[理學(xué)]第01章電路元件和電路定律(編輯修改稿)
2024-11-12 21:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 + e 一 、 線性定常電感元件：任何時(shí)刻 ， 電感元件的磁鏈? 與電流 i 成正比 。 L i u + – 電路符號(hào) 1. 元件特性 線性電感的 ? ~i 特性是過(guò)原點(diǎn)的直線 ? i O L= ? /i ?tg? iψL def?? =N? 為電感線圈的磁鏈 L 稱(chēng)為自感系數(shù) 電感 L 的單位： H(亨 ) (Henry，亨利 ) H=Wb/A=V?s/A=??s ? 線性電感電壓、電流關(guān)系： u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向 : L i u + – e + – 根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律 或 ???????? ???? ????ttttttttξuψtψξuLiud ξLξuLξuLtitt000000d)(d11d1d 1)( )( )( tiLtψu(yù)dddd ??討論 ： (1) u的大小取決與 i 的變化率，與 i 的大小無(wú)關(guān)； (微分形式 ) (2) 電感元件是一種記憶元件； (積分形式 ) (3) 當(dāng) i 為常數(shù) (直流 )時(shí)， di/dt =0 ? u=0。 電感在直流電路中相當(dāng)于短路； (4) 表達(dá)式前的正 、 負(fù)號(hào)與 u， i 的參考方向有關(guān) 。 當(dāng) u， i為關(guān)聯(lián)方向時(shí) ， u=Ldi/dt； u， i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí) ， u= –Ldi/dt 。 2. 電感的儲(chǔ)能 由此可以看出，電感是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。 從 t0 到 t 電感儲(chǔ)能的變化量： )(2 1)(2 1)(21)(21 022022 tψLtψLtLitLiW L ????tiLiuipdd???吸0)(21)(21)(21)(21)(21ddd220)(222?????????????????tψLtLiLitLiLiξiLiWittL若ξξtiittpwiiuiptuiitLiLuttLtLttLtitLtitLtLiLtLttLtitttttittdd)(d )( ][d)(d212)(d)(d21d])([d21d])([d)()0()0()(1d)(ddd)(dddd220)(220????????????????????????設(shè)吸吸Ψ二、時(shí)變電感 L(t) 是無(wú)源元件的必要條件結(jié)論 0)(,0: d )(d ?? tLt tL 電容元件 (capacitor) 一 、 線性定常電容元件：任何時(shí)刻 ， 電容元件極板上的電荷 q與電流 u 成正比 。 電路符號(hào) 電容器 + + + + – – – – +q –q C 與電容有關(guān)兩個(gè)變量 : C, q 對(duì)于線性電容 ， 有： q =Cu 1. 元件特性 uqC def?C 稱(chēng)為電容器的電容 電容 C 的單位： F (法 ) (Farad，法拉 ) F= C/V = A?s/V = s/ ? 常用 ?F， nF， pF等表示。 C i u + – + – 線性電容的 q~u 特性是過(guò)原點(diǎn)的直線 q u O C= q/u ?tg? ? 線性電容的電壓、電流關(guān)系： u, i 取關(guān)聯(lián)參考方向 C i u + – + – 或 ???????? ???? ????ttttttttξiqtqξiCuid ξCξiCξiCtutt000000d)(d11d1d 1)( )( )( tuCtqudddd ??電容充放電形成電流： (1) u0， du/dt0，則 i0， q ?，正向充電 (電流流向正極板 )； (2) u0， du/dt0，則 i0， q ?，正向放電 (電流由正極板流出 )； (3) u0， du/dt0，則 i0， q?，反向充電 (電流流向負(fù)極板 )； (4) u0， du/dt0，則 i0， q ?，反向放電 (電流由負(fù)極板流出 )； 討論 ： (1) i的大小取決與 u 的變化率，與 u 的大小無(wú)關(guān)； (微分形式 ) (2) 電容元件是一種記憶元件； (積分形式 ) (3) 當(dāng) u 為常數(shù) (直流 )時(shí) ， du/dt =0 ? i=0。 電容在直流電路中相當(dāng)于開(kāi)路 ， 電容有隔直作用； (4) 表達(dá)式前的正 、 負(fù)號(hào)與 u， i 的參考方向有關(guān) 。 當(dāng) u， i為關(guān)聯(lián)方向時(shí) ， i=Cdu/dt； u， i為非關(guān)聯(lián)方向時(shí) ， i= –Cdu/dt 。 2. 電容的儲(chǔ)能 由此可以看出，電容是無(wú)源元件，它本身不消耗能量。 從 t0到 t 電容儲(chǔ)能的變化量： )(2 1)(2 1)(21)(21 022022 tqCtqCtCutCuW C ????tuCuuipdd???吸0)(21)(21)(21)(21)(21ddd220)(222?????????????????tqCtCuCutCuCuξξuCuWuttC若ξ二 . 時(shí)變電容 c(t): ξξcuutcξptwttcututctutcuuip,tcucitcuut
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