《電路分析基礎(chǔ)》課件-第6章 電容元件和電感元件

收音機(jī)電路中波輸入調(diào)諧電路調(diào)頻輸入調(diào)諧電路6.2電感元件6.1電容元件6.3電容器與電感器6.4電容器與電感器的電路模型第6章電容元件與電感元件

教學(xué)目標(biāo)

（1）基本要求：掌握動(dòng)態(tài)元件（電容和電感元件）的VAR、儲(chǔ)能，以及動(dòng)態(tài)性質(zhì)、惰性性質(zhì)；（2）對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的具體貢獻(xiàn)：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)的微分/積分知識(shí)計(jì)算電壓或電流，以及準(zhǔn)確畫出變化波形圖；掌握電容和電感元件的基本特性，能初步應(yīng)用于分析動(dòng)態(tài)電路；電容器：電容器是一種能聚集電荷、儲(chǔ)存電場能量的二端元件。兩塊金屬極板用介質(zhì)隔開就構(gòu)成一個(gè)電容器件。在外電源的作用下，兩個(gè)極板上能分別存貯等量的異性電荷，形成電場，貯存電能。電容元件是實(shí)際電容器的理想化模型。+q-qE+－

US§6.1電容元件變化，變化線性非時(shí)變電容元件非線性時(shí)變非線性非時(shí)變一、定義：

一個(gè)二端元件，如果在任意時(shí)刻t，它所聚集的電荷q(t)與它兩端的電壓u(t)可用u~q平面上的一條曲線描述，則此二端元件稱電容元件。uq所有tuquq所有tt1t2t3二、線性非時(shí)變電容元件C：單位為法拉(F)（庫侖/伏特），常用μF、pF。C：單位電壓作用下所聚集電荷的數(shù)量，稱為電容量，與q，u，t無關(guān)的正值常量。uq所有t

三、線性非時(shí)變電容元件的伏安關(guān)系（VAR）+u-若非關(guān)聯(lián)？i因：故：1、電容元件為動(dòng)態(tài)元件電容的電壓最大，電流就最大？電壓為零，電流就為零？特別當(dāng)因此，電容有阻斷直流的功能。電流和電壓的變化率成正比常數(shù)（直流）有2、電容為記憶元件在t時(shí)刻，電容器兩端的電壓不僅與該時(shí)刻的電流有關(guān)，而且與t前所有時(shí)刻的電流值有關(guān)故：t0時(shí)刻電容的電壓——初始電壓因：3、電容為惰性元件若流過電容的電流存在突變，則只要這種突變是有限的，電容的電壓是連續(xù)的，即不會(huì)發(fā)生突變。當(dāng)：絕對(duì)可積4、電容的儲(chǔ)能電容在某一時(shí)刻的儲(chǔ)能只與該時(shí)刻的電壓值有關(guān)；★電容元件的伏安關(guān)系（VAR）+u-電容的貯能儲(chǔ)存能量動(dòng)態(tài)特性記憶特性惰性特性測(cè)試1下列有關(guān)電容元件特性正確的是電容可以儲(chǔ)存電能在直流穩(wěn)定時(shí)（電容的電壓不變化），則電容的電流為零，相當(dāng)于開路對(duì)于電容而言，變化的電壓才會(huì)產(chǎn)生電流ABCD提交某時(shí)刻電容儲(chǔ)存的能量多少與其在此時(shí)刻的電壓值有關(guān)E電容的電壓為零時(shí)，電流也一定為零，反之亦然F若某時(shí)刻電容的電壓值不為零，說明之前一定有電流作用過√√√√√多選題1分此題未設(shè)置答案，請(qǐng)點(diǎn)擊右側(cè)設(shè)置按鈕電感器：電感器是一種能建立磁場，儲(chǔ)存磁場能量的二端元件。將導(dǎo)線繞制成線圈構(gòu)成一個(gè)簡單的電感器件。在外電源（電流）作用下，就會(huì)在線圈內(nèi)外建立起磁場，產(chǎn)生磁通。電感元件是實(shí)際電感器的理想化模型。§6.2電感元件變化，變化

