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第六章第六章 储能元件储能元件 C C：：capacitancecapacitance L L：：inductanceinductance（电容器：（电容器：capacitor capacitor 线圈：线圈：coil coil ））￿[kɔil]￿￿[kɔil]￿[kə'pæsitəns] [in'dʌktəns] [kə'pæsitə] 一、一、 电容元件电容元件VCR+ -§6-1 §6-1 电容元件电容元件非关非关联时，，加上加上负号号公式公式记忆方法：方法：电容容电压变，，电流流现★★电容容VCR微法：微法：皮法：皮法：二、电容元件的归类二、电容元件的归类(1)电容是动态元件电容是动态元件动态元件元件——￿VCR——￿VCR是微是微积分关系分关系例：已知例：已知C上上电压波形如下，且，波形如下，且，则电流（参考方向与流（参考方向与电压关关联））波形波形为？？tt(2)电容是记忆元件电容是记忆元件记忆元件元件——￿——￿一个元件的一个元件的电压当前当前值由由电流的流的历史决定史决定。

￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿或者或者￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿电流当前流当前值由由电压的的历史决定史决定. .电容的容的电压当前当前值，与，与电流的流的历史史变化化过程有关tt+-Ct+-R电压升高升高电容充容充电储能增加能增加电压下降下降电容放容放电储能减少能减少(3)电容是储能元件电容是储能元件理论上等于理论上等于0★★电容的容的储能状能状态由由电容容电压决定，决定，所以所以习惯上称上称uc为电容的状容的状态变量量(4)电容是惯性元件电容是惯性元件惯性元件性元件￿ ￿——￿——￿当功率不是无当功率不是无穷大大时，元件的，元件的电压或或电流流值不能不能跃变与物理中（与物理中““惯性性””概念很相似）概念很相似）因因为能量不能能量不能跃变（在功率（在功率≠∞的前提下）的前提下），所以，所以uc不能不能跃变！！1 1）） R=10 R=10ΩΩ时，电流在开关闭合瞬间最时，电流在开关闭合瞬间最大，为大，为1A1A，电容电压不跃变，电容电压不跃变…………2 2）特殊情况：）特殊情况：R=0ΩR=0Ω时，则电容的电流时，则电容的电流为无穷大（即功率无穷大），电容电压为无穷大（即功率无穷大），电容电压直接跃变为直接跃变为0V……0V……例：例：例：例： 已知开关已知开关已知开关已知开关闭闭合前合前合前合前电电容容容容电压为电压为10V10V，分，分，分，分别别画出画出画出画出R=10R=10Ω Ω 、、、、R=0ΩR=0Ω时时时时的的的的电电电电容容容容电压电压电压电压、、、、电电电电流曲流曲流曲流曲线线线线。

一、一、 电感元件电感元件VCR§6-2 §6-2 电感元件电感元件非关非关联时，，加上加上负号号公式公式记忆方法：方法：电感感电流流变，，则磁通磁通变，感生，感生电压现★★电感感VCR电流流产生磁通：右手螺旋生磁通：右手螺旋变化的磁通化的磁通产生感生生感生电压iL +-二、电感元件的归类二、电感元件的归类(1)电感是动态元件吗？电感是动态元件吗？动态元件元件——￿VCR——￿VCR是微是微积分关系分关系(2)电感是记忆元件吗？电感是记忆元件吗？记忆元件元件——￿——￿一个元件的一个元件的电压当前当前值与与电流的流的历史史变化化过程有关程有关( (或或电流当前流当前值与与电压的的历史史变化化过程有关程有关).).电感的感的电流当前流当前值，与，与电压的的历史史变化化过程有关程有关(3)电感是储能元件吗？电感是储能元件吗？理论上等于理论上等于0★★电感的感的储能状能状态由由电感感电流流决定，决定，所以所以习惯上称上称iL为电感的状感的状态变量量(4)电感是惯性元件吗？电感是惯性元件吗？惯性元件性元件￿ ￿————当功率不是无当功率不是无穷大大时，元件的，元件的电压或或电流流值不能不能跃变。

