2019年第5章电容元件和电感元件ppt课件.ppt

《2019年第5章电容元件和电感元件ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章电容元件和电感元件静态元件：元件端口特性方程为代数方程，如：电阻动态元件：………………………微/积分方程，如：电容、电感储能元件：能储存能量的元件，如：电容、电感5．1电容元件电容器：由两块用介质绝缘的金属板构成，能储存电荷和电场能电容器构成原理5．1电容元件实际电容器示例电解电容器瓷质电容器聚丙烯膜电容器5．1电容元件电容元件的电路符号：电容器电容元件电容元件的电磁特性用q-u关系表征一般电容可变电容电解电容+5．1电容元件本节研究内容：二端线性电容元件（电荷与电压成正比）设二端线性电容C的电压u和电流i取关联参考方向，均为正

2、极板指向负极板，则：1、q-u关系（电磁特性）：电容C单位：F、mF、uF、pF…过原点直线5．1电容元件2、u-i关系（端口特性）：关联，————动态元件————记忆元件以t0时刻为计时起点：端口特性方程初始电压5．1电容元件3、储能：关联，吸收的能量：假设-------电容是无源元件任一时刻t，电容储能：-------电容是储能元件.5．1电容元件4、电容的并联：（设初始储能为0）等效电容：→总电容增大5．1电容元件5、电容的串联：（设初始储能为0）等效电容：→总电容减小5．1电容元件例题5.1：设C1=0.5F，C2=0.25F

3、，电路处于直流工作状态。求两个电容各自储存的电场能。解：电容储存的电场能量分别为直流电路中电容相当于开路5．1电容元件例题5.2：已知C=0.2F，u(0)=30V，电容电流波形已知，求电容电压并画出波形。(1)：，电容充电(2)：，电容放电电容电压保持不变，(3)：，5．2电感元件电感线圈：导线绕成，能储存磁场能几种实际的电感线圈示例：电感线圈原理示意图5．2电感元件电感元件的电路符号：电感线圈电感元件电感元件的电磁特性用Ψ-i关系表征可调电感固定电感5．2电感元件本节研究内容：二端线性电感元件（磁链与电流成正比）设二端线性电感L的

4、电压u和电流i取关联参考方向，磁链与电流参考方向符合右手定则，则：1、Ψ-i关系（电磁特性）：过原点直线电感L单位：H、mH…5．2电感元件2、u-i关系（端口特性）：关联，————动态元件————记忆元件以t0时刻为计时起点：端口特性方程5．2电感元件3、储能：关联，吸收的总能量：假设-------所以电感是无源元件、储能元件.任一时刻t，电感储能：则：wm>04、电感的串联：5、电感的并联：分析：5．2电感元件例题5.3：电感电流波形如图所示，L=0.1H，求t>0时电感电压、吸收功率、储存能量。解：5．3耦合电感前面学习了二端电

5、感元件（即一端口电感）。本节学习多端口电感，且只研究二端口电感，也称互感元件一、基本概念1．磁耦合：一线圈的磁通交链另一线圈当几个线圈之间存在着磁耦合，便形成了多端口电感2．电磁感应：自感应：本线圈中电流变化在本线圈内产生的感应互感应：一线圈中电流变化在另一线圈中产生的感应5．3耦合电感耦合线圈变i1→变ψ11→自感电压u11↓变ψ21→互感电压u21变i2→变ψ22→自感电压u22↓变ψ12→互感电压u12双下标ψab含义：a：该量所在线圈编号b：产生该量原因所在线圈编号自感磁链互感磁链5．3耦合电感本节研究内容：二端口电感，即互感

6、元件二、互感元件的电磁特性：即ψ-i关系设电流与自感磁链的参考方向符合右手螺旋关系，则自感L1、L2：取决于匝数、尺寸、介质互感M：取决于L1和L2及其相对位置M前的符号：自感与互感磁链方向一致取“+”，否则取负号（取决于线圈相对绕向）5．3耦合电感三、互感元件的符号与同名端1.符号将互感线圈抽象成互感元件模型时，无法看出线圈相对绕向，可以根据电流进、出同名端来判断互感磁链的+（或-）**（*）5．3耦合电感2、同名端同名端定义：自感和互感磁链方向相同时，对应两个端口上电流的流入端（或流出端）同名端作用：根据同名端判断自感与互感磁链方

7、向的关系若两个端口电流参考方向均从同名端流入或流出,则互感与自感磁链方向相同,M与L二者前同号，否则异号同名端的表示：用一对“·”或“*”、“△”等标记5．3耦合电感由实际线圈绕向判断同名端位置+（1）假设一个电流流入端（2）判断磁链的方向（3）判断互感电压正极性端（4）同名端****ΔΔ++*5．3耦合电感四、互感元件端口特性：u-i关系u-i关联方向Ψ-i右手定则--------动态元件①若u1、i1或u2、i2的参考方向相反则L1或L2前应添入负号②若u1、i2或u2、i1的参考方向相对星标相同M前取正号，否则应取负号符号说明5

8、．3耦合电感例题5.4：列出图示两个互感元件的端口特性方程分析：互感元件端口电压包括两种成分自感电压分量：若端口u、i为关联方向，取“+”号互感电压分量：若互感电压与施感电流相对星标方向一致，取“+”号解：(a)(b)5