1、,第六章 储能元件,能够储存 能量 的元件,电场能、磁场能,电容,电感,6.1 电容元件 (capacitor),电容器,顾名思义，是“装电的容器”，是一种容纳电荷的器件。,用字母C表示。,电 介 质,导线,导线,1. 基本结构,一. 简介,中性,Us,+,-,Us,充电,充电结束,撤去电源,3.电容C,电容器极板上每单位电压能够存储的电荷的数量称为电容器的。,2. 分类,根据绝缘 材料来分,云母,陶瓷,塑料膜,电解电容,根据电容 值来分,固定电容器,可变电容器,库伏特性曲线,电路符号,F (法) (Farad，法拉),单位,常用F，p F等表示。,二. 线性电容的电压、电流关系,u、i 取关
2、联参考方向,i 的大小取决于 u 的变化率, 与 u 的大小无关,电容是动态元件,当 u 为常数(直流)时，i =0。,电容有隔断直流的作用,电容相当于开路，,电容有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件,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 ;,电容元件VCR的积分关系,表明,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。,三. 电容的功率和储能,当电压增大，且 u0，,(2)当电压减小，且u0，,功率,表明,电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，,u、 i 取关联参考方向,则i0，,du/dt0，,p0, 电容吸收
3、功率。,p0, 电容发出功率.,du/dt0，,则i0，,因此电容是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。,在另一段时间内又把能量释放回电路，,（1）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；,从t0到 t 电容储能的变化量：,电容的储能,表明,（2）电容储存的能量一定大于或等于零。,例,求电流i,电源波形,解,uS (t)的函数表示式为:,解得电流,1. 基本结构,一. 简介,6.2 电感元件 (inductor),把金属导线绕在一磁芯上构成一实际电感器，,当电流通过线圈时，将产生磁通，,是一种储存磁能的部件,2. 分类,根据磁芯 材料来分,空气芯,铁芯,氧化
4、芯,根据电感 值来分,固定电感器,可变电感器,3. 磁通链与感应电压,韦安特性曲线,变化,变化，,由电磁感应定律,（法拉第定律）,4. 电感,电路符号,H (亨) (Henry，亨利)，常用H，m H表示,单位,楞次定律,二. 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,(2) 当i为常数(直流)时，u =0。电感相当于短路；,根据电磁感应定律与楞次定律,与i 的大小无关，电感是动态元件；,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 ;,电
5、感元件VCR的积分关系,表明,注,(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。,三. 电感的功率和储能,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。,u、 i 取关联参考方向,电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量,当电流增大， i0，,(2)当电流减小，i0，,则u0，,di/dt0，,p0, 电感吸收功率。,p0, 电感发出功率.,di/dt0，,则u0，,（1）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； （2）电感储存的能量一定大于或等于零。,从t0到 t 电感储能的变化量：,电感的储能,表明,
