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电路第6章储能元件§ 6-1 - § 6-3 2 2017 年4月11日星期二第6章储能元件第6章储能元件本章重点电容元件 电感元件 电容、电感元件的串联与并联 3 2017 年4月11日星期二第6章储能元件 6-1 电容元件?工程技术中,电容器应用极广。电容器虽然品种、规格各异, 构成原理都是由间隔以不同介质(如云母、绝缘纸、电解质等)的两块金属极板组成。在极板上加电压后,极板上分别聚集起等量的正、负电荷,并在介质中建立电场而具有电场能量。将电源移去后, 电荷可继续聚集在极板上,电场继续存在。?(a)缩箔插引线片结构(b)铝箔凸出折边结构电容器元件结构 1-薄膜; 2-铝箔; 3-电容器纸; 4-引线片_+ q q? U 4 2017 年4月11日星期二第6章储能元件实际电容器 6-1 电容元件 5 2017 年4月11日星期二第6章储能元件电力电容器 6-1 电容元件 6 2017 年4月11日星期二第6章储能元件冲击电压发生器 6-1 电容元件 7 2017 年4月11日星期二第6章储能元件电容元件及其库伏特性-1 ?电容器是能储存电荷或储存电场能量部件。电容元件是这种物理现象的电路模型。?元件特性:电荷 q与电压 u代数关系?线性电容元件符号图 6-1a ,电压参考极性与极板储存电荷极性一致,有 q=Cu (6-1) C电容元件参数,称电容,正实常数。当电荷和电压单位分别用 C和V表示时,电容单位 F(法拉,简称法)。 6-1 电容元件 8 2017 年4月11日星期二第6章储能元件电容元件及其库伏特性-2 ?图6-1b 线性电容库伏特性:一条通过原点直线。?电容元件 i和u取关联参考方向,图 a,VCR 为?表明电流和电压变化率成正比。当电压剧变(即du/dt 很大)时,电流很大。当电压不随时间变化时,电流为零。故电容在直流情况下其两端电压恒定,相当于开路,或电容有隔断直流(简称隔直)作用。)26( )(????dt du Cdt Cu ddt dq i6-1 电容元件 9 2017 年4月11日星期二第6章储能元件?式(1-7) 逆关系为?不定积分,写成定积分表达式?式中 q(t 0)为t 0时刻电容所带电荷量。?物理意义:t时刻具有电荷量等于 t 0时电荷量加以 t 0到t 时间间隔内增加电荷量。如指定 t 0为时间起点并设为零,可写为?对电压电流关系,由于 u=q/C,因此有或)36(??? idt q)46()( 0 0 00?????????????? tt tt tt idtq id id idq????)56()0()( 0???? tt idqtq?)66( 1)()( 00???? tt idC tutu?)76( 1)0()( 0???? t idC utu? 6-1 电容元件电容元件及其库伏特性-310 2017 年4月11日星期二第6章储能元件?比较式(6-2)、(1-3) 可知: 电容 u与i有动态关系,电容是动态元件。?式(6-7)可见,电容电压除与 0到t电流值有关,还与 u(0) 有关,电容元件是有“记忆”元件。与之相比,电阻电压仅与该瞬间电流有关,是无记忆元件。?在电压和电流关联参考方向下,线性电容元件吸收功率: dt du Cu uip?? 6-1 电容元件电容元件及其库伏特性-4