实用电路基础 教学配套课件 杨立峰 第三单元 动态电路的分析.pdfVIP

第3单元 动态电路的分析 *3.1 电容元件　 *3.2 电感元件 *3.3 换路定律　 *3.4 三要素法分析一阶动态电路 *3.5 一阶动态电路的典型应用 3.1 电容元件 3.1.1 电容元件的基础知识 1．电容器与电容元件 两块相互平行且靠的很近，而又彼此绝缘的金属板组成，称 之为平行板电容器。它是一种用来储存电荷和电场能量的 容 “ 器 。 用来描述电容器性能的主要参数有电容量和耐压值。其中 ” 电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电 容，通常也用符号 表示。 C 定义电容器的电容量 与电容器所带的电荷量 成正比，与其 C q 两极板间的电压 成反比。即 u q C u 在国际单位制中，电量q 的单位是库[仑] （C ），实际应用 中常用微法（μF ）和皮法（pF ）。它们之间的换算关系是： 6 12 1F 10 F μ10 pF 习惯上，电容器和电容量均简称为电容，所以文字符号C 具有双重意义：它既代表电容器元件，也代表它的主要参数电 容量。 在电容器上都标有额定工作电压（也叫耐压）。额定工作 电压就是电容器长期工作时所能承受的最大工作电压。在使用 时所加的工作电压不得超过其耐压值，否则，电容器会被击穿 而损坏。 2 ．电容元件上的电压与电流的关系 通过电容器的电流，实际上是指流经电容器所在支路的电 流。 电容元件的电压和电流的关系，电压与电流参考方向如图所示， 则电压与电流关系为 i C du i C dt u 因为电容元件的伏安关系是一种微分关系，故电容元件 称为动态元件。电容元件具有隔断直流，导通交流的作用。 3．电容元件中的电场能量 电容元件两个极板之间加上电压，则两极板上聚集的等量 异种电荷会在两极板之间建立起电场，有电场就有了电场能 1 2 量 WC Cu 电容元件上储存的电能与电压有关，且电容一 2 定的情况下，电压越大，储能越多。 【例】一个电容为 μ 电容器，当接到 的高压电路 1000 F 240kV 中，求电容器中所储存的电场能。 1 2 1 3 5 2 7   1 10 W(2.4 Cu10 ) 2.88 10 J 【解】 C : 2 2 此题结果说明：即使选用大电容（ μ ），接在