電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版,基礎(chǔ)電路dl-6

第六章儲能元件下頁6.1電容元件6.2電感元件6.3儲能元件的串聯(lián)和并聯(lián)6.1電容元件(Capacitor)電容器_q+q在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異號電荷，撤去電源，板上電荷仍可長久地集聚下去，是一種儲存電能的部件。1.定義電容元件儲存電能的元件。其特性可用u～q平面上的一條曲線來描述qu庫伏特性下頁上頁任何時刻，電容元件極板上的電荷q與電壓u成正比，q~u特性是過原點的直線。電路符號2.線性電容元件C稱為電容器的電容,單位：F(法)(Farad，法拉),常用

F、pF、nF等表示。quO單位下頁上頁C＋－u+q－q線性電容的電壓、電流關(guān)系電容元件VCR的微分形式表明:

(1)i的大小取決于u的變化率,與u的大小無關(guān)，電容是動態(tài)元件；(2)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時，i=0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；實際電路中通過電容的電流

i為有限值，則電容電壓u

必定是時間的連續(xù)函數(shù)。下頁上頁C＋－u+q－qu、i取關(guān)聯(lián)參考方向電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件（1）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;電容元件VCR的積分形式表明:注下頁上頁（2）上式中u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。3.電容的功率和儲能功率u、i取關(guān)聯(lián)參考方向下頁上頁電容的儲能（1）電容的儲能只與當(dāng)時的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變；表明（2）電容儲存的能量一定大于或等于零。下頁上頁從t1時刻到t2時刻電容儲能的變化量：電容能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量，轉(zhuǎn)化為電場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。例＋－C0.5Fi求電流i、功率P(t)和儲能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-1下頁上頁21t/s20p/W-221t/s10WC/J吸收功率釋放功率下頁上頁若已知電流求電容電壓，有下頁上頁21t/s1i/A-16.2電感元件(Inductor)＋－u(t)電感器把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實際電感器，當(dāng)電流通過線圈時，將產(chǎn)生磁通，是一種儲存磁場能量的部件。(t)＝N(t)1.定義電感元件儲存磁能的元件。其特性可用～i平面上的一條曲線來描述。i韋安特性下頁上頁i(t)(t)

(t)任何時刻，通過電感元件的電流i與其磁鏈成正比。~i特性是過原點的直線。電路符號2.線性電感元件L稱為電感器的自感系數(shù),L的單位：H(亨)(Henry，亨利)，常用H，mH表示。iO單位+－u(t)iL下頁上頁線性電感的電壓、電流關(guān)系u、i

取關(guān)聯(lián)參考方向表明(1)電感電壓u的大小取決于i的變化率,與i的大小無關(guān)，電感是動態(tài)元件；(2)當(dāng)i為常數(shù)(直流)時，u=0。電感相當(dāng)于短路；實際電路中電感的電壓

u為有限值，則電感電流i

不能躍變，必定是時間的連續(xù)函數(shù)。+－u(t)iL電感元件VCR的微分關(guān)系下頁上頁電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件。（1）當(dāng)u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，上述微分和積分表達式前要冠以負號;表明注下頁上頁電感元件VCR的積分形式（2）上式中i(t0)稱為電感電流的初始值，它反映電感初始時刻的儲能狀況，也稱為初始狀態(tài)。3.電感的功率和儲能功率u、i取關(guān)聯(lián)參考方向下頁上頁電感的儲能（1）電感的儲能只與當(dāng)時的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變；表明（2）電感儲存的能量一定大于或等于零。從t0到t電感儲能的變化量：下頁上頁電感能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。電容元件與電感元件的比較電容C電感L變量電流i磁鏈關(guān)系式電壓u電荷q

(1)元件方程的形式是相似的；(2)若把u–

i，q–

，C–L互換,可由電容元件的方程得到電感元件的方程；(3)C和L稱為對偶元件,

、q等稱為對偶元素。結(jié)論下頁上頁6.3