電容元件、電感元件的并聯(lián)及串聯(lián)

第六章儲(chǔ)能元件§6-1電容元件§6-2電感元件§6-3電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1§6-1電容元件

電容器：由兩塊金屬極板間隔以不同的介質(zhì)（如云母、瓷介質(zhì)、絕緣紙、聚酯膜、電解質(zhì)等）組成。當(dāng)在極板上外加電壓后，在兩塊極板上將分別聚集等量的正、負(fù)電荷，并在介質(zhì)中建立起電場(chǎng)從而具有電場(chǎng)能量。將電源移去后，電荷仍可繼續(xù)聚集在極板上，電場(chǎng)繼續(xù)存在。因此電容器是一種能夠儲(chǔ)存電荷或以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的器件。_+qqU電導(dǎo)體由絕緣材料分開(kāi)就可以產(chǎn)生電容。注意2qu1.定義

電容元件：儲(chǔ)存電場(chǎng)能的兩端元件。任何時(shí)刻其儲(chǔ)存的電荷q與其兩端電壓u之間為代數(shù)關(guān)系f(u,q)=0，可以用q~u平面上過(guò)原點(diǎn)的一條曲線來(lái)描述。1）定義2.線性電容元件庫(kù)伏特性qu非線性電容線性電容：任何時(shí)刻其儲(chǔ)存的電荷q與其電壓u成正比，q-u特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線。3電容，正常數(shù)；單位：F(法拉)，常用F,pF表示C＋－ui3）電壓、電流關(guān)系(VCR)①關(guān)聯(lián)參考方向微分形式1F=10-6F，1pF=10-12F2）電路符號(hào)C4b.當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)，i=0，電容相當(dāng)于開(kāi)路，因此電容有隔斷直流的作用。c.實(shí)際電路中電容電流i為有限值，因此電容電壓u必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，即電容電壓不會(huì)突變。a.電容電流i的大小取決于電壓u的變化率，而與u的大小無(wú)關(guān)，因此電容為動(dòng)態(tài)元件。表明積分形式5a.任何時(shí)刻電容電壓u的大小與-∞到該時(shí)刻的所有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的作用，因此稱電容為記憶元件。表明

b.研究某一初始時(shí)刻t0以后的電容電壓，需要知道t0時(shí)刻的電容電壓u(t0)和t0時(shí)刻及以后的電容電流。②非關(guān)聯(lián)參考方向微分形式積分形式64）功率與儲(chǔ)能①功率u、i取關(guān)聯(lián)參考方向電容元件在一段時(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，因此電容元件是儲(chǔ)能元件，自身不消耗能量。表明7從t0到t電容儲(chǔ)能的變化量：②儲(chǔ)能0

電容為無(wú)源元件，其儲(chǔ)能只與當(dāng)前的電壓有關(guān)，電容電壓不能突變，反映了其儲(chǔ)能不能突變。表明8＋－C0.5Fi求電容電流i、功率P(t)和儲(chǔ)能W(t)。21t/s20uS/V解uS(t)的函數(shù)表示式為:例921t/s1i/A-121t/s20p/W-2吸收功率發(fā)出功率21t/s10WC/J10幾種常見(jiàn)的實(shí)際電容器安規(guī)電容瓷片電容電解電容獨(dú)石電容金屬膜電容可調(diào)電容紐扣式法拉電容貼片鉭電容11實(shí)際電容器的電路模型：_q+qiC＋－uGC＋－uiC＋－uGL12電力電容器13沖擊電壓發(fā)生器14超級(jí)電容器：又稱雙電層電容器，利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：介于電容和電池之間新型儲(chǔ)能器件。具有超大容量，功率密度和用途：不間斷電源，備用電源，驅(qū)動(dòng)電源；電動(dòng)汽車動(dòng)力電源。和能量密度高，可大電流快速充放電，效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)。15§6-2電感元件

電感線圈：把金屬導(dǎo)線繞在骨架上，構(gòu)成一個(gè)電感線圈。當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，線圈中及其周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)而具有磁場(chǎng)能量。電感線圈是一種能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的器件。i+-u

：每匝線圈的磁通N：線圈匝數(shù)：線圈的磁鏈

=N16i1.定義非線性電感i線性電感

電感元件：儲(chǔ)存磁場(chǎng)能的兩端元件。任何時(shí)刻其所交鏈的磁鏈與其電流i之間為代數(shù)關(guān)系f(,i)=0，可以用~i平面上過(guò)原點(diǎn)的一條曲線來(lái)描述。韋安特性1）定義2.線性電感元件：任何時(shí)刻其交鏈的磁鏈與其電流i成正比，-i特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線。17電感或自感，正常數(shù)；單位：H(亨利)，常用H、mH表示。2）電路符號(hào)L3）電壓、電流關(guān)系(VCR)+－uiL1mH=10-3H，1H=10-6H①關(guān)聯(lián)參考方向微分形式18b.當(dāng)i為常數(shù)(直流)時(shí)，u=0，電感相當(dāng)于短路。c.實(shí)際電路中電感電壓u為有限值，因此電感電流i必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，即電感電流不會(huì)突變。a.電感電壓u的大小取決于電流i的變化率，而與電流i的大小無(wú)關(guān)，因此電感為動(dòng)態(tài)元件。表明積分形式19a.任何時(shí)刻電感電流i的大小與-∞到該時(shí)刻的所有電壓值有關(guān)，即電感元件有記憶電壓的作用，因此電感也是記憶元件。表明

b.研究某一初始時(shí)刻t0以后的電感電流，需要知道t0時(shí)刻的電感電流i(t0)和t0時(shí)刻及以后的電感電壓。②非關(guān)聯(lián)參考方向微分形式積分形式204）功率與儲(chǔ)能①功率u、i取關(guān)聯(lián)參考方向電感元件在一段時(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，因此電感元件是儲(chǔ)能元件，自身不消耗能量。表明21從t0到t電感儲(chǔ)能的變化量：②儲(chǔ)能0

電感為無(wú)源元件，其儲(chǔ)能只與當(dāng)前的電流有關(guān)，電感電流不能突變，反映了其儲(chǔ)能不能突變。表明22貼片型功率電感貼片電感23貼片型空心線圈可調(diào)式電感環(huán)形線圈立式功率型電感24電抗器25§6-3電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1.電容的串聯(lián)1）等效電容等效iu+C-u1uC2C1u2+++--i-2）串聯(lián)電容的分壓262.電容的并聯(lián)1）等效電容i2i1u+-C1C2i等效iu+C-2）并聯(lián)電容的分流273.電感的串聯(lián)1）等效電感u1uL2L1u2+++--