第一章储能元件ppt课件

1、第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件第六章第六章 储能元件储能元件首首 页页本章重点本章重点电容元件电容元件6.1电感元件电感元件6.2电容、电感元件的串联与并联电容、电感元件的串联与并联6.3第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件1. 1. 电容元件的特性电容元件的特性3. 3. 电容、电感的串并联等效电容、电感的串并联等效l 重点：重点：2. 2. 电感元件的特性电感元件的特性返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件6.1 6.1 电容元件电容元件电容器电容器 在外电源作用下，正负电极上分别在外电源作用下，正负电极上分别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的电带上等量异号电荷，撤

2、去电源，电极上的电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能的部件。部件。下 页上 页_+ qqU电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。注意注意返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件1. 1. 定义定义电容元件电容元件储存电能的两端元件。任何时储存电能的两端元件。任何时刻其储存的电荷刻其储存的电荷 q q 与其两端与其两端的电压的电压 u u能用能用q qu u 平面上的平面上的一条曲线来描述。一条曲线来描述。0),(qufuq下 页上 页库伏库伏特性特性o返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件 任何时刻，电容元

3、件极板上的电荷任何时刻，电容元件极板上的电荷q q与电压与电压 u u 成正比。成正比。q qu u 特性曲线是过原点的直线。特性曲线是过原点的直线。 Cuq quo下 页上 页2.2.线性时不变电容元件线性时不变电容元件 tanqCu电容电容器的器的电容电容返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件Cu+q-ql 电路符号电路符号F (法拉), 常用F，pF等表示。l 单位单位下 页上 页1F=106 F1 F =106pF返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件ddddddqCuuiCttt3. 3. 电容的电压电容的电压电流关系电流关系电容元件电容元件VCRVCR的的微分形式微

4、分形式下 页上 页u、i 取关联参考方向Cui返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件dduiCt 当当 u u 为常数为常数( (直流直流) )时，时，i =0i =0。电容相当于开路。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；，电容有隔断直流作用；下 页上 页说明说明Cu+q-q 某一时刻电容电流某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压的大小取决于电容电压 u 的变化率的变化率,而与该时刻电压而与该时刻电压 u 的大小无关。电容的大小无关。电容是动态元件；是动态元件；返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件 实际电路中通过电容的电流实际电路中通过电容的电流 i i 为有限值为有限值

5、，则电容电压，则电容电压 u u 必定是时间的连续函数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 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件 )()(00d1 ttiCuutt 某一时刻的电容电压值与某一时刻的电容电压值与- - 到该时刻的所到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件。作用，故称电容元件为记忆元件。说明说明下 页上 页 研究某一初始时刻研究某一初始时刻t0 t0 以后的电容电压，需以后的电容电压，需要知道要

6、知道t0t0时刻开始作用的电流时刻开始作用的电流 i i 和和t0t0时刻时刻的电压的电压 u ut0t0）。）。电容元件电容元件VCRVCR的积分的积分形式形式返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件 当电容的当电容的 u u，i i 为非关联方向时，上述微为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号分和积分表达式前要冠以负号 ; ;下 页上 页注意注意 上式中上式中u(t0)u(t0)称为电容电压的初始值，它反称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。状态。 dduiCt 00 ( )( ) 1 dttttuui C返

7、 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件4.4.电容的功率和储能电容的功率和储能tuCuuipdd 当电容充电，当电容充电， p 0, p 0, 电容吸收功率。电容吸收功率。 当电容放电，当电容放电，p 0, p 0, p0, 电感吸收功率。电感吸收功率。 当电流减小，当电流减小，p0, p0, 电感发出功率。电感发出功率。 电感能在一段时间内吸收外部供给的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。元件、是

8、储能元件，它本身不消耗能量。说明说明返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件从从t0t0到到 t t 电感储能的变化量：电感储能的变化量：)(21)(21022tLitLiWLttLLiiLiW) (21ddd2l 电感的储能电感的储能下 页上 页)(212tLi)(21)(2122LitLi返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件 电感的储能只与当时的电流值有关，电感电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。流不能跃变，反映了储能不能跃变。 电感储存的能量一定大于或等于零。电感储存的能量一定大于或等于零。0)(212tLiWL下 页上 页说明说明返

9、回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件l 实际电感线圈的模型实际电感线圈的模型下 页上 页LuG+u (t)iLLuGC返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件下 页上 页贴片型功率电感贴片型功率电感贴片电感贴片电感返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件下 页上 页贴片型空心线圈贴片型空心线圈可调式电感可调式电感环形线圈环形线圈立式功率型电感立式功率型电感返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件下 页上 页电抗器电抗器返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件下 页上 页6.3 6.3 电容、电感元件的串联与并联电容、电感元件的串联与并联1.1.电容的串联电容的串联

10、tiCud)(111tiCud)(122tiCCuuud)()11(2121tiCd)(1l 等效电容等效电容返 回i+u1uC2C1u2+-第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件iu+-C下 页上 页 C 2121CCCC等效等效返 回i+u1uC2C1u2+-第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件tiCud)(111下 页上 页tiCud)(122tiCud)(1uCCCuCCu21211uCCCuCCu21122l 串联电容的分压串联电容的分压返 回i+u1uC2C1u2+-iu+-C第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件iu+-Ci2i1u+-C1C2i下 页上 页tuCidd1

11、1tuCidd22tuCCiiidd)(2121tuCdd CCC 21等效等效2.2.电容的并联电容的并联l 等效电容等效电容返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件下 页上 页tuCidd11tuCidd22tuCiddiCCi11iCCi22l 并联电容的分流并联电容的分流返 回i2i1u+-C1C2iiu+-C第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件3. 3. 电感的串联电感的串联tiLudd11下 页上 页tiLtiLLuuudddd)(212121 LLLu1uL2L1u2+-itiLudd22等效等效l 等效电感等效电感返 回iu+-L第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件uLLLuLLtiLu211111dd下 页上 页uLLLuLLtiLu212222dd等效等效l 串联电感的分压串联电感的分压返 回u1uL2L1u2+-iiu+-L第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件u+-L1L2i2i1tuLid)(111下 页上 页iu+-L等效等效tuLid)(122tuLLiiid)(111121tuLd)(1212111111LLLLLLL4.4.电感的并联电感的并联l 等效电感等效电感返 回第第 六六 章章 储储 能能 元元 件件iLutd)(下 页上 页212111d)(1LLiLiLLuLit211222d)(1LLiLiL