电容元件、电感元件的并联及串联ppt课件.ppt

第六章 储能元件
§6-1 电容元件
§6-2 电感元件
§6-3 电容、电感元件的串联与并联
1
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§6-1 电容元件
电容器：由两块金属极板间隔以不同的介质（如云母、瓷介质、绝缘纸、聚酯膜、电解质等）组成。当在极板上外加电压后，在两块极板上将分别聚集等量的正、负电荷，并在介质中建立起电场从而具有电场能量。将电源移去后，电荷仍可继续聚集在极板上，电场继续存在。因此电容器是一种能够储存电荷或以电场形式储存能量的器件。
_
+ q
q

U
电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。
注意
2
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q
u

电容元件：储存电场能的两端元件。任何时刻其储存的电荷q与其两端电压u 之间为代数关系f(u,q)=0，可以用q~u平面上过原点的一条曲线来描述。
1）定义

库伏特性
q
u
非线性电容
线性电容
：任何时刻其储存的电荷q与其电压u成正比，q-u特性曲线是过原点的一条直线。
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电容，正常数；单位：F(法拉)，常用F, pF表示
C
＋
－
u
i
3）电压、电流关系(VCR)
①关联参考方向
微分形式
1F=10-6F，1pF=10-12F
2）电路符号
C
4
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b. 当u为常数(直流)时，i=0，电容相当于开路，因此电容有隔断直流的作用。
c. 实际电路中电容电流i为有限值，因此电容电压u必定是时间的连续函数，即电容电压不会突变。
a. 电容电流i的大小取决于电压u的变化率，而与u 的大小无关，因此电容为动态元件。
表明
积分形式
5
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a. 任何时刻电容电压u的大小与-∞到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，因此称电容为记忆元件。
表明
b. 研究某一初始时刻t0以后的电容电压，需要知道t0时刻的电容电压u(t0)和t0时刻及以后的电容电流。
②非关联参考方向
微分形式
积分形式
6
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4）功率与储能
①功率
u、i 取关联参考方向
电容元件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，因此电容元件是储能元件，自身不消耗能量。
表明
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从t0到t 电容储能的变化量：
②储能
0
电容为无源元件，其储能只与当前的电压有关，电容电压不能突变，反映了其储能不能突变。
表明
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＋
－
C

i
求电容电流i、功率P(t)和储能W(t)。
2
1
t /s
2
0
uS/V
解
uS (t)的函数表示式为:
例
9
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2
1
t /s
1
i/A
-1
2
1
t /s
2
0
p/W
-2
吸收功率
发出功率
2
1
t /s
1
0
WC/J
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