一、定義：非時(shí)變線性電感元件:L:單位電流所產(chǎn)生的磁通數(shù)(韋伯/安培)，單位亨利（H）。

符號(hào)二、線性非時(shí)變電感元件的伏安關(guān)系根據(jù)電磁感應(yīng)定律：得：思考：與電容的有何區(qū)別與聯(lián)系？★電感元件的伏安關(guān)系（VAR）電感的貯能測(cè)試2下列有關(guān)電感元件特性正確的是電感可以儲(chǔ)存磁能在直流穩(wěn)定時(shí)（電感的電流不變化），則電感的電壓為零，相當(dāng)于短路對(duì)于電感而言，變化的電流才會(huì)產(chǎn)生電壓ABCD提交某時(shí)刻電感儲(chǔ)存的能量多少與其在此時(shí)刻的電流值有關(guān)E電感的電壓為零時(shí)，電流也一定為零，反之亦然F電感具有通直流，阻交流的特點(diǎn)√√√√√多選題1分此題未設(shè)置答案，請(qǐng)點(diǎn)擊右側(cè)設(shè)置按鈕一、

電感和電容的伏安特性（VAR）元件約束二、

電感和電容的性質(zhì)理解與電阻元件不同的地方儲(chǔ)存能量動(dòng)態(tài)特性記憶特性惰性特性小結(jié)例1、電路如圖，已知1FiiL+－u0.5H解:設(shè)uC、uL、iC、如圖iC有：VARKCL+－uC+－uL2

3F0.25H+－uc例2、在圖所示電路中，已知求時(shí)電路的電流+－uL解:設(shè)iR、i1、uL如圖VARKVLKCLi1iR有一、電阻電路：

電阻元件是即時(shí)元件，其電壓、電流同時(shí)存在同時(shí)消失，遵循歐姆定律(t=0)US_＋SRIIt0問題討論t<0時(shí)開關(guān)未閉合，t=0時(shí)開關(guān)閉合，問開關(guān)閉合前后電路電流波形t<0時(shí)，I=0t>0時(shí)，I=US/R

電容的電路存在過渡過程。uCt0(t=0)US_＋SCiCRuC_＋US二、電容電路：問題討論假設(shè)t<0時(shí)電容電壓uC=0，t=0時(shí)開關(guān)閉合，問開關(guān)閉合前后電容的電壓和電流的波形ict0US/Rt<0時(shí)，uc=0，ic=0

t=0時(shí)，uc=0,ic=US/Rt>0時(shí)，uc增大，ic減小,t=∞時(shí)，uc=US，ic=0,

在這個(gè)例子中電容在t=0和t=∞時(shí)分別等效為什么？iLt0(t=0)US_＋SLiLR

電感的電路也存在過渡過程。三、電感電路：問題討論假設(shè)t<0時(shí)電感電流iL=0，t=0時(shí)開關(guān)閉合，問開關(guān)閉合前后電感的電壓和電流的波形uLt0USt<0時(shí)，iL=0，uL=0

t=0時(shí)，iL=0,uL=USt>0時(shí)，iL增大，uL減小,t=∞時(shí)，iL=US/R，uL=0,+－uL

在這個(gè)例子中電感在t=0和t=∞時(shí)分別等效為什么？測(cè)試3下列有關(guān)電容、電感元件描述正確的是在直流電路中，電容等效為開路，電感等效為短路在直流穩(wěn)定條件下，電容等效為開路，電感等效為短路元件是等效為開路還是短路，關(guān)鍵是看電流為零還是電壓為零，與是什么元件無關(guān)電感元件的電流是不會(huì)跳變的，但電壓有可能跳變ABCD提交電容元件的電壓是不會(huì)跳變的，但電流有可能跳變E√√√√多選題1分此題未設(shè)置答案，請(qǐng)點(diǎn)擊右側(cè)設(shè)置按鈕電子器件-------電容器、電感器電子器件-------電容器、電感器檢驗(yàn)學(xué)習(xí)