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类型电工基础-电感元件和电容元件课件.ppt

  • 上传人(卖家):三亚风情
  • 文档编号:3314501
  • 上传时间:2022-08-18
  • 格式:PPT
  • 页数:39
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    关 键  词:
    电工 基础 电感 元件 电容 课件
    资源描述:

    1、第3章 电感元件与电容元件3.1 电容元件电容元件3.2 电容的串、电容的串、并联并联3.3 电感元件电感元件第第3章章 电感元件与电容元件电感元件与电容元件第3章 电感元件与电容元件目的与要求目的与要求1.理解电容、电感元件上的u-i关系2.会分析电容器的串并联电路第3章 电感元件与电容元件重点与难点重点与难点重点:(1)电容器的串并联电路 (2)电容、电感元件上的u-i关系难点:(1)电容器串联使用时最大工作电压的 计算 (2)电容、电感元件上的u-i关系第3章 电感元件与电容元件1.电容元件是一个理想的二端元件,它的图形符号如图3.1所示。uqC(3.1)图3.1 线性电容元件的图形符号

    2、iu q qC3.1电电 容容 元元 件件 3.1.1 电容元件的基本概念(一)电容元件的基本概念(一)第3章 电感元件与电容元件 3.1.1 电容元件的基本概念(二)电容元件的基本概念(二)FpFFF1261011012.电容的SI单位为法拉,符号为F;1 F=1 CV。常采用微法(F)和皮法(pF)作为其单位。第3章 电感元件与电容元件3.1.2 电容元件的电容元件的ui关系关系 dtduCi dtdqi 根据电流的定义,及q=Cu电流与该时刻电压的变化率成正比。若电压不变,i=0。电容相当与开路(隔直流作用)关联参考方向下第3章 电感元件与电容元件3.1.3 电容元件的储能(一)电容元件

    3、的储能(一))(21)(21022)()(000tCutCuuduCddtduCupdwtttututtc电容元件吸收的电能为在电压和电流关联的参考方向下,电容元件吸收的功率为dtduuCuip第3章 电感元件与电容元件3.1.3 电容元件的储能(二)电容元件的储能(二))(212tCuwC从时间t1到t2,电容元件吸收的能量为)()()(21)(2112122)()(221twtwtCutCuuduCwCCtutuC若选取t0为电压等于零的时刻,即u(t0)=第3章 电感元件与电容元件例例.(一)(一)uCi(a)10101 2 3 4 5 6 7 8 9u/Vt/s(b)551 2 345

    4、 6 7 8 9i/At/s(c)00图 3.2 例 3.1 图图3.2(a)所示电路中,电容C0.5F,电压u的波形图如图3.2(b)所示。求电容电流i,并绘出其波形。第3章 电感元件与电容元件例例.(二)(二)sVdtdu/101010101066解解 由电压u的波形,应用电容元件的元件约束关系,可求出电流i。当0t1s,电压u从均匀上升到 10V,其变化率为第3章 电感元件与电容元件例例.(三)(三)由式(.2)可得AdtduCi51010105.066 当1st3s,5st7s及t8s时,电压u为常量,其变化率为0dtdu第3章 电感元件与电容元件例例.(四)(四)AdtduCi5)1

    5、010(105.066 当 7st8s时,电压u由10V均匀上升到,其变化率为sVdtdu/1010101)10(066故电流第3章 电感元件与电容元件例例.(五)(五)故电流AdtduCi51010105.066第3章 电感元件与电容元件3.2 电容的串、电容的串、并联并联3.2.1 电容器的并联(一)电容器的并联(一)u q1 q1C1 q2 q2C2 q3 q3C3(a)uC(b)q q图3.3第3章 电感元件与电容元件3.2.1 电容器的并联(二)电容器的并联(二)321321321321321321332211)(:,CCCCuCCCuCuCuCqqqqCCCqqquCquCquCq

    6、第3章 电感元件与电容元件3.2.2 电容器的串联(一)电容器的串联(一)u q qC1(a)uC(b)q qu1 q qC2u2 q qC3u3图3.4第3章 电感元件与电容元件3.2.2 电容器的串联(二)电容器的串联(二)MMCUqqCCCCqCqCquuuCCCCCquCCCqCqCqCquuuuuCuCuCq3213213213213213213213322111:1:1:1111)111(第3章 电感元件与电容元件例例 3.2(一)(一)电路如图3.5所示,已知U=18V,C1=C2=6F,C3=3F。求等效电容C及各电容两端的电压U1,U2,U3。U1U2U3U=18VC1C2C

    7、3FFFab图3.5 例3.2图第3章 电感元件与电容元件例例 3.2(二)(二)解 2与C3串联的等效电容为VUUFCCCFCCCCC18862236361231323223第3章 电感元件与电容元件例例 3.2(三)(三)VUVUCCUUVUU12,62:11:1:1832323232第3章 电感元件与电容元件例例 3.3(一)(一)已知电容C1=4F,耐压值UM1=150V,电容C2=12F,耐压值UM1=360V。(1)将两只电容器并联使用,等效电容是多大?最大工作电压是多少?(2)将两只电容器串联使用,等效电容是多大?最大工作电压是多少?第3章 电感元件与电容元件例例 3.3(二)(

