第6章 储能元件(2010).

第六章 储能元件§6-1 §6-2 §6-3电容元件 电感元件 电容、电感元件的串联和并联z 重点： 重点： z1. 电容元件的特性； 2. 电感元件的特性； 3. 电容、电感元件在串并联时的 等效参数。

§6-1电容器电容元件在外电源作用下，两极板上分 别带上等量异号电荷，并在介质中 建立电场而具有电场能。

撤去电 源，板上电荷仍可长久地集聚下 去，电场继续存在。

q +εq -电容器是一种能存储电荷或存储电场能量的部件。

电容元件就是反映这种物理现象的电路模型。

1. 线性电容元件(1) 电路符号 (2) 库伏特性C q + i + u -q -任何时刻，极板上的电荷q与电压u成正比。

q = CuC称为电容器的电容，是一个正实常数。

单位：F(法)，常用µF，pF等表示。

q = Cu线性电容元件的库伏特性( q～u )是过原点的直线。

库伏特性qαOu(3) 线性电容元件的电压、电流关系 电流和电压取关联参考方向C q + i + u -q -dq d (Cu ) du i= = =C dt dt dtCdu 由式 i = C 可知 dtq + i + u-q -(1) 电流与电压的大小无关，而与电压的变化率成正 比。

即电压与电流具有动态关系，电容是动态元件； (2) 当电压不随时间变化，即u为常数(直流)时，电流 为零。

电容相当于开路，电容有隔断直流作用； (3) 实际电路中通过电容的电流i为有限值，则电容 电压u必定是时间的连续函数。

Cdq 由式 i = C 得 dtt t0q + i +t t0-q u tq(t ) = ∫ idξ = ∫ idξ + ∫ idξ = q(t 0) + ∫ idξ−∞ −∞ t0上式的物理意义是：t时刻具有的电荷量等于t0时 的电荷量加以t0到t时间间隔内增加的电荷量。

指定t0为时间起点并设为零( t0=0 )，上式写为q(t ) = q(0) + ∫ idξ0tC因 u = q /C 由i +q + u或t-q t 0q(t) = q(t 0) + ∫ idξt0q(t ) = q(0) + ∫ idξ1 t u(t ) = u(0) + ∫ idξ C 0得1 t u(t) = u(t 0) + ∫ idξ C t0或可见，电容电压除与0到t的电流值有关外，还与 u(0)值有关，因此，电容是一种有“记忆”的元件。

第六章 一阶电路◆ 重点：1． 电路微分方程的建立 2． 三要素法 3．阶跃响应◆ 难点：1． 冲激函数与冲激响应的求取 2．有跃变时的动态电路分析 含有动态元件（电容或电感等储能元件）的电路称为动态电路。

回忆储能元件的伏安关系为导数（积分）关系，因此根据克希霍夫定律列写出的电路方程为微积分方程。

所谓“一阶”、“二阶”电路是指电路方程为一阶或二阶微分方程的电路。

本章只讨论一阶电路，其中涉及一些基本概念，为进一步学习第十五章打下基础。

6.1 求解动态电路的方法6.1.1 求解动态电路的基本步骤在介绍本章其他具体内容之前，我们首先给出求解动态电路的基本步骤。

1．分析电路情况，得出待求电量的初始值； 2．根据克希霍夫定律列写电路方程； 3．解微分方程，得出待求量。

由上述步骤可见，无论电路的阶数如何，初始值的求取、电路方程的列写和微分方程的求解是解决动态电路的关键。

6.2.1 一阶微分方程的求解一、一阶微分方程的解的分析初始条件为)()0()()(t f t t f δ=δ的非齐次线性微分方程Bw Ax dtdx=- 的解)(t x 由两部分组成：)()()(t x t x t x p h +=。

其中)(t x h 为原方程对应的齐次方程的通解，)(t x p 为非齐次方程的一个特解。

二、)(t x h 的求解由齐次方程的特征方程，求出特征根p ，直接写出齐次方程的解pt h Ke t x =)(，根据初始值解得其中的待定系数K ，即可得出其通解。

三、)(t x p 的求解根据输入函数的形式假定特解的形式，不同的输入函数特解形式如下表。

由这些形式的特解代入原微分方程使用待定系数法，确定出方程中的常数Q 等。

四、一阶微分方程的解的求取)()()()(t x Ke t x t x t x p ptp h +=+=将初始条件00)(X t x =代入该式：000)()(0X t x Ke t x p pt =+=由此可以确定常数K ，从而得出非齐次方程的解。

