电容元件和电感元PPT课件

1、电容元件和电感元6.1 电容元件电容元件 6.2 电容的串联与并联电路电容的串联与并联电路 6.3 电感元件电感元件 6.4 电感的串联与并联电路电感的串联与并联电路 本章重点本章重点 电容元件和电感元 本章重点本章重点 电容、电感元件的基本特性电容、电感元件的基本特性返回目录返回目录 电容、电感的串、并联电路，等效电容、电感的串、并联电路，等效电容、电容、 电感的计算方法电感的计算方法电容元件和电感元6.1 6.1 电容元件（电容元件（CapacitorCapacitor） 线性定常电容元件线性定常电容元件：任何时刻，电容元件极板上的电荷：任何时刻，电容元件极板上的电荷q与与 电压电压 u

2、成正比。成正比。 电路符号电路符号 电容器电容器 + + + + +qqC 电容元件和电感元与电容有关的两个变量与电容有关的两个变量: C， q对于线性电容（对于线性电容（linear capacitance），有），有 q =Cu 一、元件特性一、元件特性 C 称为电容器的电容称为电容器的电容 电容电容 C 的单位名称：的单位名称： 法（拉）法（拉） 符号：符号： F（Faraday ， 法拉第；法拉第； 17911867 ， British） F= A s / V = s / 常用常用 F，nF，pF等表示。等表示。 Ciu+电容元件和电感元线性电容的线性电容的qu 特性曲线（特性曲线（库

3、库伏特性伏特性）是过原点的直线。是过原点的直线。 C= q / u tan qu0 二、线性电容的电压、电流关系二、线性电容的电压、电流关系 或或 ttitqtqttiCtuttidtCiCtiCtu000000d)()( d1)( 1d1d 1)( tuCtqidddd Ciu+电容元件和电感元讨论讨论 （2）i 的大小取决与的大小取决与 u 的变化率，与的变化率，与 u 的大小无关。的大小无关。 （4） 电容元件是一种记忆元件。电容元件是一种记忆元件。 （3）当）当 u 为常数（直流）时，为常数（直流）时，du/dt =0 i=0。电容在。电容在 直流电路中相当于开路，电容有隔直作用。直流

4、电路中相当于开路，电容有隔直作用。 （1）u，i为关联方向时，为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为非关联方向时为非关联方向时 ， i= Cdu/dt 。 电容元件和电感元三、三、 电容的储能电容的储能 从从t0到到 t 时刻电容的储能时刻电容的储能 )(21)(21)(21)(21)(022022tqCtqCtCutCutWC tuCuuitpdd)( 吸吸0)(21)(21)(21)(2121ddd)(220)(22)()(2 tqCtCuCutCuCuuCutWutuutC若若 返回目录返回目录电容元件和电感元6.2 6.2 电容的串联与并联电路电容的串联与并联电路一、电容的串联一、电

5、容的串联Ceq ui+_i等效电容等效电容C1ui+_u1n个电容串联个电容串联C2u2Cnun+_nu tu tu tu t12( )( )( )( ) tttnnu tiuiuiuCCC1200012111( )( )d(0)( )d(0)( )d(0) 由由KVLKVL，有，有代入各电容的电压、电流关系式，得代入各电容的电压、电流关系式，得ntkkniuCCC0112111()( )d(0) tiuC0eq1( )d(0) 电容元件和电感元nknkCCCCC1eq1211111 C CCCC12eq12 等效电容等效电容与各电容的关系式为与各电容的关系式为结论结论：n个串联电容的等效电容

