电路分析基础讲义课件.ppt

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1、§5-1电容元件1.数字逻辑电路中的延迟现象产生这一现象的原因：构成逻辑门的晶体管或MOS管具有内部电容所致。2.电容器(capacitor)绝缘介质电容器是一种能够存储电荷乃至电场能量的器件。理想电容器应该只具有存储电荷从而在电容器中建立电场的作用，因而是一种电荷与电压相约束的器件。充电3.电容元件电容元件是实际电容器的理想化模型。2.1定义：如果在任一时刻t，一个二端元件的端电压u(t)与其存储的电荷q(t)之间的关系可以用u-q平面上的一条曲线确定，则称此二端元件为电容元件。2.2符号3.电容元件2.3线性非时变电容元件：电容元件的特性曲线是u-q平面上的一条过原点

2、的直线，且不随时间而变化。即：2.4电容(capacitance):C单位：法拉（F）V,C微法()，皮法(pF)或：电容的VCR在关联参考方向下：非关联参考方向：通常，电压、电流采用关联参考方向。结论：某一时刻，电容的电流取决于该时刻电容电压的变化率。电容的动态特性电容在直流电路中相当开路——隔直作用在关联参考方向下：所以：1.电容电压的连续性质电容电压的连续性质设电容电流波形虽然不连续，但电容电压波形却是连续的。（电容电压不能跃变）电容电压的连续性质：若电容电流在闭区间内为有界的，则电容电压在开区间内为连续的。特别是对任意时刻t，且有：证明任取一点t，以t和t+dt

3、分别作为积分上下限，且ta

4、i(t)

5、

6、时刻t0开始作用时的电流以及电容的初始电压uc(t0)，就能确定tt0时的电容电压。例如图(a)所示，电容与一电流源相接，电流源的波形如图(b)所示，试求电容电压。设u(0)=0。解：(1)先写出电流的函数表达式。(2)根据公式进行分段积分解（续）解（续）电容的瞬时功率定义：任一时刻的功率称为瞬时功率。电容的瞬时功率为：某一时刻电容的储能：假设时电容无储能，则：结论：电容的功率有正有负，说明电容有时吸收功率，有时放出功率。例题电容的储能电容储能>0电容不断储能<0电容向外电路释放能量结论：电容的能量总为正，但有时增加，有时减少。电容是无源元件。t1~t2期间电容储存或释

7、放的能量：电容的储能结论：t1~t2期间电容储存或释放的能量只与t1、t2时刻的电压值有关，而与此期间内的其他电压值无关。结论1、电容的储能本质使电容电压具有记忆性质；2、电容电流在有界条件下储能不能跃变,使电容电压具有连续性质。具有初始电压的电容等效电路结论：一个已被充电的电容，如果已知初始电压uc(t0)=U0，则在tt0时可等效为一个未充电的电容与电压源相串联的电路，电压源的电压值即为U0。又称U0为电容的初始状态。电容的串、并联电容的串联根据KVL:等效电路……其中：为等效电路电容的初始电压，是各串联电容初始电压的代数和。电容的串、并联Cs为等效电路的等效电容

8、，其倒数为各串联电容倒数的总和。电容的并联（设电容初始电压为0）根据KCL可得等效电容:为各并联电容的总和。电容的串、并联例题如图所示电路中，各电容元件的电容值均为，试求端口ab的等效电容。解例题求如图所示电路中各电容元件上的电压。已知解两个1F电容并联的等效电容为：。根据电荷平衡原理，3F上的电荷应与相等，所以有：上的电荷（A）又因为（B）（A）、（B）联立可求得：、§5-2电感元件电感器(inductor)把导线绕成线圈即构成电感器（电感线圈）。电感器是存储磁场能量的器件。理想电感器只具有产生磁通从而建立磁场的作用，因而是一种磁链与电流相约束的器件。电感元件电感元件是

9、实际电感器的理想化模型。2.1定义：如果在任一时刻t，一个二端元件的电流i(t)与其磁链(t)之间的关系可以用i-平面上的一条曲线确定，则称此二端元件为电感元件。2.2符号考虑电阻的电感器模型：2.3线性非时变电感元件：电感元件的特性曲线是i-平面上的一条过原点的直线，且不随时间而变化。电感元件即：2.4电感(inductance):L单位：亨利（H）W,A毫亨(mH)，微亨()或：电感的VCR关联参考方向：电压的参考方向与磁链的参考方向符合右手螺旋定则，电流的参考方向与磁链的参考方向符合右手螺旋定则。结论：某一时刻，