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1、第6章 储能元件storage elements,本章内容,返回总目录,下一章,上一章,6.1 电容元件,6.2 电感元件,1. 电容元件的伏安特性,重点,2. 电感元件的伏安特性,下 页,上 页,返回本章,电容元件和电感元件特性的理解。,难点,6.1 电容元件 (capacitor),定义：,储存电能的元件,电容器,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。,电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。,注意,下 页,上 页,返回本章,电路符号：,单位：,F (法) (Farad，法拉) 常用F，p F,库伏特性：,任何时刻，电容元件极
2、板上的电荷q与电压 u 成正比。q u 特性是过原点的直线,线性定常电容元件,C称为电容 (capacitance) 。,下 页,上 页,返回本节,电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件,（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u(t0)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。,电容元件VCR的积分关系,表明,注,下 页,上 页,返回本节,当电容充电， u0，d u/d t0，则i0，q ， p0, 电容吸收功率。,当电容放电，u0，d u/d t0，则i0，q ，p0, 电容发出功率.,电容的功率,表明,电容能在一段
3、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,下 页,上 页,返回本节,从t0到 t 电容储能的变化量：,电容的储能,下 页,上 页,返回本节,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； 电容储存的能量一定大于或等于零。,下 页,上 页,表明,返回本节,实际电容器,下 页,上 页,返回本节,电力电容,下 页,上 页,返回本节,冲击电压发生器,下 页,上 页,返回本节,6.2 电感元件 (inductor),电感器,把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感
4、器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件,（t)N (t),电感元件：,储存磁能的元件,下 页,上 页,返回本章,电路符号：,单位：,H(亨) (Henry，亨利) 常用H，m H,韦安特性：,任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链 成正比。 i 特性是过原点的直线,线性定常电感元件,L称为电感 (inductance) 。,下 页,上 页,返回本节,线性电感的电压、电流关系,u、i 取关联参考方向,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；,实际电
5、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.,根据电磁感应定律与楞次定律,下 页,上 页,返回本节,电感元件有记忆电压的作用，故称电感为记忆元件,（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,注,下 页,上 页,返回本节,当电流增大，i0，d i/d t0，则u0， p0, 电感吸收功率。,当电流减小，i0，d i/d t0，则u0，p0, 电感发出功率。,电感的功率,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,下 页,上 页,返回本节,从t0到 t 电感储能的变化量：,电感的储能,下 页,上 页,返回本节,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。 电感储存的能量一定大于或等于零。,表明,下 页,上 页,返回本节,上 页,返回本节,下一章,对比,电阻的伏安特性呈线性；电容和电感呈非线性,电阻是耗能元件；电容和电感是储能元件,电容元件与电感元件的比较：,
