第五课：电路的基本元件——电容元件
电阻电容电感ppt课件
电阻 电容 电感元件
电阻元件 电容元件 电感元件
5
1.电阻元件
一、电阻基本概念
限流+调压
电阻器是电子设备中使用最多的基本元件之一。各种材料的 物体对通过它的电流都呈现一定的阻碍作用，我们把这种阻 碍电流的作用叫做电阻（物体阻碍电流通过的属性，叫物体 的电阻）。
在远距离传输电能的强电工程中，电阻是十分有害的，它消 耗了大量的电能。然而在无线电工程中，在电子仪器当中， 尽管电阻同样会消耗电能，但在许多情况下，它具有特殊作 用。
前有 乘 偏 三效 数 差 环数 为
精密色环电阻器 标称值430×102=43kΩ 偏差±1%
（b）
图 电阻器色环标志法
31
电容的默认基本单位：pF
位置 方向
棕 绿 橙
黄 紫 红
银
标称值0. 015μF 标称值4700pF 偏差±10% 偏差±20%
立式色电容器
蓝灰红银
棕黑黑红银
பைடு நூலகம்
标称值6800pF 偏差±10% 色点标示的电容器
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。
其符号为：
22
C. 压敏电阻（MY）
压敏电阻是以氧化锌为主要材料制成的半导体陶瓷元件，电阻值随 加在两端电压的变化按非线性特性变化。当加到两端电压不超过某一特 定值时，呈高阻抗，流过压敏电阻的电流很小，相当于开路。当电压超 过某一值时，其电阻急骤减小，流过电阻的电流急剧增大。
抽油烟机上所装的电子鼻，即是利用气敏管；测汽车尾气、司机是否喝 酒等装置都是利用气敏管。
25
2、电抗元件的标志方法 这里我们所介绍的是电抗元件的电阻值、电
电路第五版
电路第五版引言《电路第五版》是一本经典的电路学教材，旨在帮助读者理解电路基本概念和分析方法。
本文档将对该书进行综合介绍，并概括其主要内容。
第一章：电路基础本章主要介绍了电路的基础知识，包括电路和电路元件的定义、电流、电压和功率的关系等。
通过这一章的学习，读者可以建立起对电路基本概念的理解，为后续章节的学习打下基础。
第二章：电阻电路本章介绍了电阻电路的基本概念和分析方法。
重点讲解了欧姆定律、串联电阻、并联电阻以及电阻网络等内容。
通过对电阻电路的学习，读者可以了解到电阻在电路中的作用以及电阻的串并联组合。
第三章：电容电路本章介绍了电容电路的基本概念和分析方法。
讲解了电容器的构造和性质，以及电容电路中的充放电过程、串联电容和并联电容等内容。
通过对电容电路的学习，读者可以掌握电容器的基本原理和在电路中的应用。
第四章：电感电路本章介绍了电感电路的基本概念和分析方法。
讲解了电感器的结构和特性，以及电感电路中的自感、互感、串联电感和并联电感等内容。
通过对电感电路的学习，读者可以了解电感器的基本原理和在电路中的应用。
第五章：交流电路本章介绍了交流电路的基本概念和分析方法。
讲解了交流电路中的正弦波、交流电压与电流的表示以及交流电路的频率响应等内容。
通过对交流电路的学习，读者可以理解交流电路的特点和分析方法。
第六章：放大器本章介绍了放大器的基本原理和分类，以及放大器的增益、输入阻抗和输出阻抗等性能指标。
同时，还介绍了常见的放大器电路，如共射放大器、共源放大器等。
通过对放大器的学习，读者可以了解放大器的基本工作原理和应用。
第七章：滤波器本章介绍了滤波器的基本概念和分类，以及滤波器的频率响应和滤波器的设计方法等内容。
讲解了低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等常见滤波器的原理和特点。
通过对滤波器的学习，读者可以掌握滤波器的基本原理和设计方法。
第八章：二极管和功率器件本章介绍了二极管和功率器件的基本原理和特点。
第五章 电容元件与电感元件.
