2022-2023学年高二物理竞赛课件：电路中的线性电容元件中的能量

电路中的线性电容元件中的能量 电路中的线性电容元件中的能量 若t0 = 0，则 u(0)——电容电压的初始值 电容电流为有限值时，电容电压不跳变 电容元件具有记忆(memory)特性 例. 在下图所示电路中，设电容的初始电压 试求开关由位置1倒向位置2后电容电压上升到90V所 需要的时间。 解 当开关由位置1倒向位置2后， 当 时，有 故 例. 图中电容C1具有初始电压u(0)，电容C2的初始电压 则为零。开关在t=0时合上。试问在R0和R=0两种情况 下，电容C2的端电压u2和电流i2是否会跳变？ 解： 1）当R0时 i2为有限值，u2不会跳变 根据KVL，两电容电压必须相等 2）当R=0 时 i2发生跳变 （0 ） u2发生跳变，i2为无穷大电流 当ΔW>0，电容元件吸收能量储存电场能 ΔW<0，电容元件释放电场能 电容元件是储能元件 电容元件不会释放出多于吸收或储存的能量 电容元件的最大储能 电容元件是无源元件 例3. 求一个1F的未带电电容元件充电到100V时极板 上所带的电荷量Q及储存在电场中的能量。 Q=Cuc=10–6×100=10–4 C 储存在电场中的能量 解： 电荷量 4. 电容元件的串联和并联 两个初始电压为零的电容元件串联 两个初始电压为零的电容元件并联 线性电感元件的ψ-i 关系曲线 2.线性电感元件的u- i关系： 电感对直流（稳态）相当于短路 u、i取一致参考方向 u(t) e(t) u、i取非一致参考方向 $