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第六章储能元件本章主要内容:电容元件电感元件电容元件、电感元件的串联与并联基本要求:牢固掌握电容元件、电感元件的伏安关系。牢固掌握电容元件、电感元件的串联与并联等效。§6-1电容元件一、电容元件1、电容器:能储存电场能量的实际电路元件。2、电容元件:是电容器的理想化模型,只储存电荷,建立电场,无其它作用。3、线性电容元件二端元件,所储电荷量q(t)和端电压u(t)间具有线性关系。q(t)=Cu(t)或u(t)=q(t)/CC-i(t)q(t)+u(t)式中C为正值常数,称为电容。电容单位为法拉(法,F)q—u特性曲线(库伏特性)如图所示。quq=Cu库伏特性曲线0二、伏安关系(VCR)1、从电荷变化的角度描述VCR(i-u)电流i(t)与电压u(t)为关联参考方向,如图所示,则电流+q-qiCu线性电容元件电流的大小与电容电压的变化律成正比。电容有阻隔直流的作用。电流与电压存在导数关系,电容元件是动态元件。2、从电荷积累的角度描述VCR(u-i)即电压与电流的全部过去历史有关。为电容电压初始值三、电容电压的连续性质在有限电流的前提下电容电压不能跃变电容电压的跃变则必然伴有无限大的电容电流四、电容的贮能1、电容的功率u、i为关联参考方向时,电容的瞬时功率为是时间的函数。2、电容的贮能及公式在时间间隔[t0,t]内,电压由u(t0)变到u(t),电容元件吸收的能量为电容元件在任一时刻t的贮能为贮能公式在任一时刻,电容元件的电场能量与电容电压的平方成正比。§6-2电感元件一、电感元件1、电感器:能储存磁场能量的实际电路元件。2、电感元件:是电感器的理想化模型,只具有产生磁通(贮存磁场能量)的作用而无其它作用3、线性电感元件二端元件,其磁链(t)和电流i(t)间具有线性关系(t)=Li(t)式中L为正值常数,称为电感。单位为亨利(亨,H)Li(t)(t)+-u(t)(t)和i(t)的参考方向符合右手螺旋法则。—i特性曲线(韦安特性)如图所示。i=Li韦安特性曲线0二、伏安关系(VCR)1、u表示为i的函数当电压(电流)的参考方向与磁链的参考方向符合右手螺旋法则时,可得:Li(t)(t)+-u(t)电感电压的大小与电流的变化律成正比。电感对直流起着短路的作用。电感元件是动态元件。2、i表示为u的函数即电流与电压的全部过去历史有关。为电感电流初始值三、电感电流的连续性质在有限电压的前提下电感电流不能跃变电感电流的跃变则必然伴有无限大的电感电压