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
电容元件
Ui
R1
Uo C1
Ui
Uo
六、其他与电容相关知识
1、 ESR：一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感 抗。ESR 等效串联电阻及ESL等效串联电感是一对重要 参数─这就是容抗的基础。一个等效串联电阻（ESR） 很小的电容相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速 转换时的峰值（纹波）电流。用ESR大的电容并联更具 成本效益。然而，这需要在PCB 面积、器件数目与成本 之间寻求折衷。 2、纹波电流和纹波电压：也称作涟波电流和涟波电压， 其实就是ripple current，ripple voltage。含义就是电容 器所能耐受纹波电流/电压值。纹波电压等于纹波电流 与ESR 的乘积。
2、电容器参数 1）标称电容量和允许误差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。 电容器的基本单位是法拉(F)，但是，这个单位太大，在实 地标注中很少采用。 其它单位关系如下： 1F=1000mF 1mF=1000μF 1μF=1000nF 1nF=1000pF 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允 许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：0 0（01）-±1%、 0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 级，根据用途选取。
4）损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫 做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值， 电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分 的电阻所引起的。 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在， 一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有 关，而且与周期性的极化建立过程有关。 5）频率特性 随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 6）常用公式 平行板电容器公式中C=εS/4πkd C=Q/U
直流电路—电容元件
:: q Cn
1 C1
:
1 C2
::
1 C3
电容串联时，虽然每个电容有相同的电荷量，但每个电容承受的电压 不同，容量小的电容承担较大的电压。因此在电容串联使用时，要考 虑电容的耐压问题。
02
i
+
i1
u C1
-
Байду номын сангаасi2
C2
in
+i
u Ceq Cn
-
(a)
(b)
电容的并联
i
i1
i2
in
C1
du dt
C2
du dt
Cn
du dt
Ceq
du dt
Ceq C1 C2 Cn
【例】 已知电容C1=4μF, 耐压值UM1=150V, 电容C2=12μF, 耐压值
UM1=360V。 （1） 将两只电容器并联使用, 等效电容是多大？ 最大工作电压是多少？ （2） 将两只电容器串联使用, 等效电容是多大？ 最大工作电压是多少？
否则称为非线性电容元件。
线性时不变电容元件的符号与特性曲线如图(c)和(d)所示，它的特性曲 线是一条通过原点不随时间变化的直线，其数学表达式为
q Cu
式中的系数C为常量，与直线的斜率成正比，称为电容，单位是法[拉],
用F表示。
实际电路中使用的电容器类型很多，电容的范围变化很大，大多数电 容器漏电很小，在工作电压低的情况下，可以用一个电容作为它的电 路模型。当其漏电不能忽略时，则需要用一个电阻与电容的并联作为 它的电路模型。
在直流电源激励的电路模型中，当各电压电流均不随时间变化的情况
下，电容元件相当于一个开路(i=0)。
在已知电容电压u(t)的条件下，用式容易求出其电流i(t)。例如已知 C=1F电容上的电压为u(t)=10sin(5t)V，其波形如图所示，与电压参考
电路分析基础5电容与电感
例1：电压源的波形为三角波，求电容电流和电压波形。
du ( t ) du ( t ) c u ( t ) u ( t ) i C C c dt dt
若取 t0 0 ，则
专业基础课
电路分析基础
教师：张 荣
第二篇 动态电路的时域分析
前面学习的是电阻电路的分析方法。电阻 电路用代数方程描述，电路在任意时刻的 响应只与同一时刻的激励有关，而与过去 的激励无关，这也称为无记忆或即时的。 许多实际电路不可避免的要包含电容和电 感元件，其电压电流关系涉及对电流、电 压的微分或积分，因而称动态元件。
+ u(t) _
1、0→0.25ms时
+ uc_ (t) C=1uF i(t)
du ( t ) 100 3 5 10 4 10 dt 0 . 25
100
u/V
0. 5 0.75
0.25
du ( t ) 6 5 i C 1 10 4 10 0 . 4 A dt
du ( t ) p ( t ) u ( t ) i ( t ) Cu ( t ) dt
