电路基础chapter-6储能元件

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1、第六章储能元件本章主要内容：电容元件电感元件电容元件、电感元件的串联与并联基本要求：牢固掌握电容元件、电感元件的伏安关系。牢固掌握电容元件、电感元件的串联与并联等效。6.1电容元件(capacitor)线性电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比。电路符号电容器++++––––+q–qC电容元件是表征产生电场、储存电场能量的元件。与电容有关两个变量:C,q对于线性电容，有：q=Cu1.元件特性C称为电容器的电容电容C的单位：F(法)(Farad，法拉)F=C/V=A•s/V=s/常用F，nF，pF等表示。Ciu+–+–线性电容的q~u特性（库-伏特性）是过原点的直线qu

2、OC=q/utg线性电容的电压、电流关系：u,i取关联参考方向Ciu+–+–或电容充放电形成电流：(1)u>0，du/dt>0，则i>0，q，正向充电(电流流向正极板)；(2)u>0，du/dt<0，则i<0，q，正向放电(电流由正极板流出)；(3)u<0，du/dt<0，则i<0，q，反向充电(电流流向负极板)；(4)u<0，du/dt>0，则i>0，q，反向放电(电流由负极板流出)；讨论：(1)i的大小取决与u的变化率，与u的大小无关；(微分形式)(2)电容元件是一种记忆元件；(积分形式)(3)当u为常数(直流)时，du/dt=0i=0。电容在直流电路中相当于开路，电容

3、有隔直作用；(4)表达式前的正、负号与u，i的参考方向有关。当u，i为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为非关联方向时，i=–Cdu/dt。2.电容的储能由此可以看出，电容是无源元件，它本身不消耗能量。从t0到t电容储能的变化量：(1)当电容充电，u＞0，du/dt＞0，则i＞0，电容器极板上的电荷q增加，p＞0,电容吸收功率。(2)当电容放电，u＞0，du/dt＜0，则i＜0，电容器极板上的电荷q减小，p＜0,电容发出功率。6.2电感元件(inductor)与电感有关两个变量:L,对于线性电感,有：=Lii+–u–+e线性电感元件：任何时刻，电感元件的磁链与电流i成正比。Liu

4、+–电路符号1.元件特性电感元件是表征产生磁场、储存磁场能量的元件。线性电感的~i特性（韦-安特性）是过原点的直线iOL=/itg=N为电感线圈的磁链（韦伯）L称为自感系数电感L的单位：H(亨)(Henry，亨利)H=Wb/A=V•s/A=•s线性电感电压、电流关系：u,i取关联参考方向:Liu+–e+–根据电磁感应定律与楞次定律或讨论：(1)u的大小取决与i的变化率，与i的大小无关；(微分形式)（动态元件）(2)电感元件是一种记忆元件；(积分形式)(3)当i为常数(直流)时，di/dt=0u=0。电感在直流电路中相当于短路；(4)表达式前的正、负号与u，i的参考方向有

5、关。当u，i为关联方向时，u=Ldi/dt；u，i为非关联方向时，u=–Ldi/dt。2.电感的储能由此可以看出，电感是无源元件，它本身不消耗能量。从t0到t电感储能的变化量：(1)当电流增大，i＞0，di/dt＞0，则u＞0，线圈中的磁链增加，p＞0,电感吸收功率。(2)当电流减小，i＞0，di/dt＜0，则u＜0，线圈中的磁链减小，p＜0,电感发出功率。电容元件与电感元件的比较：电容C电感L变量电流i磁链关系式电压u电荷q结论：(1)元件方程是同一类型；(2)若把u-i，q-，C-L互换,可由电容元件的方程得到电感元件的方程；§6-3电容、电感元件的串联与并联一、电容元件的串联

6、与并联1、电容元件的串联u+-CeqiC1C2Cniu1+-u2+-un+-+-u2、电容元件的并联i1i2inC1C2Cni+-uCeqi+-u二、电感元件的串联与并联1、电感元件的串联2、电感元件的并联L1L2Lniu1+-u2+-un+-+-uu+-Leqiii1i2inL1L2Ln+-uLeqi+-u