【精品课件】电感元件与电容元

C 3 s
0 .2 F 3 s
并且u(7s)65V
(3) t 7s：此时 i 0电容电压保
持不变， u(t)u(7s)65V
电容上电流、电压波形如图所示。
结论：
i 5A
iC u
➢ 流过电容的电流可以突
0
t
变，但电容电压连续变化。
3s
7s
➢ 对于直流电压，流过电
2A
(a)
容的电流为0，电容开路。
i1 3 (6m)A2mA 324
u 1 20 i1 4 0 V ,u 0 2 40 i1 8 0 V0
故电容在时刻 t 的储能可简化为： wc(t)12Cuc2(t)
由上式分析得：
1）电容在某一时刻t 的储能仅取决于该时刻的电压，
而与电流无关，电容电压反映了电容的储能状态且 储能WC(t)≥0 ，电容是无源元件。称电容电压为状 态变量
2）电容储存能量增加时，吸收功率，电容充电；电 容储存能量减少时，提供功率，电容放电。电容本 身不消耗能量，只储存能量，电容是储能元件。仅 以电场方式存储能量，并可将此能量释放出去。
• VCR关系式2
+ uc(t) _
ic(t)
C
duc(t) dt
ic(t)
或者：
duc(t)
1 Cic(t)dt
即：uc(t)C 1 tic()d
初始值或 初始状态
C 1 t 0 i c () d C 1 t t 0 i c () d u C ( t 0 ) C 1 t t 0 i c () d t t 0
四、电容电路的分析
例5-1. 图示电路，电源电压变化规律如us(t)所示。试求电容电 流i(t)、瞬时功率p(t)及在t时刻的储能Wc(t)。

1 2
Li2

1 ψ2 2L
结论
(1) 元件方程是同一类型；
(2) 若把 u-i，q- ，C-L互换,可由电容元件
的方程得到电感元件的方程；
(3) C 和 L称为对偶元件, 、q等称为对偶
元素。
电容器和电感器的模型
电容器模型（按照近似程度分） 0 级模型：不考虑损耗和产生的磁场。 I 级模型：考虑损耗不考虑产生的磁场。 II级模型：考虑损耗和产生的磁场。
i
i dq
dt
+
+ dq =Cduc
uc
C
–
–
i C duc dt
uc(
t
)
1 C
t

i

t
dt


uc
(
t
0
)
1 C
t
t 0
i

t
dt

例 5-1 5-2
2. 线性电容的充、放电过程
u,i i u
o
ωt
i ii i
+ u
+u
u
u
- -++
(1) u>0，du/dt>0，则i>0，q , 正向充电(电流流向正极板)；

1 2
Li 2 (t 2)
1 2
Li 2 (t1)
wL( t2 ) wL( t1 )
wL ( t 2 ) wL ( t1 )元件充电，吸收能量
wL ( t 2 ) wL ( t1 )元件放电，释放能量
五、电感电流不能跃变（连续性）
电感 L 储存的磁场能量
wL

参考书籍： 电子线路设计*实验*测试 主编：谢自美 51单片机应用从零开始 主编：杨欣，王玉凤，刘湘黔
第一课 电阻元件 电感元件 电容元件 电感的符号
电感器
带铁（磁）芯电感器 非铁磁芯电感器
可调电感器
带抽头电感器
磁芯微调电感器
铁芯变压器
绕组间有屏蔽的变压器 带屏蔽变压器
第一课 电阻元件 电感元件 电容元件
电感
第一课 电阻元件 电感元件 电容元件
色环电感基本构造
导磁体性质：铁氧体磁芯 绕线形式：单层密绕式 电感量：10,33,47,100... 应用范围：滤波 种类：电感线圈 封装形式：色环电感
色环电感特征
1.色环电感结构坚固，成本低廉，适合 自动化生产。 2.特殊铁芯材质，高Q值及自共振频率。 3.外层用环氧树脂处理，可靠度高。 4.电感范围大，可自动插件。
第2. 一常课用电的阻电元感件器电—感—元扼件流电线容元圈件
扼流线圈：又称为扼流 圈、阻流线圈、差模电感器， 是用来限制交流电通过的线 圈，分高频阻流圈和低频阻 流圈。采用开磁路构造设计， 有结构性佳、体积小、高Q 值、低成本等特点，适用于 笔记型电脑、喷墨印表机、 影印机、显示监视器、手机、 宽频数据机、游戏机、彩色 电视、录放影机、摄影机、 微波炉、照明设备、汽车电 子产品等。
它是利用半导体光敏效应制成的一种元件。电阻值随入 射光线的强弱而变化，光线越强，电阻越小。无光照射时， 呈现高阻抗，阻值可达1.5MΩ以上；有光照射时，材料激发 出自由电子和空穴，其电阻值减小，随着光强度的增加，阻 值可小至1kΩ以下。
如：可见光敏电阻，主要材料是硫化镉，应用于光电控 制。红外光敏电阻，主要材料是硫化铅，应用于导弹、卫星 监测。
第一课 电阻元件 电感元件 电容元件

电感的应用场景和实例
滤波
电感常用于滤波电路中，如电 源滤波器和信号滤波器。
振荡
电感与电容配合使用，可构成 LC振荡电路，用于产生特定频 率的信号。
磁屏蔽
大电流的导线绕在铁氧体磁芯 上，可构成磁屏蔽，用于减小 磁场对周围电子设备的干扰。
传感器
利用电感的磁路和电路特性， 可制成位移、速度、加速度等
传感器。
。
信号处理
电容和电感在信号处理中起到关键 作用，能够实现信号的过滤、耦合 和转换等功能。
电路稳定性
电容和电感在电路中起到稳定电流 的作用，有助于提高电路的可靠性 和稳定性。
电容和电感的发展趋势和未来展望
微型化
随着电子技术的不断发展，电容和电感元件正朝着微型化 、高密度集成方向发展，以满足现代电子产品对小型化和 轻量化的需电源滤波电 路中，滤除交流成分，保 持直流输出平稳。
高频信号处理
陶瓷电容和云母电容用于 高频信号处理电路中，如 调频收音机和电视机的信 号处理。
耦合
电容用于信号耦合，将信 号从一个电路传输到另一 个电路，如音频信号的传 输。
03 电感的工作原理和应用
电感的磁路和电路特性
02 电容的工作原理和应用
电容的充电和放电过程
充电过程
当直流电压加在电容两端时，电容开 始充电，正电荷在电场力的作用下向 电容的一极移动，负电荷向另一极移 动，在极板上形成电荷积累。
放电过程
当充电后的电容两端接上负载电阻时 ，电容开始放电，电荷通过负载电阻 释放，电流逐渐减小，最终电容内的 电荷完全释放。
在RC振荡器中，通过改变电容的容量或电阻的阻值，可以调节振荡器的 输出频率。在LC振荡器中，通过改变电感的量或电容的容量，也可以调