电路复习提纲第一章、电路的模型和电路的定律1、参考方向的定义；2、关联参考方向的定义；3、电路元件吸收功率和发出功率的判断；4、理想电压源和理想电流源的电路符号及特性；5、受控源的分类、符号及特性；6、基尔霍夫定律（KCL、KVL）。

第二章、电阻电路的等效变换1、理解等效电路的概念；2、会求电阻的串并联电路的等效电阻；3、电阻的Y形连接和△连接的等效变换（R△=3R Y）；4、电压源和电流源的等效变换。

第三章、电阻电路的一般分析1、支路电流法；2、回路电流法；3、结点电压法；4、电路中KCL和KVL的独立方程数的判断。

第四章、电路定理1、叠加定理；2、戴维宁定理及诺顿定理。

第五章、含有运算放大器的电阻电路1、理想放大器的处理方法（理解“虚短”和“虚断”的概念，并会利用“虚短”和“虚断”分析和解决问题）；2、含有理想运算放大器的电路分析。

第六章、储能元件1、熟记电容、电感元件的VCR微积分关系式；2、会求电容（电感）元件的串联、并联等效电容（电感）。

第七章、一阶电路和二阶电路的时域分析1、会列写动态电路的微分方程；2、掌握换路定理及初始条件的确定；3、会用三要素法求解一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应。

第八章、相量法1、正弦量的表示方法及相位差；2、正弦量的相量表示法；3、掌握电路定理的相量表达式，并会用相量法求解正弦稳态电路的稳态响应。

第九章、正弦稳态电路的分析1、知道阻抗和导纳的概念及相互之间的等效变换；2、会从阻抗或导纳的表达式中判断电路的性质（阻性、容性、感性）；3、正弦稳态电路的分析。

第十章、含有耦合电感的电路1、耦合电感的T型去耦等效；2、理想变压器的条件及含有理想变压器电路的计算。

第十一章、电路的频率响应1、网络函数的定义并会计算电路系统的网络函数；2、串、并联电路谐振的概念及发生谐振的条件。

第6章习题答案6-1 根据物理原理的不同，储热技术可以分为哪几类？答：根据物理原理的不同，储热技术可分为显热储热、潜热储热和热化学储热三种。

6-2 与显热储热技术相比，潜热储热技术最大的优势是什么？答：相较于显热储热，潜热储热的主要优势有两点，一是储热密度高于显热储热，二是可提供恒温的热能。

6-3 当液体显热储热材料静置于储罐中时，会出现温度分层现象，试简要说明温度分层产生的原因及其用于储热系统时的优点。

答：以水为例，在实际工程中，当水静置于水箱中时，由于散热会使得密度大的冷流体在重力作用下居于水箱底层，而密度小的高温流体居于水箱上层。

从提高系统性能的角度，水箱内的温度分层有两个优点：一是避免了冷热流体的掺混，当负载工质从水箱上层吸收热能时提高了热能利用的品位；二是由于集热器进口温度和效率呈负相关，所以集热器进口与水箱下层低温处相连可提高整个系统效率。

6-4 晶体生长率低、过冷度大会使得储存于相变材料的潜热难以充分利用，简要说明其原理。

答：过冷是指液体低于熔点而没有凝固的现象。

由于匀相核化结晶活化能的存在，纯液体的结晶一般会在略低于熔点时开始。

晶核形成的同时，新相和液体之间的相界面也会形成，此过程会消耗能量，所消耗能量的大小依其表面能而定。

假如要形成的晶核太小，形成晶核产生的能量无法形成界面，就不会开始成核。

因此必须要温度够低，可以产生稳定的晶核，相变材料才会开始凝固。

因此，晶体生长率低、过冷度大，会导致相变材料无法在理论的凝固点附近凝固，不仅造成潜热难以充分利用，且导致放热过程难以保持在恒温工况，因此对于某些过冷度大的相变材料，如、水合盐，可使用成核剂使其过冷点接近于熔点。

