電感元件和電容元件課件第一頁，共39頁。目的與要求理解電容、電感元件上的u-i關(guān)系2.會(huì)分析電容器的串并聯(lián)電路第一頁第二頁，共39頁。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）電容器的串并聯(lián)電路

（2）電容、電感元件上的u-i關(guān)系

難點(diǎn)：（1）電容器串聯(lián)使用時(shí)最大工作電壓的計(jì)算

（2）電容、電感元件上的u-i關(guān)系

第二頁第三頁，共39頁。

1.電容元件是一個(gè)理想的二端元件,它的圖形符號(hào)如圖3.1所示。(3.1)圖3.1線性電容元件的圖形符號(hào)3.1電容元件

3.1.1電容元件的基本概念（一）第三頁第四頁，共39頁。

3.1.1電容元件的基本概念（二）2.電容的SI單位為法［拉］,符號(hào)為F;1F=1C／V。常采用微法（μF）和皮法（pF）作為其單位。第四頁第五頁，共39頁。3.1.2電容元件的u—i關(guān)系dtduCi=dtdqi=根據(jù)電流的定義，及q=Cu電流與該時(shí)刻電壓的變化率成正比。若電壓不變，i=0。電容相當(dāng)與開路（隔直流作用）關(guān)聯(lián)參考方向下第五頁第六頁，共39頁。3.1.3電容元件的儲(chǔ)能（一）電容元件吸收的電能為

在電壓和電流關(guān)聯(lián)的參考方向下,電容元件吸收的功率為第六頁第七頁，共39頁。3.1.3電容元件的儲(chǔ)能（二）從時(shí)間t1到t2,電容元件吸收的能量為若選取t0為電壓等于零的時(shí)刻,即u(t0)=０第七頁第八頁，共39頁。例３.１（一）圖3.2例3.1圖圖3.2（a）所示電路中,電容C＝0.5μF,電壓u的波形圖如圖3.2（b）所示。求電容電流i,并繪出其波形。第八頁第九頁，共39頁。例３.１（二）解由電壓u的波形,應(yīng)用電容元件的元件約束關(guān)系,可求出電流i。當(dāng)0≤t≤1μs,電壓u從０均勻上升到10V,其變化率為第九頁第十頁，共39頁。例３.１（三）由式(３.2)可得

當(dāng)1μs≤t≤3μs,5μs≤t≤7μs及t≥8μs時(shí)，電壓u為常量,其變化率為第十頁第十一頁，共39頁。例３.１（四）

當(dāng)7μs≤t≤8μs時(shí),電壓u由－10V均勻上升到０,其變化率為故電流第十一頁第十二頁，共39頁。例３.１（五）故電流第十二頁第十三頁，共39頁。3.2電容的串、并聯(lián)

3.2.1電容器的并聯(lián)（一）

第十三頁第十四頁，共39頁。3.2.1電容器的并聯(lián)（二）第十四頁第十五頁，共39頁。3.2.2電容器的串聯(lián)（一）第十五頁第十六頁，共39頁。3.2.2電容器的串聯(lián)（二）第十六頁第十七頁，共39頁。例3.2（一）電路如圖3.5所示,已知U=18V,C1=C2=6μF,C3=3μF。求等效電容C及各電容兩端的電壓U1,U2,U3。

圖3.5例3.2圖第十七頁第十八頁，共39頁。例3.2（二）解Ｃ2與C3串聯(lián)的等效電容為第十八頁第十九頁，共39頁。例3.2（三）第十九頁第二十頁，共39頁。例3.3（一）已知電容C1=4μF,耐壓值UM1=150V,電容C2=12μF,耐壓值UM1=360V。（1）將兩只電容器并聯(lián)使用,等效電容是多大？最大工作電壓是多少？（2）將兩只電容器串聯(lián)使用,等效電容是多大？最大工作電壓是多少？第二十頁第二十一頁，共39頁。例3.3（二）解（1）將兩只電容器并聯(lián)使用時(shí),等效電容為其耐壓值為（2）將兩只電容器串聯(lián)使用時(shí),等效電容為第二十一頁第二十二頁，共39頁。例3.3（三）①求取電量的限額②求工作電壓第二十二頁第二十三頁，共39頁。3.3電感元件

3.3.1電感元件的基本概念（一）自感磁鏈（３.６）稱為電感元件的自感系數(shù),或電感系數(shù),簡(jiǎn)稱電感。

第二十三頁第二十四頁，共39頁。3.3.1電感元件的基本概念（二）圖3.7線圈的磁通和磁鏈第二十四頁第二十五頁，共39頁。3.3.1電感元件的基本概念（三）圖3.8線性電感元件第二十五頁第二十六頁，共39頁。3.3.1電感元件的基本概念（四）電感SI單位為亨［利］,符號(hào)為H;1H=1Wb／A。通常還用毫亨（mH）和微亨（μH）作為其單位,它們與亨的換算關(guān)系為第二十六頁第二十七頁，共39頁。3.3.2電感元件的u—i關(guān)系(3.7)第二十七頁第二十八頁，共39頁。3.3.3電感元件的儲(chǔ)能（一）(3.8)在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下,電感元件吸收的功率為從t0到t時(shí)間內(nèi),電感元件吸收的電能為第二十八頁第二十九頁，共39頁。3.3.3電感元件的儲(chǔ)能（二）從時(shí)間t1到t2,電感元件吸收的能量為若選取t0為電流等于零的時(shí)刻,即i(t0)=０第二十九頁第三十頁，共39頁。例3.4（一）電路如圖3.9（a）所示,L=200mH,電流i的變化如圖3.9（b）所示。（1）求電壓uL,并畫出其曲線。（2）求電感中儲(chǔ)存能量的最大值。（3）指出電感何時(shí)發(fā)出能量,何時(shí)接受能量？第三十頁第三十一頁，共39頁。例3.4（二）圖3.9例3.4圖第三十一頁第三十二頁，共39頁。例3.4（三）解（1）從圖3.9（b）所示電流的變化曲線可知,電流的變化周期為3ms,在電流變化每一個(gè)周期的第1個(gè)1/3周期,電流從0上升到15mA。其變化率為第三十二頁第三十三頁，共39頁。例3.4（四）在第２個(gè)1/3周期中,電流沒有變化。電感電壓為uL=0。在第３個(gè)1/3周期中,電流從15mA下降到0。其變化率為電感電壓為所以,電壓變化的周期為3ms,其變化規(guī)律為第1個(gè)1/3周期,uL=3V;第2個(gè)1/3周期,uL=0;第3個(gè)1/3周期,uL=-3V。第三十三頁第三十四頁，共39頁。例3.4（五）（2）從圖3.9（b）所示電流變化曲線中可知第三十四頁第三十五頁，共39頁。例3.4（六）第2個(gè)1/3周期中第3個(gè)1/3周期中（3）從圖3.9（a）和圖3.9（b）中可以看出,在電壓、電流變化對(duì)應(yīng)的每一個(gè)周期的第1個(gè)1/3周期中第三十五頁第三十六頁，共39頁。例3.4（七）所以,該電感元件能量的變化規(guī)律為在每個(gè)能量變化周期的第1個(gè)1/3周期中,p>0,電感元件接受能量;第2個(gè)1/3周期中,p=0電感元件既不發(fā)出能