电容元件与电感元件ppt课件.ppt

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1、第二部分动态电路分析回顾电阻电路的特点电阻元件：无记忆、即时的静态元件动态元件：1.定义：其伏安关系不能只用代数方程描述，要涉及到对电压或电流的微分或积分。2.引入动态元件的原因P2（1）、（2）3.常见动态元件：电容、电感动态电路含有动态元件电容和电感的电路称动态电路。由于动态元件是储能元件，其VAR是对时间变量t的微分和积分关系，因此动态电路的特点是：当电路状态发生改变时（换路）需要经历一个变化过程才能达到新的稳定状态。这个变化过程称为电路的过渡过程。动态电路的分析方法：电路基本定律（KCL、KVL）及元件伏安关系第六章电容元件与电感元件6.1电容元件6.2电容的伏安

2、关系6.3电容电压的连续性质和记忆性质6.4.电容的储能6.5电感元件6.6电感的伏安关系6.7电感电流的连续性质和记忆性质6.8电感的储能6.11电感器和电容器模型6.12电路的对偶性1．电容的结构两块金属夹板用一定的介质隔开，就构成了一个简单的电容。2.电容的基本特性（充电和储能）电容元件是表征产生电场、储存电场能量的元件。充电：在外电源作用下，电容器两极板上分别感应等量异号电荷+q、-q。储能：撤去电源，由于介质绝缘，+q和-q不能中和，板上电荷仍可长久地集聚下去。6.1电容元件理想电容器——电容元件1)若一个二端元件在任一时刻，其电荷q取决于同一时刻电压u，关系可

3、用u-q平面上一条曲线确定，则称此二端元件为电容元件2)电容的充电电荷和充电电压的关系：q(t)=CU(t)注意：1）若C为常量，则U-q曲线为过原点直线，此为线性非时变电容。2）此式是在关联参考方向下得到的。即正电位极板为正电荷。3）实际电容指标除电容值外，还有耐压值。a)符号b)电容的伏安特性(cd)线性电容及伏安特性C称为电容器的电容,单位：F(法)(Farad，法拉),常用F,pF等表示单位：3.电容的单位：单位电压产生的电荷。u++++----+q-qi6.2电容的伏安关系规律：电压变化电荷变化产生电流说明：1、电容的伏安关系是微积分关系；2、若u和i参考方向

4、非关联，则其伏安式为：3、i(t)取决于u(t)在此时刻的变化率；4、极端情况：1）电压恒定，则电流i(t)=0,相当于开路。即电容有隔直流作用；2）电压若瞬时突变，du/dt趋于无穷,则该时刻i趋于无穷，引起电流的瞬时冲击。电压的积分形式：1、u(t)取决于i(t)从到t的积分，电容电压与电流过去历史有关。说明电容电压有记忆。2、或者说u(t)取决于初始值u(t0)和t0到t的电压增量。含义思考题：P116-2，6-5例1已知u(t)如图所示，求i(t)及波形。t(s)110121341Fu(t)+_i(t)0-1：1-3：3-4：u(t)t(s)1102134

5、i(t)解：按时间分段计算：例2已知:u(0)=0和i(t)，C=1F，求u(t)并画波形。u(V)1234t(s)00.51t(s)i(A)1102134解：分段求积分：0-1：1-3：u(V)1234t(s)00.51t(s)i(A)1102134解：分段求积分：3-4：以上分析看出电容具有两个基本的性质：(1)电容电压的连续性；(2)电容电压的记忆性。例2已知:u(0)=0和i(t)，C=1F，求u(t)并画波形。应用图(a)所示峰值检波器电路，就是利用电容的记忆性，使输出电压波形保持输入电压uin(t)波形中的峰值。峰值检波器输入输出波形6.3电容电压的连续性

6、质和记忆性质上式表明：电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件。　　需要指出的是：　　(1)当u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号;　　(2)上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。1、电容电压的记忆性质计算电容电压时往往利用上式，因为大多数情况下我们并不了解电容所有历史时刻的电流，只知道某一时刻之后的电流。（3）由上式，对于一个初始电压不为零的电容可作如下等效。Ni(t)+Uc(t)-U=u(t0)Ni(t)+Uc(t)-+U-u(t0)=0等效P15例6-32、电容电压的连续性质内容：若电容电流i

7、(t)在闭区间[ta,tb]内有界，则电容电压u(t)在开区间（ta,tb）内连续。即，对任意ta