哈工大电路分析课件25-26学时.ppt

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1、2、若信号变化很快时，一些实际元件不再只用电阻来表达。如：电阻器，考虑磁场和电场的作用，需添加电容、电感元件。第六章电容元件与电感元件R+ui电阻电路在任一时刻的响应只与同一时刻的激励有关，它是无记忆的元件，或称为是即时的(instantaneous)。在实际电路中，除电阻外，还常常包含另两种元件—电容元件(capacitor)、电感元件(inductor)。它们的VCR是对电流、电压的微分或积分，故称为动态元件（dynamicelement）。电路模型中为什么会出现动态元件？1、实际电路中有意接入电容、电感，以使电路具有某种功能。动态电路：至少包含一个动态元件

2、的电路。§6-1电容元件(capacitor)电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件；在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。电容器_q+q在外电源作用下两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电能的部件。一.元件特性电路理论中的电容是电容器的理想化模型。它只具有存储电荷而在电容器中建立电场的作用。Ciu+–+–电路符号本书研究线性时不变电容，即：常用F，nF，pF等表示。库伏（q~u）特性qu0在任一时刻t，它的电荷q与端电压u之间的关系可以用u-q平面上的一条直线来确定。q=CuC称为电

3、容器的电容（capacitance)C的单位：F(法)(Farad，法拉)F=Q/V=A•s/V=s/Ciu+–+–几种常用类型的电容元件：polyester（聚酯）capacitor（mica（云母）andpolystyrene（聚苯乙烯）capacitor)ceramiccapacitorelectrolyticcapacitorvariablecapacitor使用电容时，除了注意选择它的数值，还特别要注意它的额定电压，若超过额定电压，会击穿介质，失去电容器的作用。另外，有极性的电容。注意极性不要接反。上述实际的电容器除具备存储电荷的性质外，有时还或多或

4、少具有漏电的现象，这种情况下，电容器的模型中应包含电阻。Ciu+–+–R二.线性电容的电压、电流关系Ciu+–+–隔直通交的特性(1)i的大小与u的变化率成正比，与u的大小无关；(3)电容元件是一种记忆元件；(2)电容在直流电路中相当于开路，有隔直作用；(4)当u，i为关联方向时，i=Cdu/dt；u，i为非关联方向时，i=–Cdu/dt。例6-1如图所给电容电路，电压源是随时间按三角波变化，求电容电流。解：在0.25ms~0.75ms:在0.75ms~1.25ms:例6-2求电容电压。设u(0)=0解：t=0.25ms时，u=125V。三、电容电压的连续性电容

5、电压的连续性质：若电容电流在[ta,tb]内有界，则电容电压uc(t)在(ta,tb)内是连续的。特别是，对任意时刻t，且ta0，du/dt>0，则i>0，q，p>0,电容吸收功率。（2）当电容放电，u>0，du/dt<0，则i<0，q，p<0,电容发出功率。结论电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是无源

6、元件、是储能元件，它本身不消耗能量。功率电容的储能从t0到t电容储能的变化量：结论（1）电容的储能只与当时的电压值有关，电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变；（2）电容储存的能量一定大于或等于零。结论：电容的储能本质使电容上的电压具有记忆性质在电容电流有界的情况下储能不能跃变使电容电压具有连续性质。若电容的储能发生跃变，功率将为无穷大，在电流有界的前提下，这是不可能的。§6-2电感元件(inductor)电感线圈能将电能转变为磁场能量存储起来。电路理论中的电感元件是实际电感器的理想化模型。即：它只具有储存磁场能量的作用，它是一种电流与磁链(fluxlinkage

7、)相约束的元件。一.线性定常电感元件i(t)+–u(t)L电路符号=N为电感线圈的磁链L称为电感器的自感系数(inductance)L的单位名称：亨（利）符号：H(Henry）韦安（~i）特性i0斜率为L电路理论中的电感元件是实际电感器的理论化模型。实际电感线的模型：Li(t)+–u(t)R线性定常电感元件几种实际类型的电感元件：woundchipinductorhollowinductorchipinductortoroidalinductor磁性物质同样的电流会使磁链大大增加，ψ-i的关系变为非线性的。使用电感器时，除了看它的L数值，还要注意它的额

8、定工作电流，电流过大，会