[工學(xué)]電路第一章(編輯修改稿)
2025-01-03 23:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電容能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為電場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電容元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。 u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 （ 1）電容的儲能只與當(dāng)時的電壓值有關(guān)，電容 電壓不能躍變，反映了儲能不能躍變； （ 2）電容儲存的能量一定大于或等于零。 從 t0到 t 電容儲能的變化量： )(2 1)(2 1)(21)(21 022022 tqCtqCtCutCuW C ????021212121ξ21220222?????????????????)()()()()(ddd)(tqCtCuCutCuCuξξuCuWuttC若? 電容的儲能 說明 : 電感元件 (inductor) i (t) + u (t) 電感器 把金屬導(dǎo)線繞在一骨架上構(gòu)成一實際電感器，當(dāng)電流通過線圈時，將產(chǎn)生磁通，是一種儲存磁能的部件 ?（ t)＝ N ?(t) 電感元件 儲存磁能的元件。其特性可用 ?～ i 平面上的一條曲線來描述 0?),( if ?i ? 任何時刻 ， 通過電感元件的電流 i與其磁鏈 ? 成正比 。 ? ~ i 特性是過原點的直線 ? 電路符號 2. 線性定常電感元件 ??? t a n )()( ??? iLortLitL 稱為電感器的自感系數(shù) , L的單位： H (亨 ) (Henry，亨利 )，常用 ?H， m H表示。 ? i O ? + u (t) i L ? 單位 tdtdiLtddtu )( )( ?? ?? 線性電感的電壓、電流關(guān)系 u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 電感元件 VCR的微分關(guān)系 說明： (1) 電感電壓 u 的大小取決于 i 的變化率 , 與 i 的大小無關(guān)，電感是動態(tài)元件； (2) 當(dāng) i為常數(shù) (直流 )時， u =0。電感相當(dāng)于短路； (3)實際電路中電感的電壓 u為有限值，則電感電流 i 不能躍變，必定是時間的連續(xù)函數(shù)。 + u (t) i L 根據(jù)電磁感應(yīng)定律與楞次定律 電感元件有記憶電壓的作用，故稱電感為記憶元件 （ 1） 當(dāng) u， i為非關(guān)聯(lián)方向時 ， 上述微分和積分表達式前要冠以負號 。 （ 2） 上式中 i(t0)稱為電感電流的初始值 ， 它反映電感初始時刻的儲能狀況 ， 也稱為初始狀態(tài) 。 )( dddd )( ????? ???? ????ttttttξuLiξuLξuLξuLtit00001111電感元件 VCR的積分關(guān)系 表明： 注意： 3. 電感的功率和儲能 itiLuip ???dd(1)當(dāng)電流增大 ， i0， d i/d t0，則 u0， ??， p0, 電感吸收功率。 (2)當(dāng)電流減小， i0， d i/d t0，則 u0， ??，p0, 電感發(fā)出功率。 ? 功率 表明： 電感能在一段時間內(nèi)吸收外部供給的能量轉(zhuǎn)化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內(nèi)又把能量釋放回電路，因此電感元件是無源元件、是儲能元件，它本身不消耗能量。 u、 i 取關(guān)聯(lián)參考方向 （ 1）電感的儲能只與當(dāng)時的電流值有關(guān)，電感 電流不能躍變，反映了儲能不能躍變； （ 2）電感儲存的能量一定大于或等于零。 從 t0到 t 電感儲能的變化量： )()()()( 022022 2 12 12121 tLtLtLitLiW L ?? ????021212121ξ21220222?????????????????)()()()()(ddd)(tLtLiLitLiLiξξiLiWittL?若? 電感的儲能 說明 : 電容元件與電感元件的比較： 電容 C 電感 L 變量 電流 i 磁鏈 ? 關(guān)系式 電壓 u 電荷 q (1) 元件方程的形式是相似的； (2) 若把 ui， q? ， CL， iu互換 ,可由電容元件的方程得到電感元件的方程； (3) C 和 L稱為對偶元件 , ? 、 q等稱為對偶元素。 * 顯然， R、 G也是一對對偶元素 : I=U/R ? U=I/G U=RI ? I=GU 222121??LLiWtiLuLiL ????dd結(jié)論 222121ddqCCuWtuCiCuqC ???? 獨立電源 (independent source) 其兩端電壓總能保持定值或一定的時間函數(shù)，其 值與流過它的電流 i 無關(guān)的元件叫理想電壓源。 ? 電路符號 1. 理想電壓源 ? 定義 i Su+ _ (1) 電源兩端電壓由電源本身決定， 與外電路無關(guān)；與流經(jīng)它的電流方 向、大小無關(guān)。 (2) 通過電壓源的電流由電源及外 電路共同決定。 ? 理想電壓源的電壓、電流關(guān)系 u i )(tuS伏安關(guān)系 例 R i + SuRui S?)( ??? Ri 0)( 0??? Ri電壓源不能短路！ ?電壓源的功率 電場力做功 ， 電源吸收功率。 （ 1） 電壓、電流的參考方向非關(guān)聯(lián)；
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