第六章電路原理詳解

1、第六章第六章 儲能元件儲能元件電路元件的分類電路元件的分類如電阻、電感、電容、如電阻、電感、電容、二極管、受控源等。二極管、受控源等。如發(fā)電機(jī)、干電池、如發(fā)電機(jī)、干電池、光電池等。光電池等。有源元件有源元件（電源）（電源）電壓源，電流源電壓源，電流源電路電路元件元件無源元件無源元件( (負(fù)載）負(fù)載）線性電阻元件小結(jié)線性電阻元件小結(jié) 約束方程式：約束方程式： 無源元件、耗能元件；無源元件、耗能元件； 即時(shí)性元件，無記憶能力；即時(shí)性元件，無記憶能力； 單位換算：單位換算： 1K =103 1M =106 uiR+Riu 實(shí)際的電容器由兩片金屬極板，中間隔實(shí)際的電容器由兩片金屬極板，中間隔以絕緣介質(zhì)

2、組成。以絕緣介質(zhì)組成。 在電源作用下，兩極板上將聚集等量異在電源作用下，兩極板上將聚集等量異性電荷，并依靠電場力作用相互吸引，性電荷，并依靠電場力作用相互吸引，而又為介質(zhì)所隔不能中和。而又為介質(zhì)所隔不能中和。 當(dāng)把電源移去后，極板上的電荷能長久當(dāng)把電源移去后，極板上的電荷能長久地存儲下去。所以電容器是一種能存儲地存儲下去。所以電容器是一種能存儲電場能量的元件。電場能量的元件。電容也是最常用、最基本的電子元件之一。電容也是最常用、最基本的電子元件之一。6-1 電容元件電容元件電力電容電力電容電容元件電容元件電容器構(gòu)成原理電容器構(gòu)成原理uqC 實(shí)際電容器的中間介質(zhì)不是理想的絕緣實(shí)際電容器的中間介質(zhì)

3、不是理想的絕緣體，絕緣電阻不能為無限大，則必然存體，絕緣電阻不能為無限大，則必然存在一定的漏電，則不是理想元件。在一定的漏電，則不是理想元件。理想電容理想電容:庫伏特性曲線為直線的是線性電容。庫伏特性曲線為直線的是線性電容。 特性曲線特性曲線電容的電路符號及其約束方程電容的電路符號及其約束方程電路符號：電路符號： dtdqi Cuq dtduCi 所以，所以，單位：單位：法拉法拉= F 1 F=10-6 F 1 pF=10-12 F約束方程：約束方程：電容在直流電路中的作用電容在直流電路中的作用 dtduCi 在直流電路中，在直流電路中，i = 0，故，故電容對直流電容對直流 相當(dāng)于開路相當(dāng)于

4、開路 !0dtdu 電容在電路中，可用于隔直流、通交流，電容在電路中，可用于隔直流、通交流，濾波、旁路或與電感線圈組成振蕩回路。濾波、旁路或與電感線圈組成振蕩回路。電容是記憶元件電容是記憶元件 dtdqi tttqtqidtdq00)()(ttidttqtq0)()(0)(1)(tqCtuttidtCtqCtu01)(1)(0ttidtCtu01)(0電容的功率和儲能電容的功率和儲能tuCuuipdd 當(dāng)電容充電，當(dāng)電容充電， p 0, 電容吸收功率。電容吸收功率。 當(dāng)電容放電，當(dāng)電容放電，p 0, 電感吸收功率。電感吸收功率。 當(dāng)電流減小，當(dāng)電流減小，p0, , 電感發(fā)出功率。電感發(fā)出功率。

5、 電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的電感能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時(shí)間能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。表明從從t0t 時(shí)間內(nèi)，電感吸收的電能為：時(shí)間內(nèi)，電感吸收的電能為：電感是儲能元件電感是儲能元件)(21)(21022)()(000tLitLiidiLidtdtdiLuidtWtitittttL線性電感元件小結(jié) 約束方程式：約束方程式： 儲（磁場）能元件儲（磁場）能元件 無源元件無源元件 有記憶元件

6、有記憶元件 動(dòng)態(tài)電路元件動(dòng)態(tài)電路元件 單位換算：單位換算： 1 mH=10-3 H 1 H =10-6 HdtdiLul 實(shí)際電感線圈的模型實(shí)際電感線圈的模型LuR+uiLLuRC無源二端元件的約束方程無源二端元件的約束方程R、L、C 理想元件的約束方程理想元件的約束方程（u與與i 為關(guān)聯(lián)參考為關(guān)聯(lián)參考方向）方向）LCRiRudtdiLudtduCi 例例1：圖 3.2 例 3.1 圖圖（圖（a）所示電路中）所示電路中, 電容電容C0.5F, 電壓電壓u的波的波形圖如圖（形圖如圖（b）所示。求電容電流）所示。求電容電流i, 并繪出其波并繪出其波形。形。 sVdtdu/101010101066解

7、：由電壓解：由電壓u的波形的波形, 應(yīng)用電容元件的元件約束關(guān)系應(yīng)用電容元件的元件約束關(guān)系, 可求出電流可求出電流i。 當(dāng)當(dāng)0t1s, 電壓電壓u從均勻上升到從均勻上升到 10V, 其變化率為其變化率為AdtduCi51010105 . 066 當(dāng)當(dāng)1st3s, 5st7s及及t8s時(shí)，電壓時(shí)，電壓u為常量為常量, 其變其變化率為化率為0dtdu0dtduCi由式(.2)可得AdtduCi5)1010(105 . 066當(dāng)當(dāng)3t5s, 電壓電壓u從從10V下降到下降到- -10V, 其變化率為其變化率為sVdtdu/1010102101066 當(dāng)當(dāng) 7st8s時(shí)時(shí), 電壓電壓u由由10V均勻上升

8、到均勻上升到, 其其變化率為變化率為sVdtdu/1010101)10(066故電流AdtduCi51010105 . 066電源變壓器電源變壓器: 將交流電源電壓將交流電源電壓u1變?yōu)樗枰慕涣麟娮優(yōu)樗枰慕涣麟?壓壓u2。整流電路整流電路: 將交流電壓將交流電壓u2變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓uR。濾波電路濾波電路: 將脈動(dòng)直流電壓將脈動(dòng)直流電壓uR轉(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷鬓D(zhuǎn)變?yōu)槠交闹绷?電壓電壓uF。穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路: 當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí)當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)及負(fù)載變化時(shí),維持輸出電壓維持輸出電壓Uo的穩(wěn)定。的穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源的組成和功能直流穩(wěn)壓電源的組成和功能L、C的應(yīng)用的應(yīng)用濾波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 電容與負(fù)載 RL 并聯(lián) 電感與負(fù)載RL串聯(lián) 型濾波電路C1C2R交流電壓脈動(dòng)直流電壓整流濾波直流電壓一、電容的并聯(lián)、串聯(lián)一、電容的并聯(lián)、串聯(lián)1、電容的并聯(lián)、電容的并聯(lián)KCLdtduCi 11 )(211dtduCCCiiinnnkknCCCCC1216-3 電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)2、電容的串聯(lián)、電容的串聯(lián)tnnKVLtidCCuuuuidCu111