第6章儲(chǔ)能元件1ppt課件

1、第第6 6章章 儲(chǔ)能元件儲(chǔ)能元件首首 頁頁本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)電容元件電容元件6.1電感元件電感元件6.2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)6.31. 1. 電容元件的特性電容元件的特性3. 3. 電容、電感的串并聯(lián)等效電容、電感的串并聯(lián)等效l 重點(diǎn)：重點(diǎn)：2. 2. 電感元件的特性電感元件的特性返 回6.1 6.1 電容元件電容元件電容器電容器 在外電源作用下，正負(fù)電極上分別在外電源作用下，正負(fù)電極上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，電極上的電帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，電極上的電荷仍可長久地聚集下去，是一種儲(chǔ)存電能的荷仍可長久地聚集下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。部件。下 頁上 頁

2、_+ qqU電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。電導(dǎo)體由絕緣材料分開就可以產(chǎn)生電容。注意返 回1. 1. 定義定義電容元件電容元件儲(chǔ)存電能的兩端元件。任何時(shí)儲(chǔ)存電能的兩端元件。任何時(shí)刻其儲(chǔ)存的電荷刻其儲(chǔ)存的電荷 q q 與其兩端與其兩端的電壓的電壓 u u能用能用q qu u 平面上的平面上的一條曲線來描述。一條曲線來描述。( , )0f u q uq下 頁上 頁庫伏庫伏特性特性o返 回 任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q q與電壓與電壓 u u 成正比。成正比。q qu u 特性曲線是過原點(diǎn)的直線。特性曲線是過原點(diǎn)的直線。 qCuquo下 頁上 頁2.2.線性時(shí)不

3、變電容元件線性時(shí)不變電容元件tanuqC 電容電容器的器的電容電容返 回l 電路符號(hào)電路符號(hào)Cu+q-qF (法拉), 常用F，pF等表示。l 單位單位下 頁上 頁1F=106 F1 F =106pF返 回tuCtCutqidddddd3. 3. 電容的電壓電容的電壓電流關(guān)系電流關(guān)系電容元件電容元件VCRVCR的的微分形式微分形式下 頁上 頁u、i 取關(guān)聯(lián)參考方向Cui返 回tuCidd 當(dāng)當(dāng) u u 為常數(shù)為常數(shù)( (直流直流) )時(shí)，時(shí)，i =0i =0。電容相當(dāng)于開路。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；，電容有隔斷直流作用；下 頁上 頁說明Cu+q-q 某一時(shí)刻電容電流某一時(shí)刻電容電流

4、 i 的大小取決于電容電壓的大小取決于電容電壓 u 的變化率的變化率,而與該時(shí)刻電壓而與該時(shí)刻電壓 u 的大小無關(guān)。電容的大小無關(guān)。電容是動(dòng)態(tài)元件；是動(dòng)態(tài)元件；返 回 實(shí)際電路中通過電容的電流實(shí)際電路中通過電容的電流 i i 為有限值為有限值，則電容電壓，則電容電壓 u u 必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。 du idt 1 ( )( )dt u tiC00 11( )d( ) dtttiiCC00 ( )1 dtttui C下 頁上 頁tu0返 回 )()(00d1 ttiCuutt 某一時(shí)刻的電容電壓值與某一時(shí)刻的電容電壓值與- - 到該時(shí)刻的所到該時(shí)刻的所有電流值有關(guān)，即電容元

5、件有記憶電流的有電流值有關(guān)，即電容元件有記憶電流的作用，故稱電容元件為記憶元件。作用，故稱電容元件為記憶元件。說明下 頁上 頁 研究某一初始時(shí)刻研究某一初始時(shí)刻t0 t0 以后的電容電壓，需以后的電容電壓，需要知道要知道t0t0時(shí)刻開始作用的電流時(shí)刻開始作用的電流 i i 和和t0t0時(shí)刻時(shí)刻的電壓的電壓 u ut0t0）。）。電容元件電容元件VCRVCR的積分的積分形式形式返 回 當(dāng)電容的當(dāng)電容的 u u，i i 為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，上述微分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào)分和積分表達(dá)式前要冠以負(fù)號(hào) ; ;下 頁上 頁注意 上式中上式中u(t0)u(t0)稱為電容電壓的初始值，它反

