电容元件 电容器 在外电源作用下，正、负电极上分 别带上等量异号电荷，撤去电源，电极上的 电荷仍可长久地聚集下去，是一种储存电能 的元件。 下 页上 页 _ + q q U 电导体由绝缘材料分开就可以产生电容。 注意 返 回 1. 定义 电容元件 储存电能的两端元件。任何时 刻其储存的电荷q与其两端的电 压 u能用q-u 平面上的一条曲线 来描述。 下 页上 页 库伏 特性 u q o 返 回 任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。q-u 特性曲线是过原点的直线。 q uo 下 页上 页 2.线性时不变电容元件 电容 器的 电容 返 回 l 电路符号 C u +q-q F (法拉), 常用F，pF等表示。 l 单位 下 页上 页 1F=106 F 1 F =106pF 返 回 3.电容的电压-电流关系 电容元件VCR 的微分形式 下 页上 页 u、i 取关联 参考方向 C u i 返 回 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。 下 页上 页 表明 C u +q-q 某一时刻电容电流 i 的大小取决于电容电压 u 的 变化率，而与该时刻电压 u 的大小无关。电容 是动态元件。 返 回 实际电路中通过电容的电流 i 为有限值， 则电容电压 u 必定是时间的连续函数。 下 页上 页 t u o 返 回 某一时刻的电容电压值与-到该时刻的所 有电流值有关，即电容元件有记忆电流的 作用，故称电容元件为记忆元件。 表明 下 页上 页 研究某一初始时刻t0 以后的电容电压，需要 知道t0时刻开始作用的电流 i 和t0时刻的电 压 u(t0)。 返 回 电容元件 VCR的积 分形式 当电容的 u，i 为非关联参考方向时，上 述微分和积分表达式前要冠以负号。 下 页上 页 注意 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。 返 回 4.电容的功率和储能 当电容充电时， p 0, 电容吸收功率。 当电容放电时，p 0, 电感吸收功率。 当电流减小，p0, 电感发出功率。 电感能在一段时间内吸收外部供给的 能量并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、储能元件，它本身不消耗能量。 表明 返 回 从t0到 t 电感储能的变化量为 l 电感的储能 下 页上 页返 回 0 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。 下 页上 页 表明 返 回 l 实际电感线圈的模型 下 页上 页返 回 +-u (t) i L G +-u (t) i L C G +-u (t) i L 下 页上 页 贴片型功率电感 贴片电感 返 回 下 页上 页 贴片型空心线圈可调式电感 环形线圈立式功率型电感 返 回 下 页上 页 电抗器 返 回 下 页上 页 3 电容、电感元件的串联与并联 1.电容的串联 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i l 等效电容 返 回 下 页上 页 i u + - C 等效 返 回 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i 下 页上 页 l 串联电容的分压 返 回 u1 u C2 C1 u2 + + + - - i i u + - C 下 页上 页 i2i1 u + - C1C2 i 等效 2.电容的并联 l 等效电容 返 回 i u + - C 下 页上 页 l 并联电容的分流 返 回 i2i1 u + - C1C2 i i u + - C 3. 电感的串联 下 页上 页 等效 l 等效电感 返 回 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - L 下 页上 页 l 串联电感的分压 返 回 u1 u L2 L1 u2 + + + - - i i u + - L 下 页上 页 等效 4.电感的并联 l 等效电感 返 回 i u + - L u + - L1L2 i2i1 i 下 页上 页 l 并联电感的分流 返 回 i u + - L u + - L1L2 i2i1 i 下 页上 页 注意 以上虽然是关于两个电容或两个电感 的串联和并联等效，但其结论可以推广到 n 个电容或 n 个电感的串联和并联等效。 返 回 电梯按钮 前视图 C1 电容模型 侧视图 实例 下 页上 页 C1 C3C2 返 回 未触摸时 触摸时 按钮结构 u(t) + - uS(t) + - 固定 电容 C1 C u(t) + - uS(t) + - 输出电压： 下 页上 页返 回 0 C1 C u(t) + - uS(t) + - C2C2 输出电压： 控制计算机检测到输出电压的下降，导 致电梯到达相应楼层。 上 页返 回 0