因因为能量不能能量不能跃变（如果功率（如果功率≠∞），所以），所以电感感电流不能流不能跃变！！Wc=0.5*0.1H*(2A)2危害：危害：烧线圈；开关圈；开关处空气空气击穿穿产生生电弧弧——触触电、高温灼、高温灼伤、、电触触头烧蚀应用：汽用：汽车点火点火电路，路，12V电池、池、4mH电感，瞬感，瞬间产生生40kV高高压Wc=0J方案一：通方案一：通过旁路旁路缓慢慢释放放电感感储能，使之不能，使之不产生生过压*感性感性电路，如何安全的关断？路，如何安全的关断？电阻越小，阻越小，则释放放电感感储能的速度越慢，所需能的速度越慢，所需时间越越长为了不干了不干扰直流主直流主电路的正常工作，所以：路的正常工作，所以：用用C——隔直通交隔直通交或用二极管或用二极管——阻断反向阻断反向电流流 2、拉、拉长电弧，使之熄弧，使之熄灭 （例如：向（例如：向电触触头之之间吹吹压缩气体）气体）3、油冷、油冷灭弧装置弧装置 （例如：（例如：变压器油）器油）……1、真空开关，避免空气、真空开关，避免空气电离离方案二：方案二：对于需要超快的于需要超快的电路，直接快速路，直接快速灭弧弧1））C的并联的并联§6-3 C§6-3 C串并联、串并联、L L串并联串并联并并联中，中，电容大的分流大容大的分流大2））C的串联的串联★★记忆方法：记忆方法：C的串并联规律与的串并联规律与R恰好相反恰好相反串串联中，中，电容小的分容小的分压大大实际应用中的例子实际应用中的例子实际应用中的例子实际应用中的例子: : 1）需要一个耐压）需要一个耐压30kV的电容器。

市场上只能买到耐压的电容器市场上只能买到耐压15kV的的10mF电容器，电容器，怎么办？怎么办？2）需要一个耐压）需要一个耐压9kV的电容器市场上买不到，能不能这样实现？的电容器市场上买不到，能不能这样实现？∵∵串联中，电容越小，分压越大串联中，电容越小，分压越大∴∴ 1mF电容分容分压6kV，被，被击穿穿 然后，然后，9kV电压将加在将加在2mF电容上，容上， 2mF电容也被容也被击穿参数不合理，必参数不合理，必须改改为耐耐压6kV以上的以上的最最终，外，外电路可能因路可能因为瞬瞬间过流而流而损坏3））L的串联的串联4））L的并联的并联★★记忆方法：记忆方法：L的串并联规律与的串并联规律与R相同相同线圈并圈并联使用，能使用，能提高耐流能力提高耐流能力过渡过程：过渡过程：电路从一个稳态到另一个稳态的过程电路从一个稳态到另一个稳态的过程t+-+-CR电电容容器器充充电电下一章要用到的重要概念★★稳态时，， C等效等效为：： L等效等效为：：动态电路：动态电路：包含包含动态元件动态元件（（L、、C）的电路短路短路开路开路稳态稳态充充电过程程 （（1））发生生换路事件路事件支路接入或断开支路接入或断开电路参数路参数变化化出现过渡过程的两个充要条件是？出现过渡过程的两个充要条件是？（（2 2））储能元件（能元件（L或C）在）在换路前后两个路前后两个稳态的的储能不同。

能不同★★换路定路定则（此（此为今后作今后作计算的依据）算的依据）：： 换路瞬路瞬间，如果功率不，如果功率不为∞，，则状状态变量不能量不能跃变t第第6章章 小结小结（要求牢记）（要求牢记）1 1、、L L、、C C元件是元件是动态、可、可记忆、有、有惯性、可性、可储能的元件能的元件 2、、L的串并联规律同的串并联规律同R；； C的串并联规律与的串并联规律与R恰好相反恰好相反本章作业（本章作业（做在书上，不交做在书上，不交）：）：6-9、、 6-103、、稳态时，，C等效等效为开路；开路；L等效等效为短路换路定路定则：：*两个元件的等效、分压、分流公式两个元件的等效、分压、分流公式记忆方法：记忆方法：L的串并联规律与的串并联规律与R相同；相同；C的串并联规律与的串并联规律与R恰好相反恰好相反电阻：电阻：电感：电感：电容：电容：电阻：电阻：电感：电感：电容：电容：。