文档介绍：第十三讲
1
第一章电路分析的基础知识
第五章电容元件和电感元件
5-1 电容元件
5-2 电容元件的VCR
5-3 电容电压的连续性和记忆性质
5-4 电容储能
5-5 电感元件
5-6 电感元件的VCR
5-7 电容与电感的对偶性
2
第一章电路分析的基础知识
本章教学要求
1、掌握电容元件的VCR ;
2、掌握电容电压的连续性、记忆性质;
3、掌握电容的储能;
4、掌握电感元件的VCR ;
5、了解电容与电感的对偶性。
3
第一章电路分析的基础知识
本次课教学要求
1、掌握电容元件的VCR;
2、掌握电容电压的连续性和记忆性质;
3、掌握电容的储能。
重点
电容元件的VCR
难点
电容元件的VCR
4
第一章电路分析的基础知识
第五章电容元件和电感元件
引言
电阻电路的特点:电路的响应同激励的关系是即时的,与过去的激励无关,电路没有记忆作用;电路的数学描述是代数方程。
电容元件和电感元件的引出:
(1)电路的功能仅用电阻元件还不能满足实际要求,还需要有电容、电感元件;
(2)实际电路参数仅用电阻来描述,还必须有电容、电感。
含有电容元件、电感元件的电路,一般是动态电路,其数学描述是微分方程。
5
第一章电路分析的基础知识
§ 电容元件
电容是储存电场能量或储存电荷的器件。
实际电容器,简单地讲,是由两片平行导体极板,其间填充绝缘介质而构成的储存电场能量的器件。
6
第一章电路分析的基础知识
外形与符号
实际电容器
电路符号
7
第一章电路分析的基础知识
伏库特性
若一个二端元件在任一时刻,其上电荷q与两端电压u之间的关系可由q-u平面上的一条不随时间变化,且通过零点的直线来确定,则此二端元件称为线性时不变电容元件,简称电容C,其特性曲线及符号如下图所示。按图中的参考方向可得电容元件的特性方程
式中,参数C与直线的斜率成正比。当电荷单位为库仑,电压单位为伏特时,电容的单位为法拉(F )
线性电容伏库特性曲线
或
8
第一章电路分析的基础知识
§ 电容元件的VCR
1、数学描述
根据电流的定义及电容的伏库关系:
上式表明,电容的电流与其端电压的变化率成正比,与其电压的数值大小无关。
电容对直流电压相当于开路,即有隔直作用。
9
第一章电路分析的基础知识
电压表达式
式中,
(1)不定积分形式:
(2)定积分形式:
称为电容电压在t=t0时刻的初始值。
这说明任一时刻的电容电压不仅与该时刻的电流有关,而且还与此时刻以前的“历史状态”有关(从-∞开始),故电容称为“记忆元件”。电容的电压是通过电荷的积累而形成的,不能突变。
10
第一章电路分析的基础知识