第六章儲(chǔ)能元件§6—1電容元件電容器_q+q

在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，板上電荷仍可長(zhǎng)久地集聚下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件?！?—1電容元件一、符號(hào)與定義1.符號(hào)C2.定義

一個(gè)二端元件，在任意時(shí)刻其電荷

q(t)與端電壓

u(t)之間的關(guān)系可以用

u—q平面上的一條曲線來(lái)描述，則此二端元件稱為電容元件。quO3.線性時(shí)不變電容q(t)=C

u(t)電容值：?jiǎn)挝唬悍ɡ?，法，F(xiàn)庫(kù)伏特性常用

F,nF,pF二、線性時(shí)不變電容的電壓電流關(guān)系C+u–iq(t)=C

u(t)若已知t0時(shí)刻電容電壓為u(t0)，對(duì)

t>t0C+u–iq(t)=C

u(t)若已知t0時(shí)刻電容電壓為u(t0)，對(duì)

t>t0二、線性非時(shí)變電容的電壓電流關(guān)系C+u–iq(t)=C

u(t)若已知t0時(shí)刻電容電壓為u(t0)，對(duì)

t>t0二、線性非時(shí)變電容的電壓電流關(guān)系C+u–iq(t)=C

u(t)若已知t0時(shí)刻電容電壓為u(t0)，對(duì)

t>t0二、線性時(shí)不變電容的電壓電流關(guān)系(1)

電容電流i(t)

取決于電壓u(t)

的變化率，而非

u(t)

本身，電容是動(dòng)態(tài)元件；(2)

電容電壓u(t)

取決于電流

i(t)

從–

到

t

時(shí)刻的積分或者

u(t0)

與

i(t)

從

t0

到

t

時(shí)刻的積分，也不取決于當(dāng)前時(shí)刻的電流值

i(t)本身；(3)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)，i=0。電容相當(dāng)于開(kāi)路，電容有隔斷直流的作用；(4)根據(jù)積分運(yùn)算的性質(zhì)，當(dāng)i(t)

為有限值時(shí)，u(t)

是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，不能突變，即電容電壓具有連續(xù)性，但電容電流不具有連續(xù)性。分析：例1已知C=0.1

F，電壓u(t)如圖所示，求電流i(t)。C+u–it/su/V42O–2126810579t/si/

A0.2O

0.2

0.42681050.314

0.314例2已知C=0.5F，u(0)=2V，電流i(t)如圖所示，求電壓u(t)。0.5F+u–iu(0)=2V123456t/si/A2

2Ou/V123456t/s6O24三、電容電壓的連續(xù)性質(zhì)和記憶性質(zhì)1.連續(xù)性質(zhì)根據(jù)積分運(yùn)算的性質(zhì)，當(dāng)i(t)

為有限值時(shí)，u(t)

是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，不能突變，即電容電壓具有連續(xù)性。

對(duì)

t，u(t

)=u(t+)2.記憶性質(zhì)電容電壓的積分表達(dá)式表明：t時(shí)刻的電壓

u(t)與t時(shí)刻以前電流作用的整個(gè)歷程有關(guān)，這一性質(zhì)稱為電容的記憶性。1.電容的功率

p=u·i四、電容的儲(chǔ)能2.電容的儲(chǔ)能1.電容的功率

p=u·i四、電容的儲(chǔ)能2.電容的儲(chǔ)能——電容在

t時(shí)刻存儲(chǔ)的電場(chǎng)能3.電容儲(chǔ)能的特點(diǎn)(1)(2)

t

時(shí)刻電容的儲(chǔ)能wC(t)

只與電容電壓u(t)

有關(guān)，而與電流無(wú)關(guān)；電容能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路。(3)電容只儲(chǔ)存能量，而不消耗能量。電容是儲(chǔ)能元件。電容在[t1,t2]

時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能的變化量是多少？=WC(t2)–WC(t1)按介質(zhì)材料分類有機(jī)介質(zhì)紙介質(zhì)滌綸電容聚苯乙烯電容聚丙烯電容無(wú)機(jī)介質(zhì)云母電容陶瓷（獨(dú)石）電容五、常用電容器電解質(zhì)電容聚丙稀電容（CBB）兩個(gè)電容分別為：0.56μF，耐壓200V

2.2μF，耐壓100V滌綸電容三個(gè)電容的分別為：0.47μF，耐壓63V0.047μF，耐壓400V4700pF，耐壓160V。紙介電容電容0.47μF，精度20%，耐壓160V。獨(dú)石電容數(shù)字224表示：0.22μF，數(shù)字334表示：0.33μF數(shù)字104表示：0.1μF。數(shù)字510表示：510pF，數(shù)字30表示：30pF，數(shù)字152表示：1500pF.陶瓷電容電解電容電解電容為有極性電容，使用時(shí)極性不能接錯(cuò)。三個(gè)電容的容量和耐壓分別為：220μF、100V，100μF、50V和100