6-5 在相变材料的封装过程中，要求气隙空间产生于远离热源的位置，试分析其原因。

答：相变前后显著的密度差异将导致材料在固相时会形成一个气隙空间，如果封装技术设计不当，这个气隙空间将会大大阻碍传热速率，由于空气的导热率比任何相变材料都要低几个数量级，因此当气隙空间产生于不合适的位置时，将成为相变材料吸热熔化时巨大的热阻。

金昌市扶助残疾人规定正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 金昌市人民政府令（第41号）《金昌市扶助残疾人规定》已经2010年11月17日市政府第58次常务会议讨论通过，现予公布。

市长：张令平二○一○年十二月七日金昌市扶助残疾人规定第一章总则第一条为保障残疾人平等参与社会生活，共享社会物质文化成果，根据《中华人民共和国残疾人保障法》、《甘肃省扶助残疾人规定》等有关法律法规，结合我市实际，制定本规定。

第二条凡持有《中华人民共和国残疾人证》（以下简称《残疾人证》）、户籍在本市行政区域内的残疾人，享受本规定优惠待遇。

第三条县、区政府应当加强对残疾人扶助工作的领导，依法组织实施本行政区域内的残疾人扶助工作。

市、县（区）政府有关行政管理部门在各自职责范围内依法做好残疾人扶助工作。

各级残疾人联合会（以下简称残联）对本规定的实施进行指导检查，向同级人民政府及有关部门提出工作意见和建议。

公共服务单位应当履行扶助残疾人的责任和义务。

第四条各级人民政府保障扶助残疾人工作的相关经费。

市、县（区）人民政府应当每年从福利彩票、体育彩票公益金留成中各提取10，用于开展残疾人康复、教育、就业、扶贫、维权、专项救助和体育事业等。

市、县（区）慈善机构每年要用一定比例的捐助资金救助贫困残疾人。

第二章社会保障第五条各级人民政府对生活确有困难的残疾人，通过多种渠道给予生活救助。

对符合城乡低保条件的残疾人家庭，应当及时纳入保障范围。

城市低保对象中持有一、二级残疾证并丧失劳动能力的残疾人，本人在已补差的基础上按保障标准上浮20计算补差额，并每人每年发放50元慈善购物卡一张。

农村低保对象中持有一、二级残疾证的残疾人，作为一类保障对象享受保障金。

储能器件课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握储能器件的基本概念，包括定义、分类及其在能源储存领域的应用。

2. 使学生了解不同储能器件的工作原理，如蓄电池、超级电容器、锂电池等。

3. 引导学生了解储能器件的性能参数，如能量密度、功率密度、循环寿命等。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析储能器件性能的能力，能够对比不同储能器件的优缺点。

2. 培养学生通过实验等方法，掌握储能器件充放电特性曲线的绘制及分析。

3. 提高学生的团队合作能力，通过小组讨论、分享，解决储能器件在实际应用中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对新能源及储能技术领域的兴趣，激发探索精神。

2. 增强学生的环保意识，认识到储能器件在节能减排、可持续发展方面的重要性。

3. 培养学生严谨、务实的科学态度，勇于面对挑战，克服困难。

课程性质：本课程为学科拓展课程，旨在让学生在掌握基础知识的基础上，了解新能源储能领域的前沿技术。

学生特点：学生具备一定的物理、化学基础知识，对新能源、新技术有较强的兴趣和好奇心。

教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作等教学手段，提高学生的综合运用能力。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，使他们在学习过程中形成积极向上的学习态度。

课程目标的设定旨在分解为具体的学习成果，为教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 储能器件概述- 储能器件的定义、分类及发展历程- 储能器件在我国能源储存领域的应用现状2. 储能器件原理与性能- 蓄电池、超级电容器、锂电池等常见储能器件的工作原理- 储能器件性能参数（能量密度、功率密度、循环寿命等）的介绍与分析3. 储能器件充放电特性与曲线分析- 充放电原理及过程- 充放电特性曲线的绘制方法- 不同储能器件充放电特性的对比分析4. 储能器件的应用案例- 介绍储能器件在新能源汽车、可再生能源发电等领域的应用案例- 分析储能器件在应用过程中存在的问题及解决方案5. 储能器件发展前景与挑战- 新型储能器件的研究进展- 储能器件在可持续发展、节能减排等方面的挑战与机遇教学内容按照教学大纲安排，结合课本相关章节进行组织。