2019年第5章電容元件和電感元件ppt課件.ppt

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1、第5章電容元件和電感元件靜態(tài)元件：元件端口特性方程為代數(shù)方程，如：電阻動(dòng)態(tài)元件：………………………微/積分方程，如：電容、電感儲(chǔ)能元件：能儲(chǔ)存能量的元件，如：電容、電感5．1電容元件電容器：由兩塊用介質(zhì)絕緣的金屬板構(gòu)成，能儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能電容器構(gòu)成原理5．1電容元件實(shí)際電容器示例電解電容器瓷質(zhì)電容器聚丙烯膜電容器5．1電容元件電容元件的電路符號(hào)：電容器電容元件電容元件的電磁特性用q-u關(guān)系表征一般電容可變電容電解電容+5．1電容元件本節(jié)研究?jī)?nèi)容：二端線性電容元件（電荷與電壓成正比）設(shè)二端線性電容C的電壓u和電流i取關(guān)聯(lián)參考方向，均為正

2、極板指向負(fù)極板，則：1、q-u關(guān)系（電磁特性）：電容C單位：F、mF、uF、pF…過(guò)原點(diǎn)直線5．1電容元件2、u-i關(guān)系（端口特性）：關(guān)聯(lián)，————?jiǎng)討B(tài)元件————記憶元件以t0時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)：端口特性方程初始電壓5．1電容元件3、儲(chǔ)能：關(guān)聯(lián)，吸收的能量：假設(shè)-------電容是無(wú)源元件任一時(shí)刻t，電容儲(chǔ)能：-------電容是儲(chǔ)能元件.5．1電容元件4、電容的并聯(lián)：（設(shè)初始儲(chǔ)能為0）等效電容：→總電容增大5．1電容元件5、電容的串聯(lián)：（設(shè)初始儲(chǔ)能為0）等效電容：→總電容減小5．1電容元件例題5.1：設(shè)C1=0.5F，C2=0.25F

3、，電路處于直流工作狀態(tài)。求兩個(gè)電容各自儲(chǔ)存的電場(chǎng)能。解：電容儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量分別為直流電路中電容相當(dāng)于開(kāi)路5．1電容元件例題5.2：已知C=0.2F，u(0)=30V，電容電流波形已知，求電容電壓并畫(huà)出波形。(1)：，電容充電(2)：，電容放電電容電壓保持不變，(3)：，5．2電感元件電感線圈：導(dǎo)線繞成，能儲(chǔ)存磁場(chǎng)能幾種實(shí)際的電感線圈示例：電感線圈原理示意圖5．2電感元件電感元件的電路符號(hào)：電感線圈電感元件電感元件的電磁特性用Ψ-i關(guān)系表征可調(diào)電感固定電感5．2電感元件本節(jié)研究?jī)?nèi)容：二端線性電感元件（磁鏈與電流成正比）設(shè)二端線性電感L的

4、電壓u和電流i取關(guān)聯(lián)參考方向，磁鏈與電流參考方向符合右手定則，則：1、Ψ-i關(guān)系（電磁特性）：過(guò)原點(diǎn)直線電感L單位：H、mH…5．2電感元件2、u-i關(guān)系（端口特性）：關(guān)聯(lián)，————?jiǎng)討B(tài)元件————記憶元件以t0時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)：端口特性方程5．2電感元件3、儲(chǔ)能：關(guān)聯(lián)，吸收的總能量：假設(shè)-------所以電感是無(wú)源元件、儲(chǔ)能元件.任一時(shí)刻t，電感儲(chǔ)能：則：wm>04、電感的串聯(lián)：5、電感的并聯(lián)：分析：5．2電感元件例題5.3：電感電流波形如圖所示，L=0.1H，求t>0時(shí)電感電壓、吸收功率、儲(chǔ)存能量。解：5．3耦合電感前面學(xué)習(xí)了二端電

5、感元件（即一端口電感）。本節(jié)學(xué)習(xí)多端口電感，且只研究二端口電感，也稱互感元件一、基本概念1．磁耦合：一線圈的磁通交鏈另一線圈當(dāng)幾個(gè)線圈之間存在著磁耦合，便形成了多端口電感2．電磁感應(yīng)：自感應(yīng)：本線圈中電流變化在本線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)互感應(yīng)：一線圈中電流變化在另一線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)5．3耦合電感耦合線圈變i1→變?chǔ)?1→自感電壓u11↓變?chǔ)?1→互感電壓u21變i2→變?chǔ)?2→自感電壓u22↓變?chǔ)?2→互感電壓u12雙下標(biāo)ψab含義：a：該量所在線圈編號(hào)b：產(chǎn)生該量原因所在線圈編號(hào)自感磁鏈互感磁鏈5．3耦合電感本節(jié)研究?jī)?nèi)容：二端口電感，即互感

6、元件二、互感元件的電磁特性：即ψ-i關(guān)系設(shè)電流與自感磁鏈的參考方向符合右手螺旋關(guān)系，則自感L1、L2：取決于匝數(shù)、尺寸、介質(zhì)互感M：取決于L1和L2及其相對(duì)位置M前的符號(hào)：自感與互感磁鏈方向一致取“+”，否則取負(fù)號(hào)（取決于線圈相對(duì)繞向）5．3耦合電感三、互感元件的符號(hào)與同名端1.符號(hào)將互感線圈抽象成互感元件模型時(shí)，無(wú)法看出線圈相對(duì)繞向，可以根據(jù)電流進(jìn)、出同名端來(lái)判斷互感磁鏈的+（或-）**（*）5．3耦合電感2、同名端同名端定義：自感和互感磁鏈方向相同時(shí)，對(duì)應(yīng)兩個(gè)端口上電流的流入端（或流出端）同名端作用：根據(jù)同名端判斷自感與互感磁鏈方

7、向的關(guān)系若兩個(gè)端口電流參考方向均從同名端流入或流出,則互感與自感磁鏈方向相同,M與L二者前同號(hào)，否則異號(hào)同名端的表示：用一對(duì)“·”或“*”、“△”等標(biāo)記5．3耦合電感由實(shí)際線圈繞向判斷同名端位置+（1）假設(shè)一個(gè)電流流入端（2）判斷磁鏈的方向（3）判斷互感電壓正極性端（4）同名端****ΔΔ++*5．3耦合電感四、互感元件端口特性：u-i關(guān)系u-i關(guān)聯(lián)方向Ψ-i右手定則--------動(dòng)態(tài)元件①若u1、i1或u2、i2的參考方向相反則L1或L2前應(yīng)添入負(fù)號(hào)②若u1、i2或u2、i1的參考方向相對(duì)星標(biāo)相同M前取正號(hào)，否則應(yīng)取負(fù)號(hào)符號(hào)說(shuō)明5

8、．3耦合電感例題5.4：列出圖示兩個(gè)互感元件的端口特性方程分析：互感元件端口電壓包括兩種成分自感電壓分量：若端口u、i為關(guān)聯(lián)方向，取“+”號(hào)互感電壓分量：若互感電壓與施感電流相對(duì)星標(biāo)方向一致，取“+”號(hào)解：(a)(b)5