(energy storage device) 第6章 储能元件 (energy storage device) 重点： 1. 电容、电感元件特性 2. 储能元件的串、并联

_  1.6 电容元件 (capacitor) q+ q 1。定义 u q 电容器 在外电源作用下， 片式空气可调电容器 电解电容器 瓷质电容器 聚丙烯膜电容器 管式空气可调电容器 电容器 在外电源作用下， 两极板上分别带上等量异号电荷，撤去电源，板上电荷仍可长久地集聚下去，是一种储存电能的部件。 1。定义 q u 储存电能的元件。其特性可用u～q 平面上的一条曲线来描述 电容元件 库伏 特性

单位：F (法) (Farad，法拉), 常用F，p F等表示。 2. 线性电容元件 任何时刻，电容元件极板上的电荷q与电压 u 成正比。q ~ u 特性是过原点的直线 q u O  C 称为电容器的电容 C ＋ － u +q -q 电路符号 单位：F (法) (Farad，法拉), 常用F，p F等表示。 单位

＋ － i u u、i 取关联参考方向 表明： 线性电容的电压、电流关系 电容元件VCR的微分关系 C 电容是动态元件； (2) 当 u 为常数(直流)时，i =0。电容相当于开路，电容 有隔断直流作用； 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.

电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件 电容元件VCR的积分关系 表明 电容元件有记忆电流的作用，故称电容为记忆元件 注 （1）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ; （2）上式中u(t0)称为电容电压的初始值，它反映电容初始时刻的储能状况，也称为初始状态。

3. 电容的功率和储能 u、 i 取关联参考方向 表明 3. 电容的功率和储能 u、 i 取关联参考方向 功率 当电容充电， u>0，du/dt>0，则i>0，q ， p>0, 电容吸收功率。 当电容放电，u>0，du/dt<0，则i<0，q ，p<0, 电容发出功率. 表明 电容能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为电场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电容元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。

表明 从 电容的储能 到t时刻电容吸收的能量 从t0到 t 电容储能的变化量： 电容的储能只与当时的电压值有关，电容电压不能跃变，反映了储能不能跃变。

例 ＋ － C i 解 t /s t /s 求电流i、功率P (t)和储能W (t) 0.5F uS (t)的函数表示式为: 2 1 u/V u/V 电源波形 解得电流 2 1 t /s i/A -1

吸收功率 2 1 t /s p/W -2 发出功率 2 1 t /s WC/J

1.7 电感元件 (inductor) - + （t)＝N (t) i (t) u (t) 1。定义 i  电感器 实际电感线圈 把金属导线绕在一骨架上构成一实际电感器，当电流通过线圈时，将产生磁通，是一种储存磁能的部件。 i (t) + - u (t) 1。定义 i  储存磁能的元件。其特性可用～i 平面上的一条曲线来描述 电感元件 韦安 特性

L 称为电感器的自感系数, L的单位：H (亨) (Henry，亨利)，常用H，m H表示。 2. 线性电感元件 任何时刻，通过电感元件的电流i与其磁链 成正比。  ~ i 特性是过原点的直线  i O  L 称为电感器的自感系数, + - u (t) i L 电路符号 单位 L 称为电感器的自感系数, L的单位：H (亨) (Henry，亨利)，常用H，m H表示。

+ - L i u (t) u、i 取关联参考方向 表明： 线性电感的电压、电流关系 电感元件VCR的微分关系 根据电磁感应定律与楞次定律 (1) 电感电压u 的大小取决于i 的变化率, 与i 的大小无关，电感是动态元件； (2) 当i为常数(直流)时，u =0。电感相当于短路； 实际电路中电感的电压 u为有限值，则电感电流i 不能跃变，必定是时间的连续函数.

电感元件有记忆电压的作用，故称电感为记忆元件 电感元件VCR的积分关系 表明 电感元件有记忆电压的作用，故称电感为记忆元件 注 （1）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达式前要冠以负号 ; （2）上式中i(t0)称为电感电流的初始值，它反映电感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。

3. 电感的功率和储能 u、 i 取关联参考方向 表明 3. 电感的功率和储能 u、 i 取关联参考方向 功率 当电流增大，i>0，di/dt>0，则u>0，， p>0, 电感吸收功率。 当电流减小，i>0，di/dt<0，则u<0，，p<0, 电感发出功率。 表明 电感能在一段时间内吸收外部供给的能量转化为磁场能量储存起来，在另一段时间内又把能量释放回电路，因此电感元件是无源元件、是储能元件，它本身不消耗能量。

表明 从 电感的储能 到t时刻电感吸收的能量 从t0到 t 电感储能的变化量： 电感的储能只与当时的电流值有关，电感 电流不能跃变，反映了储能不能跃变

电容元件与电感元件的比较： 电容 C 电感 L 电压 u 电荷 q 电流 i 磁链  变量 关系式

课后作业： P134：3，4，8

Chapter 6 Energy Storage Device 电导器 conductor 电导 conductance 电感器 inductor 电感 inductance 电容器 capacitor 电容 capacitance 正极 positive polarity 负极 negative polarity