电容元件和电感元件

1、电路中有三个重要的基本无源电路元件，电阻元件在前面已经介绍过了。本节讨论另外两个电路元件：电容(用字母C表示)和电感(用字母L表示)。电容和电感元件可以储存从电源吸收的能量，并将储存的能量释放到电路中。电容器元件有很多种，但它们的基本结构是相似的，它们都是由两块导电金属板组成，由不导电的绝缘材料(介质)隔开。结构图如图3-3-1所示。介质可以是绝缘纸、真空、玻璃、陶瓷、云母、聚苯乙烯和其他绝缘材料。3.3.1电容器元件，电介质(绝缘材料)，金属板，图3-3-1，3.3.1电容器元件，1。电容符号符号如图3-3-2所示。图3-3-2，3.3.1电容元件，2。电容的单位电荷与端电压之比称为电容元件

2、的电容，理想电容的电容是一个常数。电容的单位是法拉，缩写为法语，符号为F。常用的单位是微法(F)和皮法(pF)。3.3.1电容元件，3。Kuv特性。c不随U和Q变化，这叫做线性电容。由上述公式表示的电容元件的电荷和电压之间的约束关系称为线性电容器的库v特性，它是一条穿过坐标原点的直线。如图3-3-3所示。4.电容元件的伏安特性图3-3-4显示了电容元件的电压和电流的参考方向，电压和电流的关系为：电容的伏安特性表明，在任何时刻，电容电流与瞬时电压变化率成正比，但与瞬时电压无关。电容元件对DC来说相当于开路。3.3.1电容元件，5，电容元件的电场能量1)电容元件的功率，3.3.1电容元件，p 0，

3、表示电容元件正在存储能量，p 0表示感应元件正在存储能量，p 0表示感应元件正在释放能量。(电压是否与电流方向有关)，3.3.2电感元件，电感电流增加所吸收的总能量，即电感在T时刻的磁场能量，当电感电流从某一值下降到零时，释放的磁场能量也可以根据上述公式计算。在动态电路中，电感元件和外部电路可以将磁场能量转换成其他能量，而不消耗能量。电容器的充电和放电，1。电容器充电，2。电容器放电，3。电容器质量的鉴别，充电的三个过程，1。(如图所示)，、c、1。在最初的过程中，我变大了，Q=0，UC=0.2。我在充电时减少了。三个放电过程(如图所示)，1。I在放电开始时较大，Q=CU 2。在放电3期间，碘

4、减少，Q减少，铀减少。放电结束时，I=0，Q=0，UC=0，和3.4是三个元件伏安特性的相量形式。在正弦交流电路中，三个相同频率的正弦交流电源的基本电路元件连接在一起。3.4.1电阻元件，1。伏安特性在图3-4-1中，让电流为。上述公式表明，电阻两端的电压U和电流I是频率和相位相同的正弦量，它们之间的关系如下：则有一个3.4.1电阻元件，其电压和电流波形如图3-4-2和图3所示。电压和电流的相量关系为：相量模型和电压和电流的相量图见图3-4-3，3.4.1电阻元件，2，功率，1)电阻元件在相关的参考方向p=ui上吸收的瞬时功率，为了计算方便，公式表明电阻的瞬时功率总是正的，即电阻总是消耗功率，

5、也表明电阻是一个耗能元件。波形图如图3-4-2所示。3.4.1电阻元件，2)平均功率平均功率定义为周期t内瞬时功率p的平均值，用大写字母p表示。也就是说，它也称为有功功率，其单位为瓦特(w)或千瓦(kw)。3.4.2电感元件1。伏安特性在图3-4-4中，如果通过电感元件的电流是0，那么就有。上述公式表明，电感两端的电压u和电流I是频率相同的正弦量，电压超前电流90。3.4.2电感元件，其电压和电流波形如图3-4-5所示，3.4.2电感元件，其相量模型和电压和电流的相量图如图3-4-6所示，3.4.2电感元件，2。电感，也就是说，当u不变时，L越大，I越小。可以看出，L反映了电感对正弦交流电的阻

6、断作用，所以称之为感抗，简称感抗，用X L表示.可以知道感抗的单位是欧姆。3.4.2电感元件，根据感抗公式，XL由电路中的电感L和频率F决定。当l为常数时，电感对电流的电阻，即XL的大小，由f决定，f与f成正比。因此，电感元件对高频电流(实际设备中的高频扼流线圈)的电阻较大，对低频电流的电阻较小，而对直流电流(f=0)的电感相当于短路。3.4.2电感元件，电感的倒数称为电感，用BL表示，即其单位为西门子(S)。显然，电感代表电感对正弦交流电的传导能力。有了电感和电感，电感元件的电压和电流之间的相量关系可以表示为：3.4.2电感元件，2，功率，1)瞬时功率相关。波形图如图3-4-5所示，3.4.

7、2电感元件，2)平均功率，电感元件在一个周期内的平均功率为零(正负波形相互抵消)。这表明电感元件不消耗能量，而只是在电源和元件之间传递能量。同时，它，单位为乏(var)，3.4.3容性元件，1。伏安特性。在图3-4-7中，如果施加在电容器两端的电压是0，那么上面的公式显示电容器电流和端电压是具有相同频率的正弦量，并且电流领先电压90。3.4.3容性元件，其电压和电流波形如图3-4-8所示，3.4.3容性元件，3.4.3容性元件，2。容抗，即容抗的单位是欧姆。也就是说，当u是常数时，它越大，它就越小。可以看出，它反映了电容对正弦交流电流的阻断作用，所以称之为容抗，简称XC。3.4.3容性元件，根据容抗公式，XC由电路中的电容c和频率f决定。当c为常数时，电容对电流的阻断作用，即XC的大小由f决定，两者之间的关系成反比。因此，电容元件对低频电流具有更大的电阻，而对高频电流具有更小的电阻。实际电路中的旁路电容利用了电容的这一特性。对DC的电容(f=0)相当于短路，具有阻断DC电流的功能。3.4.3容性元件中，容抗的倒数称为调节量，用BC表示，即其单位为西门子(S)。显然，调节表明电容对正弦交流电的传导能力。通过容抗和调节，容性元件的电压和电流的相量关系可以表示为：3.4.3容性元件，2，功率，1)相关参考方向的瞬时功率。波形图如图3-4-8所示，3.4.3电容元件，2)平均功率，