电路第六章储能元件.ppt

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1、第六章 储能元件,6-1 电容元件,6-2 电感元件,6-3 电容、电感元件的串联与并联,教学内容,理解电容、电感元件的储能特性和动态电特性。,教学要求,重点,电容的库伏特性和电感的韦安特性及其各自动态电特性表达式。,难点,已知电容电流i，如何求其电压u；已知电感电压u，如何求其电流i。,学时数,讲课2学时。,6-1 电容元件,一、电容器及其电路符号,电容器是一种能储存电荷或者说储存电场能量的部件。,二、库伏特性,对于线性电容元件：,C 称为电容器的电容。,C 的单位是：法(F)，微法(F)，皮法(pF),电容元件是反映这种物理现象的电路模型。,6-1 电容元件,当电压变化率为零，即电压为恒定

2、电压时，流过电容电流为零，故电容对直流电路视作开路。,三、电压与电流的关系,若电容元件的电压与电流取关联参考方向，则,显然，电容元件的电压与电流具有动态关系，因此电容元件是一动态元件。,6-1 电容元件,若指定t0为时间的起点并设为零，则,显然，电容电压除与 0 到 t 的电流值有关外，还与u(0)值有关，因此电容元件是一有记忆的元件。,四、功率与能量,在电压与电流的关联参考方向下，线性电容元件吸收的功率为,6-1 电容元件,从t=-到 t 时刻，电容元件吸收的电场能量为,若u(-)=0，则,电容元件在任何时刻t 储存的电场能量WC 将等于其所吸收的能量。,从时间 t1 到 t2，电容元件吸收

3、的能量为,6-1 电容元件,电容元件是储能元件，不是耗能元件。,电容元件充电时，电容元件吸收能量。,电容元件放电时，电容元件释放能量。,6-2 电感元件,一、线圈及其电路符号,电感元件是实际线圈的一种理想化模型，它反映了电流产生磁通和磁场能量储存这一物理现象。,(自感)磁通：,(自感)磁通链：,当磁通链L 随时间变化时，在线圈的端子间产生感应电压 u。,单位：韦伯(Wb),电感单位：亨(H)、毫亨(mH),二、韦安特性,6-2 电感元件,对于线性电感元件：,L 称为自感系数或电感，它是一正实常数。,三、电压与电流的关系,根据电磁感应定律，有,当电流变化率为零，即电流为恒定电流时，电感两端电压为

4、零，故电感对直流电路视作短路。,6-2 电感元件,显然，电感元件的电压与电流具有动态关系，因此电感元件是一动态元件。,若指定t0为时间的起点并设为零，则,显然，电感电流除与 0 到 t 的电压值有关外，还与i(0)值有关，因此电感元件是一有记忆的元件。,6-2 电感元件,四、功率与能量,在电压与电流的关联参考方向下，线性电感元件吸收的功率为,从t=-到 t 时刻，电感元件吸收的磁场能量为,若i(-)=0，则,6-2 电感元件,电感元件在任何时刻t 储存的磁场能量WL 将等于其所吸收的能量。,从时间 t1 到 t2，电感元件吸收的能量为,电感元件是储能元件，不是耗能元件。,当电流 增加时，电感元件吸收能量。,当电流 减少时，电感元件释放能量。,6-3 电容、电感元件的串联与并联,一、电容的串联与并联,电容的串联,Ceq为串联的等效电容：,6-3 电容、电感元件的串联与并联,电容的并联,u(t0)为n个串联电容的等效初始条件,Ceq为并联的等效电容：,6-3 电容、电感元件的串联与并联,二、电感的串联与并联,电感的串联,Leq为串联的等效电感：,6-3 电容、电感元件的串联与并联,电感的并联,Leq为并联的等效电感：,i(t0)为n个并联电感的等效初始条件,第六章作业,