電路-第五版-高等教育出版社-邱關(guān)源-第六章-課件

第六章儲能元件電容和電感元件在電路中的電流電壓關(guān)系功率表達式；電容、電感的串并聯(lián)等效。重點掌握1.掌握儲能元件的伏安特性、在電路中的串并聯(lián)等效值。2.了解儲能元件的儲能原理和能量表達式。學習方法§

6-1電容元件(capacitor)線性電容元件：任何時刻，電容元件極板上的電荷q與電壓u成正比。電路符號電容器++++––––+q–qC與電容有關(guān)兩個變量:C,q對于線性電容，有：

q=Cu

1.元件特性C

稱為電容器的電容電容C的單位：F(法)(Farad，法拉)F=C/V=A?s/V=s/常用

F，nF，pF等表示。Ciu+–+–線性電容的q~u

特性（庫-伏特性）是過原點的直線quOC=q/u

tg

線性電容的電壓、電流關(guān)系：u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向Ciu+–+–或電容充放電形成電流：(1)u>0，du/dt>0，則i>0，q

，正向充電(電流流向正極板)；(2)u>0，du/dt<0，則i<0，q

，正向放電(電流由正極板流出)；(3)u<0，du/dt<0，則i<0，q

，反向充電(電流流向負極板)；(4)u<0，du/dt>0，則i>0，q

，反向放電(電流由負極板流出)；討論：(1)i的大小取決與u

的變化率，與u的大小無關(guān)；

(微分形式)(2)電容元件是一種記憶元件；(積分形式)(3)當u為常數(shù)(直流)時，du/dt

=0

i=0。電容在直流電路中相當于開路，電容有隔直作用；(4)表達式前的正、負號與u，i的參考方向有關(guān)。當u，i為關(guān)聯(lián)方向時，i=Cdu/dt；

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，i=–Cdu/dt

。2.電容的儲能由此可以看出，電容是無源元件，它本身不消耗能量。從t0到t

電容儲能的變化量：§6

-2電感元件(inductor)與電感有關(guān)兩個變量:L,

對于線性電感,有：

=Li

i+–u–+e線性電感元件：任何時刻，電感元件的磁鏈

與電流i成正比。Liu+–電路符號1.元件特性線性電感的

~i

特性（韋-安特性）是過原點的直線

iOL=

/i

tg

=N為電感線圈的磁鏈（韋伯）L

稱為自感系數(shù)電感L的單位：H(亨)(Henry，亨利)H=Wb/A=V?s/A=?s

線性電感電壓、電流關(guān)系：u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向:Liu+–e+–根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律或討論：(1)u的大小取決與i

的變化率，與i的大小無關(guān)；

(微分形式)（動態(tài)元件）(2)電感元件是一種記憶元件；(積分形式)(3)當i為常數(shù)(直流)時，di/dt

=0

u=0。電感在直流電路中相當于短路；(4)表達式前的正、負號與u，i的參考方向有關(guān)。當u，i為關(guān)聯(lián)方向時，u=Ldi/dt；

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，u=–Ldi/dt

。2.電感的儲能由此可以看出，電感是無源元件，它本身不消耗能量。從t0

到t

電感儲能的變化量：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

結(jié)論：(1)元件方程是同一類型；(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。*顯然，R、G也是一對對偶元素:I=U/R

U=I/GU=RI

I=GU6、電容元件電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向時電容是一個具有記憶的元件。電容是一個動態(tài)元件，對于直流相當于開路。

q=Cu

7、電感元件電壓和電流取關(guān)聯(lián)參考方向時電感是一個具有記憶的元件。電感是一個動態(tài)元件，對于直流相當于短路。

=Li

§6

-3電容、電感元件的串聯(lián)和并聯(lián)電容和電感元件為串、并聯(lián)組合時，可以用一個等效電容或等效電感來替