《电路分析基础5电容与电感ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路分析基础5电容与电感ppt课件（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电路分析根底电路分析根底教师：张教师：张教师：张教师：张 荣荣荣荣专业根底课第二篇动态电路的时域分析n n前面学习的是电阻电路的分析方法。电阻电路用代数方程描画，电路在恣意时辰的呼应只与同一时辰的鼓励有关，而与过去的鼓励无关，这也称为无记忆或即时的。n n许多实践电路不可防止的要包含电容和电感元件，其电压电流关系涉及对电流、电压的微分或积分，因此称动态元件。n n特定功能决议必需运用动态元件，如滤波n n信号频率高变化快时，必需思索电磁场变化的影响，在电路模型中添加动态元件。n n含有动态元件的电路称为动态电路动态电路动态电路n n动态电路是有记忆的n n动态电路分为一阶和二阶电路n n动态电
2、路依然服从基尔霍夫定律第五章 电容元件与电感元件n n电容元件和电感元件是根本的动态元件n n本章主要讨论电容和电感元件的定义、VCR、等效电路n n本章引入记忆、形状等概念，为动态电路的分析奠定根底电容元件n n电容器是一种能储存电荷的器件，电容元件是电容器的理想化模型，是反映电场储能性质的电路参数。电容元件电容元件定义：一个二端元件，其性能方程可用q-u平面上的一条曲线来描画，即电容极板上的电荷瞬时值是由极板间的瞬时电压决议的，反之，电压的瞬时值也可以由极板上的瞬时电荷值来确定。 当电容上电压与电荷为关联参考方向时，电荷q与u关系为：q(t)=Cu(t) C:电容的电容量，单位:法(F)
3、1F=106 uF=1012pF当u、i为关联方向时,据电流强度定义： i= dq/dt当u、i为非关联时： i= - dq/dt 符号与特性曲线 电容器的符号和q-u特性曲线如下图，其中u，i取一致的参考方向。图 电容的符号、线性非时变电容的特性曲线斜率为C0qu+-uCi+q-q电容的伏安特性一、知电压求电流1、 与 有关，而不是与 有关当电压 是直流，即 那么 电容具有隔直流通交流功能。2、上述公式既反映了数值的大小，也包含了关联参考方向信息，当 电压u和i为非一致的参考反向时，要加上负号，即：电容充放电构成电流：(1) u0(1) u0，du/dt 0du/dt 0，那么，那么i 0i
4、 0，q q ，正向充，正向充电电 ( (电电流流向正极板流流向正极板) )；(2) u0(2) u0，du/dt 0du/dt 0，那么，那么 i 0 i 0，q q ，正向，正向放放电电 ( (电电流由正极板流出流由正极板流出) )；(3) u0(3) u0，du/dt0du/dt0，那么，那么i0i0，q q，反向充，反向充电电 ( (电电流流向流流向负负极板极板) )；(4) u0(4) u0du/dt0，那么，那么i0i0，q q ，反向放，反向放电电 ( (电电流由流由负负极板流出极板流出) )；Ciu+二、知电流求电压对 进展积分，可得假设只需求了解某一个特定时辰t0之后电容的电
5、压那么假设取那么n n 取决于 到 一切时辰电流的全部作用情况即反映了电荷的积累。 u(0)是在 t=0 时辰电容已积累的电压，称为初始电压；而后一项为哪一项在 t=0 以后电容上构成的电压，它表达了在0t的时间内电流对电压的奉献。n n研讨时辰 ，不需求了解 以前电流的情况，以前的全部历史信息都表达在初始电压 中。1、电容电压的记忆性质：a、在某一时辰 t，电容电压u不仅与该时辰的电流 i有关，而且与t以前电流的全部历史情况有关。因此，我们说电容是一种记忆元件，有“记忆电流的作用。电容电压取决于电流的全部历史，是一种“记忆元件。其初始电压就是记忆计时时辰以前一切电流的作用结果：电容元件的性质
6、b、当初始电压 时，电容的等效电路为：2、电容电压的延续性惯性： 电容电压的变化直接遭到电容电流的约束，有限的电容电流规定了延续变化的电容电压，电压的变化必然是从上一个时辰终了时电容电压开场进展变化，电容电压的跃变必然伴随无限大的电容电流。这从数学上可以很好地了解， 当函数的导数为有限值时，其函数必定延续。 t=0，0-，0+的意义0t0-0+即：即：uc(0+)= uc(0-)可推行到：可推行到：uc(t0+)= uc(t0-)当电容电压和电流为关联方向时，电容吸收的瞬时功率为： 瞬时功率可正可负，当 p(t)0时，阐明电容是在吸收能量，处于充电形状；当 p(t) 0时，表示电感从电路吸收功
7、率，储存磁场能量；当 p(t) 0时，表示供出能量，释放磁场能量。 对上式从到 t 进展积分，即得t 时辰电感上的储能为：3.电感元件的储能由于所以 由上式可知：电感在某一时辰 t 的储能仅取决于此时辰的电流值，而与电压无关，只需有电流存在，就有储能，且储能0。 形状变量形状变量n n在电路及系统实际中，形状变量是指一组最少的量，假设知其在 时辰的值初始形状，那么给定一切在 时的输入就能确定在 时电路的全部变量n n电容电压和电感电流是电路的形状变量n n电容电压反映了电容的储能形状，电感电流反映了电感的储能形状电感、电容的串、并联 电感串联 流过两电感的电流相等，根据电感元件VCR的微分方式
8、，有 电感并联 电感L1和L2的两端为同一电压u。根据电感元件VCR的积分方式有 KCL电容串联电容并联 电容C1与C2两端为同一电压u。根据电容元件VAR的微分方式，有 留意留意n n电容、电感的串并联应留意其初始形状值，上述串并联公式只在初始形状为零时成立n n假设初始形状非零那么需进展实践分析电容元件与电感元件的比较：电电容容 C C电电感感 L L变变量量电电流流 i i磁磁链链 关系式关系式电压电压 u u 电电荷荷 q q 结论结论：(1) (1) 元件方程是同一元件方程是同一类类型；型；(2) (2) 假假设设把把 u-iu-i，q-q- ，C-LC-L， i-ui-u互互换换, ,可可由由电电容容元件的方程得到元件的方程得到电电感元件的方程；感元件的方程；(3) C (3) C 和和 L L 称称为对为对偶元件偶元件, , 、q q 为对为对偶物理量。偶物理量。
