儲(chǔ)能元件課件

1、第六章 儲(chǔ)能元件電容元件電感元件電容元件電感元件的串并聯(lián)第1頁(yè)，共23頁(yè)。6- 1 電容元件 Capacitors(平板)電容器結(jié)構(gòu)電解電容器瓷質(zhì)電容器聚丙烯膜電容器實(shí)際電容器示例實(shí)際電容器的電磁性質(zhì)：儲(chǔ)存電荷 d金屬極板面積Aq+ui+-q第2頁(yè)，共23頁(yè)。電容器的分類固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。 按電解質(zhì)分類：電解電容器和非電解電容器。 按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進(jìn)的聚丙烯電容等等 。 按使用場(chǎng)合分：高頻耦合旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。 低頻耦合及旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電

2、容器。濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。 調(diào)諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。第3頁(yè)，共23頁(yè)。1.電容元件：電容元件正極板上存儲(chǔ)的電荷量q與極 板間電 壓u 成代數(shù)關(guān)系。 （極板間電 壓u 的方向：從正極板指向負(fù)極板）+q-q+-uCqut1t2第4頁(yè)，共23頁(yè)。2.線性電容元件：即： q=CuC:電容系數(shù)，單位：F(法拉)、F、pF。Michael Faraday (1791-1867)，法拉弟qu+q-q+-uC在每一時(shí)刻該元件的電壓電荷之比為常數(shù)。 庫(kù)伏特性曲線：第5頁(yè)，共23頁(yè)。3.線性電容元件的伏安關(guān)系：（關(guān)聯(lián)參考方向）1 微分形

3、式： 反映電荷量的積儲(chǔ)過程。 2 積分形式： +q-q+-uCi電容電壓：分段表達(dá)形式：第6頁(yè)，共23頁(yè)。4.線性電容元件的能量：在關(guān)聯(lián)參考方向下，電容吸收功率： -，t 期間，電容吸收的電場(chǎng)能量為 ：+q-q+-uCi 一般來(lái)說(shuō)，可找到 t =-， 其WC(- )=0第7頁(yè)，共23頁(yè)。 物理意義：t 時(shí)刻電容上的電荷量(電壓)是 t 時(shí)刻之前由充電、放電而積累起來(lái)的。 記憶元件。 +q-q+-uCi 討論： 物理意義：電容電流與電壓無(wú)關(guān)，而與電壓的變化率成正比； 當(dāng)外加直流電壓，則i=0。 “隔直作用” 動(dòng)態(tài)元件。 第8頁(yè)，共23頁(yè)。當(dāng)電容充電吸收電能（ 吸收功率） 儲(chǔ)存為電場(chǎng)能。當(dāng)電容放電

4、釋放電場(chǎng)能量（發(fā)出功率） 電能。 綜上所述：電容是一種動(dòng)態(tài)、記憶、儲(chǔ)能、無(wú)源元件。+q-q+-uCi 討論：(四) t1到t2時(shí)刻(不論過程)，電容吸收的能量為第9頁(yè)，共23頁(yè)。 例：設(shè) 0.2F 電容流過的電流波形如圖所示,且：u(0)=30V 。 求：電容電壓的變化規(guī)律并畫出波形。(1) 0t3s, i=5A 電容充電+-uCio3s7sti5A-2A畫出電容電壓波形30Vo3s7stu105V第10頁(yè)，共23頁(yè)。65V(2)3st7s, i= 2A 電容放電+-uCio3s7sti5A-2A30Vo3s7stu105V(3) t7s, i=0;電容電壓保持不變 畫出電容電壓波形第11頁(yè)，

5、共23頁(yè)。6-2 電感元件 INDUCTORS 實(shí)際的電感線圈電磁性能：線圈中通以電流 i，會(huì)在其內(nèi)部及周圍激發(fā)磁場(chǎng)(magnetic filed)，產(chǎn)生與線圈交鏈成磁鏈 。磁鏈等于導(dǎo)電線圈匝數(shù)N與穿過線圈各匝的平均磁通量的乘積 即： = N iN第12頁(yè)，共23頁(yè)。1.電感元件：電感元件磁鏈與電流成約束關(guān)系，并且方向上符合右手螺旋關(guān)系。iNi O非線性電感線性電感第13頁(yè)，共23頁(yè)。2.線性電感元件：L:電感系數(shù)(inductance)?；締挝唬汉嗬?(H )，另外有mH,HJoseph Henry (1797-1878)，亨利即： =LiiNi O磁鏈、電流符合右手螺旋關(guān)系 定義：磁鏈與

6、電流成正比關(guān)系的電感元件。線性電感元件的韋安特性曲線。第14頁(yè)，共23頁(yè)。線性電感元件的韋安關(guān)系（關(guān)聯(lián)參考方向）根據(jù)電磁感應(yīng)定律:電感: 動(dòng)態(tài)元件-+uLi 1 微分形式：2 積分形式：電感: 記憶元件第15頁(yè)，共23頁(yè)。線性電感吸收的功率在， t 期間，電感吸收的磁場(chǎng)能量為:-+uLi 一般來(lái)說(shuō)，i(- )=0，電感: 儲(chǔ)能(磁場(chǎng)能)元件t 時(shí)刻，線性電感儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能為： t1到t2時(shí)刻(與中間過程無(wú)關(guān))，電感吸收的能量為:第16頁(yè)，共23頁(yè)。 綜上所述：電感是一種動(dòng)態(tài)、記憶、儲(chǔ)能、無(wú)源元件。當(dāng)i(t) 儲(chǔ)能 電感吸收電能(吸收電 功率) 磁場(chǎng)能。當(dāng)i(t) 儲(chǔ)能 電感釋放磁場(chǎng)能量 電能(發(fā)出電功率)。 -+uLi第17頁(yè)，共23頁(yè)。解：根據(jù)電流的變化規(guī)律，分段計(jì)算如下 例：電路如圖 (a)所示， 0.1H電感通以圖 (b)所示的電流。 求：時(shí)間t0，電感電壓、吸收功率的變化規(guī)律。(a)-+uLitiA3O(b)2s4s6stu,pO(c)2s4s6s0.15Vu0.45Wp第18頁(yè)，共23頁(yè)。tiA3O(b)2s4s6stu,pO(c)2s4s6s0.15Vu0.45Wp電壓、功率均為零。 0.15Vu0.45Wp第19頁(yè)，共23頁(yè)。6-3 電容、電感元件的串并聯(lián)1電容的串聯(lián)：u+-i1C2CnCeqCiu+-第20頁(yè)，共23頁(yè)。2電容的并聯(lián)： 1C2CnCiu+-e