第五章電容元件與電感元件§5-1電容元件§5-2電容的伏安關系（VCR）§5-3電容電壓的連續(xù)性質(zhì)和記憶性質(zhì)§5-4電容的儲能§5-5電感元件§5-6電感的伏安關系（VCR）§5-7電容與電感的對偶性狀態(tài)變量§5.1電容元件

電容器是由兩塊絕緣的導體構成。C滌綸電容器瓷介電容器容量0.047μF容量472=4700pF獨石電容器鋁電解電容器容量極性耐壓C+

注意使用時，電容兩端的電壓不能超過它的耐壓。電解電容的極性不能接錯。紙介電容器空氣可變電容器金屬化紙介電容器C

在外電源作用下，兩塊極板上分別存儲了等量的異性電荷。

外電源撤走后，這些電荷依靠電場力的作用互相吸引，而又被介質(zhì)絕緣不能中和，因而極板上的電荷能長久地存儲下去，因此電容器是一種存儲電荷的器件。

在電荷建立的電場中儲藏著能量，因此電容器是一種能夠存儲電場能量的器件。

一個二端元件，如果在任一時刻t，它的電荷q(t)同它的端電壓u(t)之間的關系可以用u-q平面上的一條曲線來確定，則此二端元件稱為電容元件。

在討論u(t)與q(t)的關系時，通常選關聯(lián)方向。

若u-q平面上的特性是一條通過原點的直線，且不隨時間而變，則此電容稱為線性時不變電容，在SI制中，電容的單位是法拉（F）。1法拉(F)=106微法(μF)=109納法(nF)=1012皮法(pF)

實際電容器還有一些漏電現(xiàn)象，這時實際電容器的模型是理想電容器與漏電電阻的并聯(lián)。

若電容器兩端的電壓過高，介質(zhì)就會被擊穿。

一般電容器被擊穿后，它的介質(zhì)就從原來不導電變成導電，失去了電容器的作用。C為電容的容量，簡稱電容§5-2電容的VCRC+-u(t)q(t)i(t)

若u(t)不變，i(t)=0，電容有隔直流作用，則電容兩端加直流電壓且處于穩(wěn)定時，電容相當于開路。

只有當電容電壓改變時才有電流，所以電容也稱為動態(tài)元件。

在某一時刻t電容電壓的數(shù)值并不取決于該時刻的電流值，而取決于從-∞到t所有時刻的電流值。

即電容電壓與電流全部過去歷史有關。

如果知道了由初始時刻t0開始作用的電流i(t)以及電容的初始電壓u(t0)，就能確定t≥t0時的電容電壓。§5-3電容電壓的連續(xù)性質(zhì)和記憶性質(zhì)

若dt=0而duc≠0，即i→∞，這是不可能的，因此duc=0uc(t-)=uc(t+)電容電壓是連續(xù)的，即電容電壓不能躍變。

若uc(0-)=0，即t=0+時電容相當于短路。

若uc(0-)

≠0，即t=0+時電容相當于電壓源。

即電容電壓有記憶電流的性質(zhì)，即為記憶元件。§5-4電容的儲能

任一時刻t電容吸收的功率為（關聯(lián)方向時）p(t)=u(t)i(t)

在dt時間內(nèi)電容吸收的能量為

設在t1到t2期間對電容C充電，則在此期間電容吸收的能量為

在任一時刻t，電容C儲能為也即電容電壓具有連續(xù)性質(zhì)。§5-5電感元件

電感元件是電感線圈的理想化模型。

名稱：

TC、TBC環(huán)型線圈

特性：價格低電流大損耗小

用途：扼流線圈，廣泛用于各類開關電源，控制電路及電子設備。

名稱：空心線圈（線圈繞在非鐵磁性材料上）

特性：體積小高頻特性好濾波效果好

用途：BB機、電話機、手提電腦等超薄型電器

[名稱：RC、RCW型磁棒線圈特性：輸出電流大價格低結構堅實

用途：雜波消除、濾波、扼流，廣泛用于各種電子電路及電子設備

電感線圈是在骨架上繞制導線而構成。iN+–u

N為線圈的匝數(shù)；

Φ為穿過線圈的磁通；

Ψ=NΦ稱為磁鏈。

電感線圈是一種能夠存儲磁場能量的器件。

一個二端元件，如果在任一時刻t，它的電流i(t)同它的磁鏈Ψ(t)之間的關系可以用i-Ψ平面上的一條曲線來確定，則此二端元件稱為電感元件。

（Ψ和i滿足右手螺旋關系）稱為電感。

若電感為常數(shù)，且不隨時間改變，則稱為線性時不變電感。

在i-Ψ平面上的特性曲線是一條通過原點的直線。

在SI制中，電感的單位是亨利（H）。

不考慮損耗，電感線圈可看成理想電感元件。LL+–uiΨ(t)

實際電感元件是有一些能量損耗的，因此實際電感線圈可看成理想電感與電阻的串聯(lián)組合。

為了使每單位電流產(chǎn)生的磁場增加，常在線圈中加入鐵磁性材料，其結果可以使同樣電流產(chǎn)生的磁鏈比起不用鐵磁物質(zhì)時成百成千倍增加。但其特性曲線變?yōu)榉蔷€性的。§5-6電感的VCR

若電壓的參考方向與磁鏈的參考方向滿足右手螺旋關系，且電壓與電流的方向為關聯(lián)方向時，若電感中有電流的變化率為零，其兩端電壓等于零，即電感對直流且穩(wěn)定時相當于短路。

電感也是一種記憶元件。§5-7電容與電感的對偶性狀態(tài)變量電感和電容是一對對偶量。電荷和磁鏈也是一對對偶量。uc(t-)=uc(t+)→iL(t-