諸星秀樹(shù)-電子電路原理

第六章儲(chǔ)能元件重點(diǎn)※電容元件※電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)

※電感元件

線性定常電容元件1、定義：任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電壓u成正比。電容器++++––––+q–q電路符號(hào)C§

6-1電容元件

(capacitor)—Cq

=Cu

C

稱為電容量q稱為電荷隱性電容2、庫(kù)伏特性特點(diǎn)

*線性電容的庫(kù)伏特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。*線性電容的C是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)。

C=tg*線性電容具有雙向性。（除電解電容）*線性電容具有記憶性。稱動(dòng)態(tài)元件。3、單位qu0

法（拉)F(Farad）F=C/V=A?s/V=s/常用F，nF，pF等表示。4、

線性電容的電壓、電流關(guān)系Ciu+–+–tuCtqidddd==當(dāng)u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，取正號(hào)。

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，取負(fù)號(hào)。*當(dāng)

u=常數(shù)(直流)

時(shí)，du/dt=0i

=0開(kāi)路（穩(wěn)態(tài)）

當(dāng)u突變時(shí),du/dt,i

出現(xiàn)大電流*i

du/dt,與u的大小無(wú)關(guān)；(微分形式)5、

電容的儲(chǔ)能采用關(guān)聯(lián)參考方向：當(dāng)

u時(shí)，du/dt>0i>0充電當(dāng)

u

時(shí)，du/dt<0i<0放電當(dāng)電容充電，電容吸收功率。u>0，du/dt>0，則i>0，q，p>0。當(dāng)電容放電，電容發(fā)出功率.u>0，du/dt<0，則i<0，q，p<0。表明

電容能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。u、i取關(guān)聯(lián)參考方向由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。從t0到t

電容儲(chǔ)能的變化量：(21)(21022tCutCuWC-=）（1）電容的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變；（2）電容儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。注意6、實(shí)際電容的電路模型為：標(biāo)稱值為：額定電壓..CRO+–uc電容器++++––––+q–q實(shí)際電容器例＋－C0.5Fi求電流i、功率P(t)和儲(chǔ)能W(t)21t/s20u/V電源波形解uS(t)的函數(shù)表示式為:解得電流21t/s1i/A-121t/s20p/W-221t/s10WC/J吸收功率釋放功率21t/s1i/A-1若已知電流求電容電壓，有§

6-2電感元件(inductor)i(t)+-u(t)電感器把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實(shí)際電感器，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，將產(chǎn)生磁通，是一種儲(chǔ)存磁能的部件（t)＝N(t)1。定義電感元件儲(chǔ)存磁能的元件。其特性可用～i平面上的一條曲線來(lái)描述i韋安特性L的單位：亨（利）H(Henry）2、韋安特性i0特點(diǎn)

*線性電感的韋安特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。*線性電感的L是一個(gè)與電壓和電流無(wú)關(guān)的常數(shù)。

L=tg*線性電感具有雙向性。（互換端子）*線性電感具有記憶性。稱動(dòng)態(tài)元件。3、單位4、線性電感電壓、電流關(guān)系：由電磁感應(yīng)定律與楞次定律i+–u–+e當(dāng)u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，取正號(hào)。

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，取負(fù)號(hào)。*Li+–udiu

=±

Ldti,右螺旋,u右螺旋u,i

關(guān)聯(lián)

*u

di/dt,與

i的大小無(wú)關(guān)；(微分形式)當(dāng)

i=常數(shù)(直流)

時(shí)，di/dt=0u

=0短路（穩(wěn)態(tài)）

當(dāng)

i時(shí)，di/dt>0u>0當(dāng)

i

時(shí)，di/dt<0u<0當(dāng)i突變時(shí),di/dt,u出現(xiàn)高電壓5、電感的儲(chǔ)能采用關(guān)聯(lián)參考方向：由此可以看出，電感是無(wú)源元件，它本身不消耗能量，只是儲(chǔ)存或釋放能量。從t0

到t

電感儲(chǔ)能的變化量：22)(1)(1022tLitLiWL-=)(21)(212122)()(2o--===--LitLiLiiLiWtiit吸ddd6、實(shí)際線圈的電路模型為：標(biāo)稱值為：額定電流..ROLi貼片型空心線圈可調(diào)式電感環(huán)形線圈立式功率型電感電抗器§

6.3電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1.電容的串聯(lián)u1uC2C1u2+++--i

等效電容iu+-C等效u1uC2C1u2+++--iiu+-Cu1uC2C1u2+++--i

串聯(lián)電容的分壓i2i1u+-C1C2iiu+-C等效2.電容的并聯(lián)

等效電容3.電感的串聯(lián)下頁(yè)上頁(yè)u1uL2L1u2+++--iiu+-L等效

等效電感返回u1uL2L1u2+++--iiu+-L等效

串聯(lián)電感的分壓u+-L1L2i2i1iu+-L等效4.電感的并聯(lián)

等效電感u+-L1L2i2i1iu+-L等效

并聯(lián)電感的分流注意

以上雖然是關(guān)于兩個(gè)電容或兩個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效，但其結(jié)論可以推廣到n個(gè)電容或n

個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效。電梯按鈕前視圖C1電容模型側(cè)視圖實(shí)例下頁(yè)上頁(yè)C1C3C2返回u(t)+-us(t)+-固定電容C1Cu(t)+-us(t)+-輸出電壓：下頁(yè)上頁(yè)返回C1Cu(t)+-us(t)+-C2C2輸出電壓：

控制計(jì)算機(jī)檢測(cè)到輸出電壓的下降，導(dǎo)致電梯到達(dá)相應(yīng)樓層。上頁(yè)返回1、R、L、C都是無(wú)源元件。2、R消耗電能，L和C不消耗電能，分別以磁場(chǎng)形式和電場(chǎng)形式儲(chǔ)存或釋放電能。3、L和C具有記憶性