μF、25V。即耐壓高的電解電容，體積也大。部分國(guó)際單位制符號(hào)106 M 兆103 k 千10–3

m 毫10–6

微10–9

n 納10–12

p 皮i(t)+

u(t)電感器把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實(shí)際電感器，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，將產(chǎn)生磁通，是一種儲(chǔ)存磁能的部件

(t)＝N(t)§6—2電感元件§6—2電感元件一、符號(hào)與定義L1.符號(hào)2.定義

一個(gè)二端元件，在任意時(shí)刻其磁鏈

(t)與電流

i(t)之間的關(guān)系可以用

i—

平面上的一條曲線來(lái)描述，則此二端元件稱為電感元件。

iO

(t)=L

i(t)3.線性時(shí)不變電感電感值：?jiǎn)挝唬汉嗬?，H韋安特性常用

H,mH二、線性時(shí)不變電感的電壓電流關(guān)系L+u–i

(t)=L

i(t)若已知t0時(shí)刻電感電流為i(t0)，對(duì)

t>t0根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律L+u–i

(t)=L

i(t)若已知t0時(shí)刻電感電流為i(t0)，對(duì)

t>t0二、線性時(shí)不變電感的電壓電流關(guān)系L+u–i

(t)=L

i(t)若已知t0時(shí)刻電感電流為i(t0)，對(duì)

t>t0二、線性時(shí)不變電感的電壓電流關(guān)系L+u–i

(t)=L

i(t)若已知t0時(shí)刻電感電流為i(t0)，對(duì)

t>t0二、線性非時(shí)變電感的電壓電流關(guān)系(1)

電感電壓u(t)

取決于電流

i(t)

的變化率，而非

i(t)

本身，電感是動(dòng)態(tài)元件；(2)

電感電流i(t)

取決于電壓

u(t)

從–

到

t

時(shí)刻的積分或者

i(t0)

與

u(t)

從

t0

到

t

時(shí)刻的積分，也不取決于當(dāng)前時(shí)刻的電壓值

u(t)本身；(3)當(dāng)i為常數(shù)(直流)時(shí)，u=0。電感相當(dāng)于短路；(4)根據(jù)積分運(yùn)算的性質(zhì)，當(dāng)u(t)

為有限值時(shí)，i(t)

是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，不能突變，即電感電流具有連續(xù)性。分析：三、電感電流的連續(xù)性質(zhì)和記憶性質(zhì)1.連續(xù)性質(zhì)根據(jù)積分運(yùn)算的性質(zhì)，當(dāng)u(t)

為有限值時(shí)，i(t)

是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，不能突變，即電感電流具有連續(xù)性。

對(duì)

t，i(t

)=i(t+)2.記憶性質(zhì)電感電流的積分表達(dá)式表明：t時(shí)刻的電流

i(t)與t時(shí)刻以前電壓作用的整個(gè)歷程有關(guān)，這一性質(zhì)稱為電感的記憶性。1.電感的功率 p=u·i四、電感的儲(chǔ)能2.電感的儲(chǔ)能1.電感的功率 p=u·i四、電感的儲(chǔ)能2.電感的儲(chǔ)能——電感在

t時(shí)刻存儲(chǔ)的磁場(chǎng)能3.電感儲(chǔ)能的特點(diǎn)(1)(2)

t

時(shí)刻電感的儲(chǔ)能WL(t)

只與電感電流i(t)

有關(guān)，而與電壓無(wú)關(guān)；(3)電感只儲(chǔ)存能量，而不消耗能量。電感是儲(chǔ)能元件.電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量，轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路。電感在[t1,t2]

時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能的變化量是多少？=WL(t2)–WL(t1)例1(p.25習(xí)題1-6)圖(a)中L=4H，且i(0)=0，電壓的波形如圖(b)所示。試求當(dāng)t=1s,t=2s,t=3s和t=4s

時(shí)電感電流i。12345t/su/V1010O(b)i/A12345t/s5O2.53.754H+u–i(a)4uC/Vt/sO25–2205OwR/Jt/s4pR/Wt/sO5例串聯(lián)電阻和電容的電流波形如圖所示，求電阻與電容的功率、電阻消耗的能量和電容存儲(chǔ)的能量。1F+uC–1

+uR–iuC(0)