储能元件学习课程

1、1. 电容元件的特性3. 电容、电感的串并联等效l 重点：2. 电感元件的特性返 回第1页/共51页第一页，编辑于星期日：十点 三分。6.1 电容元件电容器 在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。下 页上 页_+ qqU电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意返 回第2页/共51页第二页，编辑于星期日：十点 三分。1. 定义电容元件储存电能的两端元件。任何时刻其储存的电荷 q 与其两端的电压 u能用qu 平面上的一条曲线来描述。0),(qufuq下 页上 页库伏特性o返 回第3页/共51页第三页，编辑于星期日：十点 三分

2、。 任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。qu 特性曲线是过原点的直线。 Cuq quo下 页上 页2.线性时不变电容元件tanuqC 电容器的电容返 回第4页/共51页第四页，编辑于星期日：十点 三分。l 电路符号Cu+q-qF (法拉), 常用F，pF等表示。l 单位下 页上 页1F=106 F1 F =106pF返 回第5页/共51页第五页，编辑于星期日：十点 三分。tuCtCutqidddddd3. 电容的电压电流关系电容元件VCR的微分形式下 页上 页u、i 取关联参考方向Cui返 回第6页/共51页第六页，编辑于星期日：十点 三分。tuCidd 当 u 为常数(直流)

3、时，i =0。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；下 页上 页表明Cu+q-q某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压 u 的变化率,而与该时刻电压 u 的大小无关。电容是动态元件；返 回第7页/共51页第七页，编辑于星期日：十点 三分。 实际电路中通过电容的电流 i 为有限值，则电容电压 u 必定是时间的连续函数。i dtdu tiCt ud)(1)( 00d)(1d)(1 tttiCiC )(00d1 ttiCut下 页上 页tu0返 回第8页/共51页第八页，编辑于星期日：十点 三分。 )()(00d1 ttiCuutt 某一时刻的电容电压值与-到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记

4、忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件。表明下 页上 页 研究某一初始时刻t0 以后的电容电压，需要知道t0时刻开始作用的电流 i 和t0时刻的电压 u（t0）。电容元件VCR的积分形式返 回第9页/共51页第九页，编辑于星期日：十点 三分。 当电容的 u，i 为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ;下 页上 页注意 上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 tuCidd )()(00)d1( ttiCuutt返 回第10页/共51页第十页，编辑于星期日：十点 三分。4.电容的功率和储能tuCuuipdd当电容充电， p 0, 电容吸收功率

5、。 当电容放电，p 0, 电感吸收功率。当电流减小，p0, 电感发出功率。 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。表明返 回第31页/共51页第三十一页，编辑于星期日：十点 三分。从t0到 t 电感储能的变化量：)(21)(21022tLitLiWLttLLiiLiW) (21ddd2l 电感的储能下 页上 页)(212tLi)(21)(2122LitLi返 回第32页/共51页第三十二页，编辑于星期日：十点 三分。 电感的储能只与当时的电流值有关，电感电流不能跃变，反映了储能不能跃变

6、。电感储存的能量一定大于或等于零。0)(212tLiWL下 页上 页表明返 回第33页/共51页第三十三页，编辑于星期日：十点 三分。l 实际电感线圈的模型下 页上 页LuG+u (t)iLLuGC返 回第34页/共51页第三十四页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页贴片型功率电感贴片电感返 回第35页/共51页第三十五页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页贴片型空心线圈可调式电感环形线圈立式功率型电感返 回第36页/共51页第三十六页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页电抗器返 回第37页/共51页第三十七页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页6.3 电容、电感元件的串联与并

7、联1.电容的串联u1uC2C1u2+-itiCud)(111tiCud)(122tiCCuuud)()11(2121tiCd)(1l 等效电容返 回第38页/共51页第三十八页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页 C 2121CCCCiu+-C等效u1uC2C1u2+-i返 回第39页/共51页第三十九页，编辑于星期日：十点 三分。tiCud)(111下 页上 页tiCud)(122tiCud)(1uCCCuCCu21211uCCCuCCu21122iu+-Cu1uC2C1u2+-il 串联电容的分压返 回第40页/共51页第四十页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页i2i1u+-C1

8、C2ituCidd11tuCidd22tuCCiiidd)(2121tuCdd CCC 21iu+-C等效2.电容的并联l 等效电容返 回第41页/共51页第四十一页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页i2i1u+-C1C2ituCidd11tuCidd22tuCiddiCCi11iCCi22iu+-Cl 并联电容的分流返 回第42页/共51页第四十二页，编辑于星期日：十点 三分。3. 电感的串联tiLudd11下 页上 页tiLtiLLuuudddd)(212121 LLLu1uL2L1u2+-iiu+-LtiLudd22等效l 等效电感返 回第43页/共51页第四十三页，编辑于星期日：

9、十点 三分。uLLLuLLtiLu211111dd下 页上 页uLLLuLLtiLu212222ddu1uL2L1u2+-iiu+-L等效l 串联电感的分压返 回第44页/共51页第四十四页，编辑于星期日：十点 三分。tuLid)(111下 页上 页u+-L1L2i2i1iu+-L等效tuLid)(122tuLLiiid)(111121tuLd)(1212111111LLLLLLL4.电感的并联l 等效电感返 回第45页/共51页第四十五页，编辑于星期日：十点 三分。i Lutd)(下 页上 页212111d)(1LLiLiLLuLit211222d)(1LLiLiLLuLitu+-L1L2i2i1iu+-L等效l 并联电感的分流返 回第46页/共51页第四十六页，编辑于星期日：十点 三分。下 页上 页注意 以上虽然是关于两个电容或两个电感的串联和并联等效，但其结论可以推广到 n 个电容或 n 个电感的串联和并联等效。返 回第47页/共51页第四十七页，编辑于星期日：十点 三分。电梯按钮前视图C1电容模型侧视图实例下 页上 页C1C3C2返 回第48页/共51页第四十八页，编辑于星期日：十点 三分。u(t)+-us(t)+-固定电容C1Cu(t)+-us(t)+-输出电压： uCCtuCtu)0()()( 1S1下 页上 页返 回第49页/共51页第四十九