電路分析基礎(chǔ) 課件1.3.2電容元件

電容元件電容元件(無(wú)源二端元件)電容器_q+q

在外電源作用下，兩極板上分別帶上等量異號(hào)電荷，撤去電源，板上電荷仍可長(zhǎng)久地集聚下去，是一種儲(chǔ)存電能的部件。1.定義電容元件儲(chǔ)存電能的元件。其特性可用u～q平面上的一條曲線來(lái)描述qu庫(kù)伏特性任何時(shí)刻，電容元件極板上的電荷q與電壓u成正比。q~u特性是過原點(diǎn)的直線

電路符號(hào)2.線性定常電容元件C＋－u+q-q

C稱為電容器的電容,單位：F(法)(Farad，法拉),常用F，pF等表示。quO

單位3線性電容的電壓、電流關(guān)系C＋－uiu、i

取關(guān)聯(lián)參考方向電容元件VCR的微分關(guān)系表明：

（1）i的大小取決于u

的變化率,與u的大小無(wú)關(guān)，電容是動(dòng)態(tài)元件；(2)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)，i=0。電容相當(dāng)于開路，電容有隔斷直流作用；實(shí)際電路中通過電容的電流

i為有限值，則電容電壓u

必定是時(shí)間的連續(xù)函數(shù).

電容元件有記憶電流的作用，故稱電容為記憶元件（1）當(dāng)u，i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);（2）上式中u(t0)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，也稱為初始狀態(tài)。

表明注電容元件VCR的積分關(guān)系4電容的功率和儲(chǔ)能當(dāng)電容充電，u>0，du/dt>0，則i>0，q

，p>0,電容吸收功率。當(dāng)電容放電，u>0，du/dt<0，則i<0，q

，p<0,電容發(fā)出功率.（1）功率表明

電容能在一段時(shí)間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在另一段時(shí)間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無(wú)源元件、是儲(chǔ)能元件，它本身不消耗能量。u、i

取關(guān)聯(lián)參考方向（1）電容的儲(chǔ)能只與當(dāng)時(shí)的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲(chǔ)能不能躍變；（2）電容儲(chǔ)存的能量一定大于或等于零。從t0到t

電容儲(chǔ)能的變化量：（2）儲(chǔ)能表明討論：(1)i的大小取決與u

的變化率，與u的大小無(wú)關(guān)；

(微分形式)(2)電容元件是一種記憶元件；(積分形式)(3)當(dāng)u為常數(shù)(直流)時(shí)，du/dt=0i=0。電容在直流電路中相當(dāng)于開路，電容有隔直作用；(4)表達(dá)式前的正、負(fù)號(hào)與u，i的參考方向有關(guān)。當(dāng)u，i為關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=Cdu/dt；

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí)，i=–Cdu/dt。例＋－C0.5Fi求電流i、功率P(t)和儲(chǔ)能W(t)解uS

(t)的函數(shù)表示式為:解得電流21t/s1i/A-121