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[工學]電路第一章(編輯修改稿)

2026-01-03 23:46 本頁面

　

【文章內容簡介】電容能在一段時間內吸收外部供給的能量轉化為電場能量儲存起來，在另一段時間內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 取關聯參考方向（ 1）電容的儲能只與當時的電壓值有關，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) 電感器把金屬導線繞在一骨架上構成一實際電感器，當電流通過線圈時，將產生磁通，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 , 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、電流關系 u、 i 取關聯參考方向電感元件 VCR的微分關系說明： (1) 電感電壓 u 的大小取決于 i 的變化率 , 與 i 的大小無關，電感是動態元件； (2) 當 i為常數 (直流 )時， u =0。電感相當于短路； (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，必定是時間的連續函數。 + u (t) i L 根據電磁感應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 u， i為非關聯方向時，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。 )( dddd )( ????? ???? ????ttttttξuLiξuLξuLξuLtit00001111電感元件 VCR的積分關系表明：注意： 3. 電感的功率和儲能 itiLuip ???dd(1)當電流增大， i0， d i/d t0，則 u0， ??， p0, 電感吸收功率。 (2)當電流減小， i0， d i/d t0，則 u0， ??，p0, 電感發出功率。 ? 功率表明：電感能在一段時間內吸收外部供給的能量轉化為磁場能量儲存起來，在另一段時間內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 取關聯參考方向（ 1）電感的儲能只與當時的電流值有關，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，其值與流過它的電流 i 無關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；與流經它的電流方向、大小無關。 (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、電流關系 u i )(tuS伏安關系例 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聯；

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