电容电感教学ppt课件.ppt

第6章 电感元件与电容元件,1.电容元件的特性,3.电容、电感的串并联等效,重点：,2.电感元件的特性,一、电容器,1、电容元件的概念,电容元件的原型是平板电容器，基本特性是存储在极板上的电荷量 q 与两极板之间的电压 u 满足代数关系。,电容元件的符号,有极性,无极性,C,C,6-1 电容元件,云母电容器,薄膜电容器,瓷片电容器,电解电容器,电解电容器,电力电容,电容库伏特性曲线,线性电容,非线性电容,2、电容元件的库伏特性,用 q-u 平面上的一条曲线 fC(q,u)=0 描述,线性电容的qu 特性是过原点的一条直线,电容元件的参数为特性曲线的斜率，记作 C，,C 称为电容元件的电容（量）,q=Cu 或,单位法拉（F），微法F(10-6F)、皮法 pF(10-12F)。,C tg,电容的容量,u,i 取关联参考方向,3.线性电容的伏安特性,动态元件,q=Cu,dt=,du,记忆元件,t0=0,初始电压,初始电压,小结：,(2)当 u 为常数(直流)时，du/dt=0 i=0。电容在直流电路中相当于开路，电容有隔直作用；,(3)电容元件是一种记忆元件；(积分形式)电容上的电压所不仅与t,t0时间间隔内的电流有关，还与初始电压u(t0)有关，说明电容是一种记忆元件,在某一时刻电容的电流取决于该时刻电容电压的变化率。电容电压变化越快，电流的值越大（微分式）,i=Cdu/dt,i=Cdu/dt,(4)表达式前的正、负号与u，i 的参考方向有关,关联参考方向下表达式中取“”号,非关联参考方向下表达式中取“”号,4.电容的储能,由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。,u,i 取关联参考方向,以电场方式储存,可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身不消耗能量（无损）,与电流无关,储能元件,电容的储能只与当时的电压值有关，储能不能跃变，反映了电容电压不能跃变；电容储存的能量一定大于或等于零。,？,电容两端的电压是直流时,储存的电场能量是否为0？,否！,例,求电容电流i、功率P(t)和储能W(t),电源波形,解,uS(t)的函数表示式为:,解得电流,0,0.5F,吸收功率,发出功率,1、电感元件的概念,电感元件的原型是空心线圈，基本特性是线圈,中的磁通量 与流过线圈的电流 i 满足代数关系,磁链，单位（Wb，韦伯）,=N,一个线圈的磁通量,电感电路符号,6-2 电感元件,电感线圈,贴片型功率电感,贴片电感,功率贴片电感是用线圈制作的，它的作用多是扼流滤波和滤除高频杂波，它的外形有很多种：有的像电阻、有的像二极管、有的一看上去就是线圈,贴片型空心线圈,可调式电感,环形线圈,立式功率型电感,电抗器,线性电感,任何时刻，磁链 与电流 i 成正比。,2、元件特性：韦安特性,电感韦安特性曲线,线性电感,非线性电感,(t)=Li(t)或,用-i 平面上的一条曲线 fL(,i)=0 描述,线性电感的韦安特性是过原点的直线,电感元件的参数为特性曲线的斜率，记作 L,单位亨利（H），毫亨mH(10-3H)和微亨H(10-6H),自感系数,由电磁感应定律与楞次定律,u,i 关联i,右螺旋u,一致,3.线性电感电压、电流关系,根据电磁感应定理，感应电压等于磁链的变化率,电感的伏安特性：,（u,i 关联）,动态元件,初始电流,dt=,di,(1)u的大小取决与 i 的变化率，与 i 的大小无关；,(3)电感元件是一种记忆元件；,小结：,电感是无源元件，它本身不消耗能量。,4.电感的储能,可正可负，有时吸收能量，有时放出能量，但本身也不消耗能量（无损耗）,以磁场方式储存,储能元件,储能与电压无关,电感的储能只与当时的电流值有关，电感电流不能跃变，反映了储能不能跃变。电感储存的能量一定大于或等于零。,？,电感中的电流是直流时,储存的磁场能量是否为0？,否！,电容元件与电感元件的比较：,电容 C,电感 L,变量,电流 i磁链,关系式,电压 u 电荷 q,是一种无源器件,是一种贮能元件,是记忆性质的元件,小结：,6.3 电容、电感元件的串联与并联,1.电容的串联,等效电容,串联电容的分压,N个电容串联：,结论：,2、串联电容上电压的分配与电容的容量成反比,1、串联电容的总容量,2.电容的并联,等效电容,并联电容的分流,C=C1 C2+Cn,结论：,2、并联电容上电流的分配与电容的容量成正比,1、并联电容的总容量,N个电容并联：,3.电感的串联,等效电感,串联电感的分压,n个电感串联,L=L1 L2+Ln,结论：,2、串联电感上电压的分配与电感成正比,1、串联电感的总感量,4.电感的并联,等效电感,并联电感的分流,n个电感并联的约束关系,结论：,2、并联电感上电流的分配与电感成反比,1、并联电感的总感量,