ch电容元件和电感元件实用.pptx
引言p 什么是动态电路？什么是动态电路？-含有电容、电感元件的电路含有电容、电感元件的电路p 动态电路的特点？动态电路的特点？-t-t时刻的输出与时刻的输出与t t时刻的输入和时刻的输入和t t时刻以时刻以前的输入有关，具有记忆性。前的输入有关，具有记忆性。第1页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第2页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第3页/共46页电容器聚集电荷、存储电场能量的元件。+-+q-qu第4页/共46页电容元件的定义若一个二端元件在任一时刻，其电荷q取决于同一时刻电压u，关系可用u-q平面上一条曲线确定，则称此二端元件为电容元件。a)符号符号 b)电容的库伏特性电容的库伏特性 (c d)线性电容及线性电容及库伏特库伏特性性 第5页/共46页 若系数若系数C为常数，称线性电容。为常数，称线性电容。单位：单位：F,F,F,pFF,pF线性电容元件的定义u+-+q-qi第6页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第7页/共46页电容的VAR：i-u关系Cu(t)+_i(t)i(t)取决于u(t)在此时刻的变化率 通交流、隔直流第8页/共46页p u(t)u(t)取决于取决于i(t)i(t)从从到到t t的积分，电容电压与电流过去历史有关，的积分，电容电压与电流过去历史有关，说明说明电容电压有记忆性电容电压有记忆性。电容的VAR：u-i关系p u(t)u(t)取决于初始值取决于初始值u(tu(t0 0)和和t t0 0到到t t的电压增量。的电压增量。第9页/共46页例例1 1 已知已知 u(t)u(t)如图所示，求如图所示，求 i(t)i(t)及波形。及波形。t(s)110121341Fu(t)+_i(t)0-1：1-3：3-4：u(t)t(s)1102134i(t)解：按时间分段计算：解：按时间分段计算：第10页/共46页例例2 2 已知已知:u(0)=0:u(0)=0和和i(t)i(t)，C=1FC=1F，求，求 u(t)u(t)并画波形。并画波形。u(V)1234t(s)00.51t(s)i(A)1102134解：分段求积分：解：分段求积分：0-1：1-3：第11页/共46页u(V)1234t(s)00.51t(s)i(A)1102134解：分段求积分：解：分段求积分：3-4：例例3 3 已知已知:u(0)=0:u(0)=0和和i(t)i(t)，C=1FC=1F，求，求 u(t)u(t)并画波形。并画波形。第12页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第13页/共46页电容电压的连续性电流为有限值时，电压是时间的连续函数。电容电压不能跃变第14页/共46页证明如下：要证明是连续的，必须证明：而：且：所以：第15页/共46页电容电压的记忆性 u(t)取决于i(t)从到t的积分，电容电压与电流过去历史有关。第16页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第17页/共46页电容的功率Cu(t)+_i(t)P P0 0 吸收功率吸收功率P P0 0 产生功率产生功率第18页/共46页电容的能量第19页/共46页电容的储能p电容的储能取决于该时刻电容电压，与电容的储能取决于该时刻电容电压，与电流无关。电流无关。电容电压电容电压反映了电容的储能反映了电容的储能状态，也叫做状态，也叫做状态变量状态变量。p电容只是储能元件，而没有耗散能量。电容只是储能元件，而没有耗散能量。第20页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第21页/共46页电感器：储存磁场能的部件iN圈圈总磁通称磁链：总磁通称磁链：(t)=N是磁链与电流相约束的部件。是磁链与电流相约束的部件。第22页/共46页i io o 一个两端元件，在任意时刻一个两端元件，在任意时刻t t，其电流，其电流i(t)i(t)和磁通链和磁通链 之间的关系可以之间的关系可以用用 一条曲线来确定，则此两端元件称电感元件。一条曲线来确定，则此两端元件称电感元件。若任一时刻电流与磁通链符合右手螺旋法则，且：若任一时刻电流与磁通链符合右手螺旋法则，且：其中其中L L为常数，则该元件称线性非时变电感元件，简称电感。为常数，则该元件称线性非时变电感元件，简称电感。电感的韦安特性电感的韦安特性(t)u(t)+_i(t)电感的定义第23页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第24页/共46页电感的VAR：u-i关系 电流的变化率决定电感电压的大小 通直流，阻交流(t)u(t)+_i(t)第25页/共46页电感的VAR：i-u关系 电感电流与所有时间段的电压有关 电感电流具有记忆性(t)u(t)+_i(t)(t)u(t)+_i(t)第26页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第27页/共46页电感电流的连续性电压为有限值时，电流是时间的连续函数；也叫做电感电流不能跃变。第28页/共46页电感电流的记忆性电感电流与t时刻以前的所有电压有关。电感是记忆元件第29页/共46页例1：已知 A，L=0.5H,求 u(t)Lu(t)+_i(t)解：第30页/共46页t(s)u(V)10213-1例2：已知 L=1H，求 u(t)i(A)t(s)10213-1解：=t+11-t+3-1002231V 0-1V-100223=第31页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第32页/共46页电感的功率p(t)=u(t)i(t)瞬时功率P0 吸收P0 产生Lu(t)+_i(t)第33页/共46页电感的能量和储能t时刻储能说明：电感是无源元件，能量储藏在磁场中；说明：电感是无源元件，能量储藏在磁场中；电电感感电流电流反映了电反映了电感感的储能状态，的储能状态，是状态变量是状态变量。第34页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第35页/共46页电路的对偶量第36页/共46页电路的对偶性第37页/共46页第6章 电容与电感元件1 电容元件2 电容的VAR3 电容电压的连续性和记忆性4 电容的储能5 电感元件6 电感的VAR7 电感电流的连续性和记忆性8 电感的储能9 电容电感的对偶性10 电容电感的串并联第38页/共46页电容的串联C1C2Cnu(t)Csu(t)ii第39页/共46页u(t)Cpu(t)ii。C1C2Cn电容的并联第40页/共46页电感的串联第41页/共46页电感的并联第42页/共46页u(t)Cpu(t)ii。C1C2Cn第43页/共46页C1C2Cnu(t)Csu(t)ii第44页/共46页实例U+U1-C1C2U1=?+U2-第45页/共46页感谢您的欣赏！第46页/共46页
