電感AND電容分析

1、3.1 電容元件3.2 電容的串、 并聯(lián)3.3 電感元件第3章 電感元件與電容元件1第3章 電感元件與電容元件3.1電 容 元 件3.1.1 電容元件的基本概念電容元件是一個理想的二端元件, 它的圖形符號如圖3.1所示。(3.1)圖3.1 線性電容元件的圖形符號2電容的SI單位為法拉, 符號為F; 1 F=1 CV。常采用微法（F）和皮法（pF）作為其單位。33.1.2 電容元件的ui關(guān)系43.1.3 電容元件的儲能在電壓和電流關(guān)聯(lián)的參考方向下, 電容元件吸收的功率為電容元件吸收的電能為5若選取t0為電壓等于零的時刻, 即u(t0)=從時間t1到t2, 電容元件吸收的能量為6例. 圖3.2（a

2、）所示電路中, 電容C0.5F, 電壓u的波形圖如圖3.2（b）所示。求電容電流i, 并繪出其波形。 圖 3.2 例 3.1 圖7解 由電壓u的波形, 應(yīng)用電容元件的元件約束關(guān)系, 可求出電流i。 當(dāng)0t1s, 電壓u從均勻上升到 10V, 其變化率為由式(.2)可得 當(dāng)1st3s, 5st7s及t8s時，電壓u為常量, 其變化率為8故電流 當(dāng) 7st8s時, 電壓u由10V均勻上升到, 其變化率為故電流93.2 電容的串、 并聯(lián)3.2.1 電容器的并聯(lián)10113.2.2 電容器的串聯(lián)1213例 3.2 電路如圖3.5所示, 已知U=18V, C1=C2=6F, C3=3F。求等效電容C及各電

3、容兩端的電壓U1, U2, U3。 解 2與C3串聯(lián)的等效電容為1415例 3.3 已知電容C1=4F, 耐壓值UM1=150V, 電容C2=12F, 耐壓值UM1=360V。 （1） 將兩只電容器并聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？（2） 將兩只電容器串聯(lián)使用, 等效電容是多大？ 最大工作電壓是多少？解（1） 將兩只電容器并聯(lián)使用時, 等效電容為其耐壓值為16（2） 將兩只電容器串聯(lián)使用時, 等效電容為 求取電量的限額。 求工作電壓。173.3 電 感 元 件 3.3.1 電感元件的基本概念自感磁鏈（.）稱為電感元件的自感系數(shù), 或電感系數(shù), 簡稱電感。 18圖 3.7 線圈的

4、磁通和磁鏈圖 3.8 線性電感元件19 電感SI單位為亨利, 符號為H; 1 H=1 WbA。通常還用毫亨（mH）和微亨（H）作為其單位, 它們與亨的換算關(guān)系為203.3.2 電感元件的ui關(guān)系(3.7)213.3.3 電感元件的儲能 在電壓和電流關(guān)聯(lián)參考方向下, 電感元件吸收的功率為從t0到t時間內(nèi), 電感元件吸收的電能為(3.8)22若選取t0為電流等于零的時刻, 即i(t0)=,從時間t1到t2, 電感元件吸收的能量為23 例3.4 電路如圖3.9（a）所示, L=200mH, 電流i的變化如圖3.9（b）所示。 （1） 求電壓uL, 并畫出其曲線。 （2） 求電感中儲存能量的最大值。

5、（3） 指出電感何時發(fā)出能量, 何時接受能量？24圖 3.9 例 3.4 圖25 解 （1） 從圖3.9（b）所示電流的變化曲線可知, 電流的變化周期為3ms,在電流變化每一個周期的第1個1/3周期, 電流從0上升到15mA。其變化率為在第個1/3周期中, 電流沒有變化。電感電壓為uL=0。在第個1/3周期中, 電流從15mA下降到0。其變化率為26電感電壓為 所以, 電壓變化的周期為 3ms, 其變化規(guī)律為第1個1/3周期, uL=3V; 第2個1/3周期, uL=0; 第3個1/3周期, uL=-3V。 （2） 從圖3.9（b）所示電流變化曲線中可知27（3） 從圖3.9（a）和圖3.9（b）中可以看出, 在電壓、 電流變化對應(yīng)的每一個周期的第1個1/3周期中第2個1/3周期中第3個1/3周期中所以, 該電感元件能量的變化規(guī)律為在每個能量變化周期的第1個1