電容電感的基本知識

關(guān)于電容電感的基本知識1.電容元件的特性3.電容、電感的串并聯(lián)等效

重點：2.電感元件的特性第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一、電容器++++––––+q–q1、電容元件的概念電容元件的原型是平板電容器，基本特性是存儲在極板上的電荷量q

與兩極板之間的電壓u

滿足代數(shù)關(guān)系。電容元件的符號有極性無極性+CC§1電容元件

第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天云母電容器薄膜電容器瓷片電容器第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電解電容器第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電解電容器第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電力電容采用并聯(lián)電容器的方式來對系統(tǒng)的無功進行補償?shù)?頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

qu0電容庫伏特性曲線線性電容非線性電容2、電容元件的庫伏特性用

q-u平面上的一條曲線

fC(q,u)=0描述線性電容的q~u

特性是過原點的一條直線電容元件的參數(shù)為特性曲線的斜率，記作

C，C稱為電容元件的電容（量）q=Cu或單位法拉（F），微法

F(10-6F)、皮法pF(10-12F)。Ctg

電容的容量第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向3.線性電容的伏安特性Ciu+–+–動態(tài)元件q=CuC1dt=du第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天記憶元件t0=0初始電壓初始電壓第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)：(2)當u

為常數(shù)(直流)時，du/dt=0i=0。電容在直流電路中相當于開路，電容有隔直作用；(3)電容元件是一種記憶元件；(積分形式)電容上的電壓所不僅與[t,t0]時間間隔內(nèi)的電流有關(guān)，還與初始電壓u(t0)有關(guān)，說明電容是一種記憶元件⑴在某一時刻電容的電流取決于該時刻電容電壓的變化率。電容電壓變化越快，電流的值越大（微分式）第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天i=Cdu/dti=–Cdu/dt

C+UiC+Ui(4)表達式前的正、負號與u，i

的參考方向有關(guān)關(guān)聯(lián)參考方向下表達式中取“＋”號非關(guān)聯(lián)參考方向下表達式中取“－”號第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天4.電容的儲能由此可以看出，電容是無源元件，它本身不消耗能量。u,i

取關(guān)聯(lián)參考方向以電場方式儲存可正可負，有時吸收能量，有時放出能量，但本身不消耗能量（無損）與電流無關(guān)儲能元件第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

電容的儲能只與當時的電壓值有關(guān)，電容電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變；電容儲存的能量一定大于或等于零。第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天？電容兩端的電壓是直流時,儲存的電場能量是否為0？否！第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天例＋－C0.5Fi求電容電流i、功率P(t)和儲能W(t)21t/s20uS/V電源波形解uS(t)的函數(shù)表示式為:第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天解得電流21t/s1i/A-100.5F第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天21t/s20p/W-2吸收功率發(fā)出功率第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天21t/s10WC/J第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天i

u1、電感元件的概念電感元件的原型是空心線圈，基本特性是線圈中的磁通量

與流過線圈的電流i

滿足代數(shù)關(guān)系ψ磁鏈，單位（Wb，韋伯）ψ=Nφφ一個線圈的磁通量

Li+–u電感電路符號§2電感元件

第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電感線圈第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天貼片型功率電感貼片電感功率貼片電感是用線圈制作的，它的作用多是扼流濾波和濾除高頻雜波，它的外形有很多種：有的像電阻、有的像二極管、有的一看上去就是線圈第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天貼片型空心線圈可調(diào)式電感環(huán)形線圈立式功率型電感第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電抗器第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天線性電感,任何時刻，磁鏈與電流i成正比。2、元件特性：韋安特性

ψi0電感韋安特性曲線線性電感非線性電感ψ(t)=Li(t)或用

-i平面上的一條曲線

fL(

,i)=0描述線性電感的韋安特性是過原點的直線電感元件的參數(shù)為特性曲線的斜率，記作

L單位亨利（H），毫亨mH(10-3H)和微亨

H(10-6H)自感系數(shù)第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天由電磁感應定律與楞次定律u,i

關(guān)聯(lián)i,

右螺旋u,一致

i+–u3.線性電感電壓、電流關(guān)系根據(jù)電磁感應定理，感應電壓等于磁鏈的變化率電感的伏安特性：（u,i

關(guān)聯(lián)）第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天Li+–u動態(tài)元件初始電流L1dt=di第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天(1)u的大小取決于

i

的變化率，與i的大小無關(guān)；(2)當i為常數(shù)(直流)時，di/dt=0

u=0。電感在直流電路中相當于短路；(3)電感元件是一種記憶元件；Li+–u(4)當u，i為關(guān)聯(lián)方向時，u=Ldi/dt；

u，i為非關(guān)聯(lián)方向時，u=–Ldi/dt小結(jié)：第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電感是無源元件，它本身不消耗能量。4.電感的儲能可正可負，有時吸收能量，有時放出能量，但本身也不消耗能量（無損耗）以磁場方式儲存儲能元件儲能與電壓無關(guān)第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電感的儲能只與當時的電流值有關(guān)，電感電流不能躍變，反映了儲能不能躍變。電感儲存的能量一定大于或等于零。第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天？電感中的電流是直流時,儲存的磁場能量是否為0？否！第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天電容元件與電感元件的比較：電容C電感L變量電流i磁鏈

關(guān)系式電壓u

電荷q

是一種無源器件,是一種貯能元件是記憶性質(zhì)的元件小結(jié)：第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天6.3電容、電感元件的串聯(lián)與并聯(lián)1.電容的串聯(lián)u1uC2C1u2+++--i

等效電容iu+-C第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天iu+-C等效u1uC2C1u2+++--i第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

串聯(lián)電容的分壓iu+-Cu1uC2C1u2+++--i第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天等效+_+_u2i+_u1+_unuc1c2cn+_iucN個電容串聯(lián)：結(jié)論：2、串聯(lián)電容上電壓的分配與電容的容量成反比1、串聯(lián)電容的總?cè)萘康?6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天i2i1u+-C1C2iiu+-C等效2.電容的并聯(lián)

等效電容第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

并聯(lián)電容的分流i2i1u+-C1C2iiu+-C等效第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天inC1C2CkCni+ui1i2ik_Ci+u_等效c=c1＋

c2

+cn結(jié)論：2、并聯(lián)電容上電流的分配與電容的容量成正比1、并聯(lián)電容的總?cè)萘縉個電容并聯(lián)：第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3.電感的串聯(lián)u1uL2L1u2+++--iiu+-L等效

等效電感第40頁,共45頁，2024年2月25日，星期天

串聯(lián)電感的分壓u1uL2L1u2+++--iiu+-L等效第41頁,共45頁，2024年2月25日，星期天L1i+–u+–un+–u2+–u1L2L3Li+–un個電感串聯(lián)L=L1＋

L2

+Ln結(jié)論：2、串聯(lián)電感上電壓的分配與電感成正比1、串聯(lián)電感的總感量等效第42頁,