6、值的倒数等于各电容值个串联电容的等效电容值的倒数等于各电容值的倒数之和。的倒数之和。当两个电容串联（当两个电容串联（n=2）时，等效电容值为）时，等效电容值为nkkuu1(0)(0) 电容元件和电感元二、电容的并联二、电容的并联Cequ+_+_q等效电容等效电容niiii12 nuuui tCCCttt12ddd( )ddd uCteqdd 由由KCL，有，有代入各电容的电压、电流关系式，得代入各电容的电压、电流关系式，得nuCCCt12d()diC1u+_i1C2i2Cnin+_+_q1q2qnn个电容并联个电容并联电容元件和电感元nnkkCCCCCeq121 等效电容等效电容与各电容的关系

7、式为与各电容的关系式为结论结论：n个并联电容的等效电容值等于各电容值之和。个并联电容的等效电容值等于各电容值之和。返回目录返回目录电容元件和电感元6.3 6.3 电感元件电感元件 （InductorInductor） 对于线性电感（对于线性电感（linear inductance），有），有 = L i 线性定常电感元件线性定常电感元件：任何时刻，电感元件的磁链：任何时刻，电感元件的磁链 与与 电流电流 i 成正比。成正比。 Liu+电路符号电路符号 一、一、 元件特性元件特性 i+u+e电容元件和电感元线性电感的线性电感的 i 特性曲线（特性曲线（韦韦 安特性安特性）是过原点的直线。是过原点

8、的直线。 L= / i tan Li =N 为电感线圈的磁链为电感线圈的磁链 L 称为自感系数（称为自感系数（self inductance） 电感电感 L 的单位名称：亨（利）的单位名称：亨（利） 符号：符号： H （Henry，亨利；，亨利；17971878，American） H = Wb / A =V s / A = s i0 电容元件和电感元二、线性电感电压、电流关系二、线性电感电压、电流关系 u，i 取关联参考方向取关联参考方向 Liu+e+根据电磁感应定律与楞次定律根据电磁感应定律与楞次定律 或或 000000111 ( )dd1 ( )d ( )( )dttti tuuudtL

9、LLti tutLtttut 电容元件和电感元讨论讨论 （2） 电压电压u的大小取决于电流的大小取决于电流 i 的变化率，与的变化率，与 i 的大小无关；的大小无关； （4） 电感元件是一种记忆元件；电感元件是一种记忆元件； （3） 当当 i 为常数（直流）时，为常数（直流）时，di/dt =0 u=0 电感在直流电路中相当于短路；电感在直流电路中相当于短路； （1） u，i为关联方向时，为关联方向时，u=Ldi/dt； u，i为非关联方向时，为非关联方向时，u= Ldi/dt 。 电容元件和电感元三、三、 电感的储能电感的储能 从从t0 到到t 时刻电感的储能时刻电感的储能 22220011

10、11( )( )( )( )( )2222LWtLitLitttLL tiLiuitpdd)( 吸吸( )222()() 022d111( )d( )()d22211( )( )022i ttLiiiWtLiLiLitLiLittL 若若返回目录返回目录电容元件和电感元6.4 6.4 电感的串联与并联电路电感的串联与并联电路 Leq ui+_等效电感等效电感L1ui+_u1n个电感串联个电感串联L2u2Lnun+_一、电感串联一、电感串联根据根据KVL和电感的电压电流的关系，有和电感的电压电流的关系，有nuuuu12 niiiLLLttt12ddd =dddniLLLt12d =()diLte

11、qd=d电容元件和电感元nLLLLeq12等效电感等效电感与各电感的关系式为与各电感的关系式为结论结论：n个串联电感的等效电感值等于各电感值之和个串联电感的等效电感值等于各电感值之和。二、电感的并联二、电感的并联 Leq ui+_等效电感等效电感inL1ui+_i1L2i2Ln+_+_u1u2unn个电感并联个电感并联ni ti ti tit12( )( )( )( ) tuiL0eq1 ( )d(0) 根据根据KCL及电感的电压与电流的关系式，有及电感的电压与电流的关系式，有tttnnuiuiuiLLL1200012111( )d(0)( )d(0)( )d(0) tnnuiiiLLL12012111()( )d(0)(0)(0) 电容