《储能元件》PPT课件

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1、第六章储能元件C：capacitanceL：inductance（电容器：capacitor线圈：coil）[kɔil][kə'pæsitəns][in'dʌktəns][kə'pæsitə]一、电容元件VCR+-§6-1电容元件非关联时，加上负号公式记忆方法：电容电压变，电流现。★电容VCR微法：皮法：二、电容元件的归类(1)电容是动态元件动态元件——VCR是微积分关系例：已知C上电压波形如下，且C=0.1F，则电流（参考方向与电压关联）波形为？tt0.2A(2)电容是记忆元件记忆元件——一个元件的电压当前值由电流的历史决定。或者电流当前

2、值由电压的历史决定.电容的电压当前值，与电流的历史变化过程有关。tt+-Ct+-R电压升高电容充电储能增加电压下降电容放电储能减少思考:如何可利用电容可“记忆”这个特点，简易的构造一个：1)电流脉冲计数器？2)加法器？(3)电容是储能元件理论上等于0★电容的储能状态由电容电压决定，所以习惯上称uc为电容的状态变量。(4)电容是惯性元件惯性元件——当功率不是无穷大时，元件的电压或电流值不能跃变。（与物理中“惯性”概念很相似）因为能量不能跃变（在功率≠∞的前提下），所以uc不能跃变！思考:电阻、电流源等是惯性元件吗？1）R=10Ω时，电流在开关

3、闭合瞬间最大，为1A，电容电压不跃变……2）特殊情况：R=0Ω时，则电容的电流为无穷大（即功率无穷大），电容电压直接跃变为0V……例：已知开关闭合前电容电压为10V，分别画出R=10Ω、R=0Ω时的电容电压、电流曲线。一、电感元件VCR§6-2电感元件非关联时，加上负号公式记忆方法：电感电流变，则磁通变，感生电压现。★电感VCR电流产生磁通：右手螺旋变化的磁通产生感生电压iL+-二、电感元件的归类(1)电感是动态元件吗？动态元件——VCR是微积分关系(2)电感是记忆元件吗？记忆元件——一个元件的电压当前值与电流的历史变化过程有关(或电流当

4、前值与电压的历史变化过程有关).电感的电流当前值，与电压的历史变化过程有关(3)电感是储能元件吗？理论上等于0★电感的储能状态由电感电流决定，所以习惯上称iL为电感的状态变量。(4)电感是惯性元件吗？惯性元件——当功率不是无穷大时，元件的电压或电流值不能跃变。思考:这样打开开关，有危险吗？因为能量不能跃变（如果功率≠∞），所以电感电流不能跃变！Wc=0.5*0.1H*(2A)2=0.2J危害：烧线圈；开关处空气击穿产生电弧——触电、高温灼伤、电触头烧蚀。应用：汽车点火电路，12V电池、4mH电感，瞬间产生40kV高压Wc=0J方案一：通过旁

5、路缓慢释放电感储能，使之不产生过压*感性电路，如何安全的关断？电阻越小，则释放电感储能的速度越慢，所需时间越长。为了不干扰直流主电路的正常工作，所以：用C——隔直通交或用二极管——阻断反向电流2、拉长电弧，使之熄灭（例如：向电触头之间吹压缩气体）3、油冷灭弧装置（例如：变压器油）……1、真空开关，避免空气电离方案二：对于需要超快的电路，直接快速灭弧*趋利避害：我校与电弧有关的两个国家科技进步二等奖1）C的并联§6-3C串并联、L串并联实际应用：1、并联耐高压小电容，以得到耐高压大电容2、超快小电容//普通大电容，以得到超快大电容。并联中，电

6、容大的分流大2）C的串联★记忆方法：C的串并联规律与R恰好相反串联中，电容小的分压大实际应用中的例子:1）需要一个耐压30kV的3.3mF电容器。市场上只能买到耐压15kV的10mF电容器，怎么办？2）需要一个耐压9kV的0.66mF电容器。市场上买不到，能不能这样实现？∵串联中，电容越小，分压越大∴1mF电容分压6kV，被击穿然后，9kV电压将加在2mF电容上，2mF电容也被击穿。参数不合理，必须改为耐压6kV以上的最终，外电路可能因为瞬间过流而损坏。3）L的串联4）L的并联★记忆方法：L的串并联规律与R相同线圈并联使用，能提高耐流能力过

7、渡过程：电路从一个稳态到另一个稳态的过程t+-+-CR电容器充电下一章要用到的重要概念★稳态时，C等效为：L等效为：动态电路：包含动态元件（L、C）的电路。短路开路稳态稳态充电过程思考：理论上过渡时间是无穷长，为什么？（1）发生换路事件支路接入或断开电路参数变化出现过渡过程的两个充要条件是？（2）储能元件（L或C）在换路前后两个稳态的储能不同。★换路定则（此为今后作计算的依据）：换路瞬间，如果功率不为∞，则状态变量不能跃变。t第6章小结（要求牢记）1、L、C元件是动态、可记忆、有惯性、可储能的元件。2、L的串并联规律同R；C的串并联规律与R

8、恰好相反本章作业（做在书上，不交）：6-9、6-103、稳态时，C等效为开路；L等效为短路。换路定则：*两个元件的等效、分压、分流公式记忆方法：L的串并联规律与R相同；C的串并联