6储能元件

例4-7(1)解：ic=0.75i1，求u-i1-ic+i2=0Þi2=1.75i11-40+5´103i1+20´103i2=0i2+u-5k20kiCi1+-40V1-20´103´i2+u=02例4-7(2)解：ic=0.75i1，求i32i35k20kiCi1i2+-40Vic=0.75i1-20´103i2=0Þi2=0-i1+i2-ic+i3=0Þi3=1.75i1+i2-40+5000i1+20´103i2=0因i3已经可解，所以省略关于另一回路的KVL方程例4-7求图示一端口电路的等效发电机。ic=0.75i15k20kiCi1i211’+-40V3uoc11’Req+-例4-7(1)＝求开路电压uoc+u-5k20kiCi1+-40V5k20kiCi1i2+-40Vi3例4-7(2)＝求短路电流iscReq=uoc/isc解：求11’的戴维宁等效电路1.电容元件：•元件特性3.电容、电感元件的串联与并联重点：第6章储能元件2.电感元件：•元件特性1.电容元件：•储能特性、VCR重点：6.1电容元件电容器_q+qε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。1.定义电容元件储存电能的元件。其特性可用u～q平面上的一条曲线来描述q=Cuqu库伏特性瓷质电容器聚丙烯膜电容器电解电容器实际电容器示例管式空气可调电容器片式空气可调电容器任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压u成正比。q~u特性是过原点的直线电路符号2.线性定常电容元件C＋－uC称为电容器的电容,单位：F(法)(Farad，法拉),常用F，pF等表示。quO单位tuCtqidddd线性电容的电压、电流关系C＋－uiu、i取关联参考方向电容元件VCR的微分关系(1)i的大小取决于u的变化率,与u的大小无关，电容是动态元件；(2)当u为常数(直流)时，i=0。电容相当于开路，电容有隔断直流作用；(3)实际电路中通过电容的电流i为有限值，则电容电压u不能跃变，必定是时间的连续函数（原因见下页）。tuCtqiddddtiqd逆关系物理意义：t时刻具有的电荷等于t0时的电荷加t0到t时间间隔内增加的电荷。若t0＝0由于u＝q/C或电容元件VCR的积分关系电容元件的电压与电流具有动态关系，电容元件是动态元件。电容电压除与0到t的电流值有关外，还与u(0)值有关，因此，电容元件是一种有“记忆”的元件。当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;上式中u(0)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。3.电容的功率和储能(1)当电容充电，u0，du/dt0，则i0，q，p0,电容吸收功率。(2)当电容放电，u0，du/dt0，则i0，q，p0,电容发出功率。功率表明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元件、是储能元件，它本身不消耗能量。u、i取关联参考方向电容的储能电容元件在任何时刻t储存的电场能量将等于它吸收的能量电容是无源元件，它本身不消耗能量。例＋－us(t)C0.5Fi求电流i、功率p(t)和储能W(t)21t/s20us/V电源波形解uS(t)的函数表示式为:解得电流21t/s1i/A-121t/s20p/W-221t/s10WC/J吸收功率释放功率6.2电感元件+-u(t)1.电感线圈把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁场能量的部件。yL=NfLfL,yL几种实际电感线圈i(t)实际线圈的理想化模型，是储存磁场能量的元件。其元件特性可用～i平面上的一条直线来描述。y=Li2.线性电感元件iO电路符号L称为电感器的自感系数,L的单位：H(亨)(Henry，亨利)，常用H，mH表示。＋u-iL韦安特性tiLtudddd线性电感的电压、电流关系电感元件VCR的微分关系表明：(1)电感电压u的大小取决于i的变化率,与i的大小无关，电感是动态元件；(2)当i为常数(直流)时，u=0。电感相当于短路；(3)实际电路中电感的电压u为有限值，则电感电流i不能跃变，必定是时间的连续函数（原因见下页）。根据电磁感应定律与楞次定律＋u-iL电感元件是动态元件，也是记忆元件。（1）当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;（2）上式中i(t0)称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。电感元件VCR的积分关系表明3.电感的功率和储能1.当电流增大，i0，di/dt0，则u0，，p0,电感吸收功率。2.当电流减小，i0，di/dt0，则u0，，p0,电感发出功率。功率表明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。u、i取关联参考方向从t1到t2，线性电感元件吸收的能量：电感的储能（1）电感元件不消耗能量，而是以磁场能量的形式储存在磁场中。电感元件是一种储能元件。（2）电感元件不会释放出多余它吸收或储存的能量，因此它又是一种无源器件。6.2电容、电感元件的串联与并联1.电容串联在使用电容器时，除了要关注其电容值外，还要注意它的额定电压。使用时若电压超过额定电压，电容就有可能会因介质被击穿而损坏。为了提高总电容承受的电压，可将若干电容串联起来使用。当电容、电感元件为串联或并联组合时，它们也可以用一个等效电容或等效电感来替代。＋－u1C1＋－u2C2＋－unCni+u-＋－u1C1＋－u2C2＋－unCni+u-+-uiCeq1/Ceq为了得到电容值较大电容，可将若干电容并联起来使用。设各电容初始电压相同。2.电容并联i1C1i2C2inCn+-uiCeq+-uu1(t0)=u2(t0)==un(t0)n个具有相同初始电流的电感串联3.电感串联＋u-iLeqL1L2Ln+u-i＋u2－＋u1－＋un－n个具有初始电流的电感并联4.电感并联i(t0)=i1(t0)+i2(t0)++in(t0)从电路模型上看，电感在串联或并联之前可以存在一定的磁通链或电流。这样，串联或并联联接后，除须计算等效电感外，还须计算等效电感的初始磁通链或初始电流。＋u-iini2i1L1LnL1＋u-iLeq