《电容元件与电感元》PPT课件.ppt

1、第四章,*电容 电感电路的响应与过去的激励有关，所以称电容 电感为“有记忆”的元件。,*电容 电感元件的伏安关系是微分或积分的关系，所以称电容 电感为“动态元件”。,*含有“动态元件”的电路称“动态电路”。,*电路中含有一个动态元件称“一阶动态电路”。,*动态电路也满足“两类约束”。（连接方式: KCL KVL，伏安关系）,返回,电容与电感元件,4 - 1电容元件,一. 电容：,1.任何以绝缘介质隔开的两个金属体的组合，称电容器。,2.电容是一种贮能元件。,二. 电容的定义：,在任何时刻t , 它的电荷q(t)同它的端电压u(t)之间的关系，用u-q平面上的一条曲线来确定。,电容量：C=q/u

2、=tga,三 . 电容的符号和单位：,单位：C =q(库仑)/u(伏特) =F(法拉）,符号:,1F=106 F =1012 PF,前页,返回,六.电容的伏安关系,1. 电容中的电流 (微分关系),a . 合上开关：,电压值渐渐增到Us,充电,充电完毕,现象:,前页,返回,b . 把电压源去掉，换上一个电阻：,电压值渐渐减小到零,放电,放电完毕,以上现象的结论：,() 电容器支路有电流，不一定有电压。,() 只有当电容器两端电压变化时，才有电流。,() 电容器两端有电压，不一定有电流。,前页,返回,2.电容电流的大小及方向：,关联方向,非关联方向,由电容定义：,由电流定义：,(1) 某一时刻的

3、电流取决与该时刻电压的变化率。,(2) 电容电压变化越快,电流就越大。,前页,返回,3 . 电容中的电压,1.电容电压有记忆,2.电容电压不能突变具有连续性,t0以后的电压,t0时的电压,电容电压的两个重要性质:,初始时刻的电压,激励作用的电压,初始电压,(积分关系),前页,返回,例1：,A,求：当脉冲记数器电路的输出电压 u(t) = 9.9V时，有多少个脉冲作用。,解：,第一个脉冲作用：,A,前页,返回,第二个脉冲作用：,同理：第三个脉冲作用时，u (t)又增加0.099V,输出电压为9.9V时，应作用100个脉冲。,前页,返回,4.电容的储能,由功率的定义:,上式:,前页,返回,4-2电

4、感元件,1.导线中有电流,其周围就有磁场。通常把导线绕成线圈的形状以增强内部的磁场.既为电感线圈。,一.电感:,二.电感的定义:,2.电感是一种贮能元件。,在任何时刻t,它的电流i(t)同它的磁链(t)之间的关系，用u-平面上的一条曲线来确定。,电感量:L= /i=tga,前页,返回,三 . 电感的符号和单位：,符号:,四 . 电感的额定工作电流：,五 . 实际线圈：,若超过额定工作电流,电感线圈产生机械变形,或烧毁.,单位：L= (韦伯)/i(电流) =H(亨利),前页,返回,六.电感的伏安关系,1 . 电感中的电压 (微分关系),a .开关合上：,现象:,b .开关打开：,灯不会立刻亮,要

5、过一会才亮。,灯不会立刻熄灭,要过一会才熄灭。,结论：,电感上的电流不能突然变化,前页,返回,2.电感电压的大小和极性：,关联方向,非关联方向,根据: 电磁感应定律：,(1) 某一时刻的电压取决与该时刻的电流变化率。,(2) 电流变化越快,电压就越大。,前页,返回,3 . 电感中的电流,2.电感电流不能突变具有连续性,t0以后的电流 激励作用,t0时的电流 初始时刻,电感电流的两个重要性质:,1.电感电流有记忆性,初始电流,(积分关系),前页,返回,4. 电感的储能:,前页,返回,5.电路的状态,1.把某一时刻电感电流iL(t),电容电压uc(t)称该时刻的电路状态。,2.初始时刻t0的iL(

6、t)和uc(t)称电路的初始状态。,例2：,电路由R、L、C组成， 已知：,解：,L 1/2H,若在t = 0时，电路的总贮能为 25J, 试求R、L、C值。,前页,返回,2. 电路的总贮能:,R 1.5,前页,返回,3. 电容上的电压：,C 1F,前页,返回,4-3电感器和电容器的模型,实际部件都可以近似地用电路元件作为它的模型，条件不同，同一个实际部件的模型也不同。,1. 线绕电阻：,低频时，主要性能是R。,高频时，电感不能忽略。,前页,返回,2.电感器,3.电容器,理想情况，导线粗，短。,低频时，导线细，长。,高频时，线圈匝与匝之间存在分布电容。,理想情况，不计漏电。,漏电大，介质有损耗。,高频时，