电工基础教学课件作者李文森第4章电容元件与电感元件.ppt

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1、第4章电容元件与电感元件4.1电容元件4.2电容的串、并联4.3电感元件4.1电容元件4.1.1电容任何两个彼此靠近而且又相互绝缘的导体都可以构成电容器。这两个导体叫作电容器的极板，它们之间的绝缘物质叫作介质。电容器是一种能够储存电场能量的实际器件，这就是电容器的基本电磁性能。电容元件就是实际电容器的理想化模型。电容元件是一个理想的二端元件，它的图形符号如图4.1所示。电荷量与电压的大小成正比关系的电容元件叫线性电容元件，否则称为非线性电容元件。国际单位制中电容的单位为法〔拉〕，符号为F上一页下一页返回4.1电

2、容元件4.1.2电容元件的电压电流关系当电容元件极板间电压u变化时，极板上的电荷一也随之改变，电容中就有电荷的转移，于是该电路中出现了电流。如图4.1所示的电容元件，选择电流的参考方向指向正极板，即与电压。的参考方向关联。4.1.3电容元件的储能电容元件两极板间加上电源后，极板间产生电压，介质中建立起电场，并将能量转化为电场能量储存起来，因此，电容元件是一种储能元件。在电压和电流为关联方向时，电容元件吸收的功率为电容元件是一种储能元件，又是一种无源元件上一页返回4.2电容的串、并联4.2.1电容器的并联图4.2

3、(a)所示为三个电容器并联的电路。并联电容器所带的电量与各电容器的电容量成正比。等效电容为(如图4.2(b)所示)电容器并联的等效电容等于并联的各电容器的电容量之和。并联电容的数目越多，总电容越大。当电路所需电容较大时，可以选用电容量适合的几只电容器的并联。由于每只电容器都有其耐压值(额定电压)，电容器并联时加在各电容器上的电压相同，所以，电容器并联使用时，为了使各个电容器都能安全工作，所选择的电容器的最低耐压值不得低于电路的最高工作电压。下一页返回4.2电容的串、并联4.2.2电容器的串联图4.3(a)所示为

4、三个电容器串联的电路。图4.3(b)所示的串联电容的等效电容的电压与电量的关系。电容串联时，其等效电容的倒数等于各串联电容的倒数之和。电容串联时，各电容两端的电压与其电容量成反比当电容量和耐压都达不到要求时，可将一些电容器串并混联使用。电路如图4.4所示。上一页返回4.3电感元件4.3.1电感用导线绕制的空心线圈或具有铁芯的线圈在工程中称为电感线圈或电感。当电感线圈中通以电流i,电流在该线圈中将产生磁通少ΦL，如图4.5所示.ΦL和ΨL都是由线圈本身的电流产生的，叫作自感磁通和自感磁链。实际电感线圈通入电流时，

5、线圈内及周围都会产生磁场，并储存磁场能量。电感元件就是反映实际线圈基本电磁性能的理想化模型，是一种理想的二端元件。图4.6为电感元件的图形符号。如果电感元件的电感不随通过它的电流的改变而变化，是一个常量，则称该元件为线性电感元件，否则称为非线性电感元件。下一页返回4.3电感元件4.3.2电感元件的电压电流关系电感元件的电流变化时，其自感磁链也随之变化，由电磁感应定律可知，在元件两端会产生自感电压。只有当通过元件的电流变化时，其两端才会有电压。电流变化越快，自感电压越大。当电流不随时间变化时，则自感电压为零。这时

6、电感元件相当于短路。4.3.3电感元件的储能在电压和电流关联参考方向下，电感元件吸收的功率为上一页返回图4.1线性申容元件的图形符号返回图4.2电容的并联返回图4.3电容的串联返回图4.4例4.1图返回图4.5线圈的磁通和磁链返回图4.6线性电感元件返回