电路分析基础（胡翔骏版）教学课件第7章.ppt

《电路分析基础（胡翔骏版）教学课件第7章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第七章电容元件和电感元件§7－1电容元件√§7－2电感元件√§7－3动态电路的电路方程√§7－4动态电路的过渡过程和初始条件√1UESTC302电容元件电感元件2UESTC302电容元件和电感元件称为动态元件，含有电容元件和电感元件的电路称为动态电路。动态电路的响应由微分方程确定。动态电路具有记忆性。由一阶微分方程确定其响应的电路称为一阶电路;由二阶微分方程确定其响应的电路称为二阶电路。两类约束动态电路中电压电流的约束关系：KCL、KVL元件VCRCL3UESTC302§7－1电容元件(capacitor)一、电容元件(capacitor)电容器

2、是一种能存贮电荷的器件。线性电容元件是理想化的器件，其原型是平板电容器，电容器的特性用存储在极板上的电荷量q与两极板之间的电压u在q-u平面上的一条曲线f(q,u)=0来描述。u+q-q++++++++--------SUS+_0uq非线性电容线性电容元件4UESTC302线性时不变电容元件的特性曲线是一条通过原点不随时间变化的直线，其的数学表达式为C——称为电容器的电容量是特性曲线的斜率。电容C的单位：F(法)(Farad，法拉)F=C/V=A·S/V=S/qu0法拉的单位很大，实用中常采用微法F(10-6F)和皮法pF(10-12F)。

3、q(t)=C·uC(t)++++++++--------+q-quC+-5UESTC3021.电容元件的电压电流关系q(t)=C·uc(t)由：电容VCR的微分关系：电容VCR的微分关系说明:iC的大小与uC的大小无关，而是取决于uC的变化率，若uC(t)=常数（直流），则电容元件相当于开路。iCuC+KuS+－RSC－6UESTC302电容VCR的积分关系：积分常数uc(to)称为电容电压的初始值。CiCuC+-由电容VCR的微分关系可得到它的积分关系。因为电容具有记忆性，积分下限取负无穷大。7UESTC302tuC0tiC0iCM应用举例：例

4、1,设电容电压uC波形为三角波，求电容电流iC波形。解：t1t2当t=0~t1时,设uC=a+k1t当t=t1~t2时,设uC=a-k2tiC(t)=Ck1iC(t)=-Ck2uC为三角波,iC必为方波。CiCuC+-8UESTC302C+–ui+–uOR+uC–iC例2，设uC=UCMsinwtV,求uO波形。解：tOuCuO电容电流iC的相位超前电容电压uC的相位90º。9UESTC3022.电容电压的记忆性和连续性上式反映了电容电压的记忆性和连续性。A)电容电压的记忆性uc(to)称为电容电压的初始值。它表征电容上电流的“历史”能够被电压

5、所“记忆”。也就是说，此时刻以前流过电容的任何电流对时刻to的电压都有一定的贡献。iCuC+KuS+－RSC－10UESTC302B)电容电压的连续性上式表明当iC为有限值时,uC的建立需要一定时间，建立时间短时uC的变化很小。特别当t→0时，uC→0。即当电容电流为有限值时，电容电压不能突变。利用电容电压的连续性，设计出电容滤波电路。11UESTC302C+–ui+–uoR电容滤波电路ui=Umsinwt+uN(t)设输入信号为正弦波，受到干扰时t0uit0uouN(t)——输入信号中的干扰，一般为高次谐波或为随机瞬间突变电压。电容滤波

6、电路利用电容电压的连续性来滤除输入信号中混入的干扰，使输出波形平滑。12UESTC302在电压电流采用关联参考方向的情况下，电容的吸收功率为:Cuc+－ic储能：3.电容的储能当电容容量一定时，电容的储能大小取决于它的端电压的平方。13UESTC302iLuL+－0i非线性电感线性电感元件当这条曲线是一条过原点的直线时，称为线性电感。一.电感元件电感元件的原型是空芯线圈，基本特性用-i平面上的一条曲线fL(,i)=0描述。§7－2电感元件(inductor)14UESTC302流过线性电感元件的电流与电感线圈的磁链成正比为电感线圈的磁

7、链L称为自感系数(电感量)L的单位名称：亨(利)符号：H(Henry）亨利的单位很大，实用中常采用毫亨mH(10-3H)和微亨H(10-6H)。i0i15UESTC302二.线性电感的电流电压关系：根据电磁感应定律：(i,右螺旋;u,i关联)1).线性电感VCR的微分关系LuLiL+–此式表明电感的端电压与其电流对时间的变化率成正。直流工作状态下电感相当于短路。i1–+uL16UESTC3022).线性电感VCR的积分关系：由：积分常数iL(to)称为电感电流的初始值。uS+–RSiLLuL+–17UESTC3023).电感电流的记忆性

8、和连续性A)记忆性上式反映了电感电流的记忆性和连续性。iLiL利用电感电流的记忆性设计出磁芯存储器、磁悬浮列车。NS18UESTC3