電路-第五版-高等教育出版社-邱關源-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系功率表達式；電容、電感的串并聯等效。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、電流關系：u,i

取關聯參考方向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；

(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(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。當u，i為關聯方向時，i=Cdu/dt；

u，i為非關聯方向時，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、電流關系：u,i

取關聯參考方向:Liu+–e+–根據電磁感應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；

(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(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。當u，i為關聯方向時，u=Ldi/dt；

u，i為非關聯方向時，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

關系式電壓u

電荷q

結論：(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聯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聯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、電感元件的串聯和并聯電容和電感元件為串、并聯組合時，可以用一個等效電容或等效電感來替