《电感AND电容分析》PPT课件

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1、3.1电容元件3.2电容的串、并联3.3电感元件第3章电感元件与电容元件第3章电感元件与电容元件 3.1电容元件3.1.1电容元件的基本概念电容元件是一个理想的二端元件,它的图形符号如图3.1所示。(3.1)图3.1线性电容元件的图形符号电容的SI单位为法[拉],符号为F;1F=1C/V。常采用微法(μF)和皮法(pF)作为其单位。3.1.2电容元件的u—i关系3.1.3电容元件的储能在电压和电流关联的参考方向下,电容元件吸收的功率为电容元件吸收的电能为若选取t0为电压等于零的时刻,即u(t0)=0从时间t1到t2,电容元件吸收的能量为例3.1图3.2(a)所示电路中

2、,电容C=0.5μF,电压u的波形图如图3.2(b)所示。求电容电流i,并绘出其波形。图3.2例3.1图解由电压u的波形,应用电容元件的元件约束关系,可求出电流i。当0≤t≤1μs,电压u从0均匀上升到10V,其变化率为由式(3.2)可得当1μs≤t≤3μs,5μs≤t≤7μs及t≥8μs时,电压u为常量,其变化率为故电流当7μs≤t≤8μs时,电压u由-10V均匀上升到0,其变化率为故电流3.2电容的串、并联3.2.1电容器的并联3.2.2电容器的串联例3.2电路如图3.5所示,已知U=18V,C1=C2=6μF,C3=3μF。求等效电容C及各电容两端的电压U1,U2,U

3、3。解C2与C3串联的等效电容为例3.3已知电容C1=4μF,耐压值UM1=150V,电容C2=12μF,耐压值UM1=360V。(1)将两只电容器并联使用,等效电容是多大?最大工作电压是多少?(2)将两只电容器串联使用,等效电容是多大?最大工作电压是多少?解(1)将两只电容器并联使用时,等效电容为其耐压值为(2)将两只电容器串联使用时,等效电容为①求取电量的限额。②求工作电压。3.3电感元件3.3.1电感元件的基本概念自感磁链(3.6)称为电感元件的自感系数,或电感系数,简称电感。图3.7线圈的磁通和磁链图3.8线性电感元件电感SI单位为亨[利],符号为H;1H=1

4、Wb/A。通常还用毫亨(mH)和微亨(μH)作为其单位,它们与亨的换算关系为3.3.2电感元件的u—i关系(3.7)3.3.3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从t0到t时间内,电感元件吸收的电能为(3.8)若选取t0为电流等于零的时刻,即i(t0)=0,从时间t1到t2,电感元件吸收的能量为例3.4电路如图3.9(a)所示,L=200mH,电流i的变化如图3.9(b)所示。(1)求电压uL,并画出其曲线。(2)求电感中储存能量的最大值。(3)指出电感何时发出能量,何时接受能量?图3.9例3.4图解(1)从图3.9(b)所示电流的变化曲线可知

5、,电流的变化周期为3ms,在电流变化每一个周期的第1个1/3周期,电流从0上升到15mA。其变化率为在第2个1/3周期中,电流没有变化。电感电压为uL=0。在第3个1/3周期中,电流从15mA下降到0。其变化率为电感电压为所以,电压变化的周期为3ms,其变化规律为第1个1/3周期,uL=3V;第2个1/3周期,uL=0;第3个1/3周期,uL=-3V。(2)从图3.9(b)所示电流变化曲线中可知(3)从图3.9(a)和图3.9(b)中可以看出,在电压、电流变化对应的每一个周期的第1个1/3周期中第2个1/3周期中第3个1/3周期中所以,该电感元件能量的变化规律为在每个能量变化周

6、期的第1个1/3周期中,p>0,电感元件接受能量;第2个1/3周期中,p=0电感元件既不发出能量,也不接受能量;第3个1/3周期中,p<0,电感元件发出能量。

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