瞬时功率可正可负，当 p(t)>0时，说明电 容是在吸收能量，处于充电状态；当 p(t) <0 时，说明电容是在提供能量，处于放电状态。 对上式从－∞到 t 进行积分，即得 t 时刻电容 的储能为： t u (t)
1t u ( t ) u ( 0 ) i ( ) d 0 C 1t u ( 0 ) 2 d 0 t t 20
电路基础原理电容与电感的等效电路
电路基础原理电容与电感的等效电路电路理论是电子技术的基础，深入了解电路的基本原理对于电子工程师来说至关重要。
在电路中，电容和电感是两种非常重要的电子元件。
了解它们的性质以及等效电路可以帮助我们更好地设计和分析电路。
一、电容的基本原理和等效电路电容器是电路中常见的元件之一。
它由两个导体板和中间的绝缘介质组成。
当电容器两端加电压时，正极板上聚集的电荷会导致负极板上也聚集一定的电荷，这种电势差形成了电场，电场的强度与所加电压成正比。
电容器的电容量由其结构、介质性质和两个导体板之间的距离决定。
在电容的基本等效电路中，我们可以使用电压源和电容器之间串联一个电容的一个简化模型。
在直流电路中，电容可以看作是一个开路，相当于没有导电路径，而在交流电路中，电容器的等效电路是一个纯电容元件，并且具有导电阻抗的特性。
二、电感的基本原理和等效电路电感是另一种重要的电子元件，它是由导线或线圈组成的。
当电流通过导线或线圈时，会产生一个磁场，这个磁场会导致导线或线圈中的电压发生变化。
电感的大小取决于导线或线圈的长度、截面积以及材料的磁导率。
电感的等效电路也有多种模型。
在直流电路中，电感可以视为一个闭路，几乎没有电流通过。
而在交流电路中，电感器的等效电路是一个纯电感元件，并且具有导电阻抗的特性。
三、电容与电感的等效电路尽管电容和电感是两种不同的电子元件，但在一些特定的电路中，它们可以等效地转化为其他元件。
例如，在谐振电路中，一个电感和一个电容的串联电路可以等效为一个纯电阻。
这种等效电路的基本原理可以根据电容和电感元件的导电阻抗来推导。
四、电容与电感在电路中的应用电容和电感在各种电子电路中都有广泛的应用。
在滤波电路中，电容器可以用来削弱或消除某些频率成分，实现信号的滤波效果。
而电感则常常用于频率选择电路中，通过调整电感的数值可以选择特定的频率。
此外，电容和电感还被广泛应用于供电电路中。
电容可以用作电源滤波器，帮助稳定电源电压；而电感则可以用于抑制高频噪音，保护电路的稳定性。
电容元件和电感元件
例2-1 C =4F，其上电压如图(b)，试求
iC(t), pC(t)和 wC(t),并画出u波S 形。
+
+ iC
1
uS uC C
-
-
12
-1
34 t
(b) 解：
pC 4
12 -4
34
t
iC 4
12
-4
34 t
wC 2
0 1234 t
uS 1
12
-1
34 t
(b)
iC 4
12
-4
34 t
pC 4
1. 电容是动态元件 电容的电流与其电压对时间的变化率 成正比。假如电容的电压保持不变， 则电容的电流为零。电容元件相当于 开路(i=0)。
2. 电容是惯性元件 当i 有限时，电压变化率 必然有 限；电压只能连续变化而不能跳变。
3. 电容是记忆元件
电容电压u有“记忆”电流全部历史
的作用。取决于电流
u
线性时不变电容的特性
线性电容——特性曲线是通过坐标原点 一条直线，否则为非线性电容。时不 变——特性曲线不随时间变化，否则为 时变电容元件。
线性非时变电容元件的数学表达式：
Cq u
系数 C 为为只与元件本身有关的常 量，为直线的斜率，称为电容，表征 积聚电荷的能力。
单位是法[拉],用F表示。
电容元件的电压电流关系
定义：如果一个二端元件在任一时刻，
其磁链与电流之间的关系由
平
面上一条曲线所确定，则称此二端 元件
为电感元件。
符号和特性曲线：
斜率为L
i(t) L (t)
+ u (t) -
iБайду номын сангаас
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金属片
的分类
按结构分： 固定电容器 可变电容器 半可变电容器
符号 ： 按绝缘介质的不同分：
纸介电容
有机薄膜电容
瓷介电容
云母电容
电解电容
3
电容器的参数
以电解电容为例
标称容量
1000uF 法拉（F） 1uF=10 6 PF
电容（C）的单位： 1F＝10 6 1uF=10
6
常用单位：微法（uF）、纳法（nF）、皮法（PF） uF nF
电解电容有正负极，其它电容没有。
电解电容电路图形符号：
耐压
80V
负极
正极
小结
一、电容 1、电容的结构 两个极板、中间有绝缘介质
2、电容的单位：法拉（F）、微法（uF）、纳法（nF） 、皮法（pF） 3、电容的图形符号
4、电容的分类
4、电容的参数 标称容量、耐压
电感器
磁芯 绝缘漆 线圈
导体
储能 元件
，是储能元件的 是
。
4、画出固定电容器、电解电容、电感的电路图形符号。
凤凰县职业中专学校
《汽车电工与电子技术》课程
第五课：电路的基本元件 －电容元件
主讲：吴再辉讲师
复习提问 1、下列是什么电路元件？
电容
电容
电容
电容
电容
电感
1
电容器的结构和作用
介质
绝缘物质
1、电容器简称电容，用字母C表示。 2、电容器的作用： 隔直流、通交流、储存电荷（电场能）
电容是储能元件
引脚 引脚
电感器的作用：
阻交流、通直流、电场能 亨利（H） 1H＝10 mH
3
磁场能（储存磁场能）
电感器（L）的单位：
其它单位：毫亨（mH）、微毫（uH） 1mH＝10 3 uH
电感器（L）的图形符号：
课后作业
1、电容用 字母表示，单位是 ，电感用字母 表示，单位是 。
2、电阻、电容、电感这三个元件是耗能元件的是 3、写出下列图片的电路元件的名称