    8、二)解(1)将两只电容器并联使用时,等效电容为FCCC1612421其耐压值为VUUM1501FCCCCC31241242121(2)将两只电容器串联使用时,等效电容为第3章 电感元件与电容元件例例 3.3(三)(三)求取电量的限额VCqUVCqUUCuCuCqCUCqCUCqMMMMMMMMMMMM2001031062001012106150106,1032.436010121061501046464214min22113622246111 求工作电压第3章 电感元件与电容元件3.3 电电 感感 元元 件件 3.3.1 电感元件的基本概念(一)电感元件的基本概念(一)LLN自感磁链LLiL(

    9、.)称为电感元件的自感系数,或电感系数,简称电感。第3章 电感元件与电容元件3.3.1 电感元件的基本概念(二)电感元件的基本概念(二)ABiiuL,L图 3.7 线圈的磁通和磁链第3章 电感元件与电容元件3.3.1 电感元件的基本概念(三)电感元件的基本概念(三)iLu图 3.8 线性电感元件第3章 电感元件与电容元件3.3.1 电感元件的基本概念(四)电感元件的基本概念(四)HHHmH63101,101电感SI单位为亨利,符号为H;1 H=1 WbA。通常还用毫亨(mH)和微亨(H)作为其单位,它们与亨的换算关系为第3章 电感元件与电容元件3.3.2 电感元件的电感元件的ui关系关系dtd

    10、iLudtLiddtduLiLL)(3.7)第3章 电感元件与电容元件3.3.3 电感元件的储能(一)电感元件的储能(一)dtdiiLuip)(21)(21022)()(00tLitLidiiLpdtitittL(3.8)在电压和电流关联参考方向下,电感元件吸收的功率为从t0到t时间内,电感元件吸收的电能为第3章 电感元件与电容元件3.3.3 电感元件的储能(二)电感元件的储能(二))(212tLiL从时间t1到t2,电感元件吸收的能量为)()()(21)(21121222)()(21tttLitLidiiLLLtttiL若选取t0为电流等于零的时刻,即i(t0)=第3章 电感元件与电容元件例

    11、例3.4(一)(一)电路如图3.9(a)所示,L=200mH,电流i的变化如图3.9(b)所示。(1)求电压uL,并画出其曲线。(2)求电感中储存能量的最大值。(3)指出电感何时发出能量,何时接受能量?第3章 电感元件与电容元件例例3.4(二)(二)iuLL(a)15012345678910(b)i/mAt/ms30(c)u/Vt/ms3图 3.9 例 3.4 图第3章 电感元件与电容元件例例3.4(三)(三)VdtdiLusAdtdiL31510200/1510)01(10)015(333解解(1)从图3.9(b)所示电流的变化曲线可知,电流的变化周期为3ms,在电流变化每一个周期的第1个1

    12、/3周期,电流从0上升到15mA。其变化率为第3章 电感元件与电容元件例例3.4(四)(四)sAdtdi/1510)01(10)150(33在第个1/3周期中,电流没有变化。电感电压为uL=0。在第个1/3周期中,电流从15mA下降到0。其变化率为电感电压为VdtdiLuL3)15(102003所以,电压变化的周期为 3ms,其变化规律为第1个1/3周期,uL=3V;第2个1/3周期,uL=0;第3个1/3周期,uL=-3V。第3章 电感元件与电容元件例例3.4(五)(五)(2)从图3.9(b)所示电流变化曲线中可知JLii52332maxmax1025.2)1015(102002121第3章

    13、 电感元件与电容元件例例3.4(六)(六)000uipuipuip第2个1/3周期中第3个1/3周期中(3)从图3.9(a)和图3.9(b)中可以看出,在电压、电流变化对应的每一个周期的第1个1/3周期中第3章 电感元件与电容元件例例3.4(七)(七)所以,该电感元件能量的变化规律为在每个能量变化周期的第1个1/3周期中,p0,电感元件接受能量;第2个1/3周期中,p=0 电感元件既不发出能量,也不接受能量;第3个1/3周期中,p0,电感元件发出能量。第3章 电感元件与电容元件教学方法教学方法1.以蓄电池为例说明电容的储能作用 2.如果所需的电容值为标称值以外的数值,应如何处理?第3章 电感元件与电容元件思考题思考题1.为什么说电容元件在直流电路中相当于开路?2.电容并联的基本特点是:(1)各电容的电压_。(2)电容所带的总电量为_。3.电容串联的基本特点是:(1)各电容所带的电量_。(2)电容串联的总电压为_ _。4.为什么说电感元件在直流电路中相当于短路?

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