6、稱為電容電壓的初始值，它反映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始映電容初始時(shí)刻的儲(chǔ)能狀況，也稱為初始狀態(tài)。狀態(tài)。 tuCidd )()(00)d1( ttiCuutt返 回4.4.電容的功率和儲(chǔ)能電容的功率和儲(chǔ)能ddupuiu Ct 當(dāng)電容充電，當(dāng)電容充電， p 0, 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, p 0, p0, 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, p0, 電感發(fā)出功率。電感發(fā)出功率。 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(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來，在另一段時(shí)間能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來，在另一段

7、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(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。說明返 回從從t0t0到到 t t 電感儲(chǔ)能的變化量：電感儲(chǔ)能的變化量：22011( )( )22LWLi tLi t2d1d()d2ttLiWLiLil 電感的儲(chǔ)能電感的儲(chǔ)能下 頁上 頁21( )2Li t2211( )()22Li tLi返 回 電感的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電電感的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變。流不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變。 電感儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。電感儲(chǔ)存的能量一定大

8、于或等于零。0)(212tLiWL下 頁上 頁說明返 回l 實(shí)際電感線圈的模型實(shí)際電感線圈的模型下 頁上 頁LuG+u (t)iLLuGC返 回下 頁上 頁貼片型功率電感貼片型功率電感貼片電感貼片電感返 回下 頁上 頁貼片型空心線圈貼片型空心線圈可調(diào)式電感可調(diào)式電感環(huán)形線圈環(huán)形線圈立式功率型電感立式功率型電感返 回下 頁上 頁電抗器電抗器返 回下 頁上 頁6.3 6.3 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)1.1.電容的串聯(lián)電容的串聯(lián)u1uC2C1u2+-i111( )dtui C221( )dtui C121211()( )dtuuui CC1( )dti Cl 等效電容等效

9、電容返 回下 頁上 頁 C 2121CCCCiu+-C等效等效u1uC2C1u2+-i返 回111( )dtui C下 頁上 頁221( )dtui C1( )dtui C21112CuuCuCCC12212uCCuuCCCiu+-Cu1uC2C1u2+-il 串聯(lián)電容的分壓串聯(lián)電容的分壓返 回下 頁上 頁i2i1u+-C1C2i11dduiCt22dduiCt1212d()duiiiCCtdduCt CCC 21iu+-C等效等效2.2.電容的并聯(lián)電容的并聯(lián)l 等效電容等效電容返 回下 頁上 頁i2i1u+-C1C2i11dduiCt22dduiCtdduiCt11iCCi 22CiiCiu

10、+-Cl 并聯(lián)電容的分流并聯(lián)電容的分流返 回3. 3. 電感的串聯(lián)電感的串聯(lián)11ddiuLt下 頁上 頁1212dd()ddiiuuuLLLtt21 LLLu1uL2L1u2+-iiu+-L22ddiuLt等效等效l 等效電感等效電感返 回111112ddLLiuLuutLLL下 頁上 頁222212ddLLiuLuutLLLu1uL2L1u2+-iiu+-L等效等效l 串聯(lián)電感的分壓串聯(lián)電感的分壓返 回111( )dtiu L下 頁上 頁u+-L1L2i2i1iu+-L等效等效221( )dtiu L121111( )dtiiiu LL1( )dtu L212111111LLLLLLL4.4

11、.電感的并聯(lián)電感的并聯(lián)l 等效電感等效電感返 回( )dtu Li下 頁上 頁2111121( )dtL iLiu iLLLL1222121( )dtL iLiu iLLLLu+-L1L2i2i1iu+-L等效等效l 并聯(lián)電感的分流并聯(lián)電感的分流返 回下 頁上 頁注意 以上雖然是關(guān)于兩個(gè)電容或兩個(gè)電感以上雖然是關(guān)于兩個(gè)電容或兩個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效，但其結(jié)論可以推廣到的串聯(lián)和并聯(lián)等效，但其結(jié)論可以推廣到 n n 個(gè)電容或個(gè)電容或 n n 個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效。個(gè)電感的串聯(lián)和并聯(lián)等效。返 回電梯按鈕電梯按鈕前視圖前視圖C1電容模型電容模型側(cè)視圖側(cè)視圖實(shí)例實(shí)例下 頁上 頁C1C3C2返 回u(t)+- -us(t)+- -固定固定電容電容C