
uS (t)的函数表示式为:
解得电流
2
1
t /s
1
i/A
-1
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2
1
t /s
2
0
p/W
-2
2
1
t /s
1
0
WC/J
吸收功率
释放功率
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8
2
1
t /s
1
i/A
-1
若已知电流求电容电压，有
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电感元件 (inductor)
i (t)
+
-
u (t)
电感器
把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件
（t)＝N (t)

电感元件
储存磁能的元件。其特性可用～i 平面上的一条曲线来描述
i

韦安
特性
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