电容元件是什么元件?电容元件起到什么作用?电容是线性元件吗?电容元件是线储能元件
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摘要: 1、定义 在工程应用中，电容器的应用极其广泛。电容器虽然品种、规格各异，但就其构成原理来说，电容器都是由间隔以不同介质（如云母、绝缘纸、空气等）的两块金属板组成。当在两极板上加上电压后，两极板上分别聚集 ...
在工程应用中，器的应用极其广泛。虽然品种、规格各异，但就其构成原理来说，电容器都是由间隔以不同介质（如云母、绝缘纸、空气等）的两块金属板组成。当在两极板上加上电压后，两极板上分别聚集等量正、负电荷，并在介质中建立电场而具有电场能量。将移去后，电荷可继续聚集在极板上，电场继续存在。所以电容器是一种能储存电荷或者说储存电场能量的部件。电容元件就是反应这种物理现象的电路模型。下图所示为实际的电容器。
(a)用电容器
(b) 冲击电压发生器
2、线性时不变电容元件
电容元件的元件特性是电荷q与电压u的代数关系。线性电容元件的电路符号如图1(a)所示，当电压参考极性与极板储存电荷的极性一致时，线性电容满足
C称为电容，单位是F（法拉，简称法）。由于法拉的单位太大，工程上多采用微法（μF）或皮法（pF）。。线性时不变电容元件的库伏特性曲线是一条过原点的直线。
图1 电容元件及其库伏特性曲线
3、线性电容的电流电压关系
如果电容元件的电流i和电压u取关联参考方向，如图6.1(a)所示，得到电容元件的电压电流关系（VCR）为
① 某一时刻电容电流i的大小取决于电容电压u的变化率，而与该时刻电压u的大小无关。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。
式(2)的逆关系可写为
上式表明：
① 某一时刻的电容电压值与-&到该时刻的所有电流值有关，即电容元件有记忆电流的作用，故称电容元件为记忆元件；
② 研究某一初始时刻t0以后的电容电压，需要知道t0时刻开始作用的电流i和t0时刻的电压u(t0)；
③ 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。
4、电容的功率和储能
① 电容的功率
在电压和电流的关联参考方向下，线性电容元件吸收的功率为
当电容充电，p&0，电容吸收功率；当电容放电，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，因此电容元件是储能元件，它本身不消耗能量。
② 电容的储能
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；电容储存的能量一定大于或等于零。
例1 求电容电流i (t)、功率P (t) 和储能W (t)
解：uS (t) 的函数表示式为：
① 由电容元件电流与电压的微分关系得到电流的函数表达式i (t)为
② 电容功率P (t)
③ 电容储能W (t)
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栏目导航：1 电路基本元件
(1) 线性时不变电阻元件
电阻是反映能量损耗的电路参数。在电路理论中，电阻元件（简称电阻）用以模拟电阻器和其他实际部件的电阻特性。
端电压u和端电流i之间关系满足f(u,i) = 0方程的就是电阻元件。跟电压电流关系为直线性、不随时间变化阻值的电阻被称为线性时不变电阻元件。
(2) 线性时不变电容元件
电容是反映电场储能性质的电路参数。电容是电容器的参数，在实际电路中导出也有分布电容（低频或短线时不明显，高频和长线下将成为影响电路性能的重要因素，多高算高多长算长根据实践来）存在。如线圈的分布电容和传输线的线间分布电容。
电容元件（被简称电容）是为了模拟电容器和其他实际部件的电容特性而引入的。电容元件所储电荷量与电压关系成直线关系且电容值不随时间变化的电容元件被称为线性时不变电容元件。
流过线性电容元件的电流为电容电压的变化率与电容的乘积（本质是电荷量的变化率等于电流大小，再由电容线性的性质得出Q=CU，从而得出电容电流和电压的关系）。电容元件电压的跳变必然伴有无限大的电流。
(3) 线性时不变电感元件
电感式反映磁场储能性质的电路参数。电感是电感线圈的主要参数，在实际电路中到处也有分布电感（低频或短线时不明显，高频和长线下将成为影响电路性能的重要因素）的存在。由磁感应定律得出感应电压的大小等于线圈的全磁通的变化率。由楞次定律，感应电压的作用是企图利用感应电流所产生的磁通量去阻止原磁通量的变化。
电感元件（被简称为电感）是为了模拟电感线圈和其他实际部件的电感特性而引入的。电感元件的磁通量与电流（非感应电流）关系为直线性、电感值不随时间变化的被称为线性时不变电感元件。
线性电感元件上的电压等于电感值与电感电流（非感应电流）变化率的乘积（本质是法拉第感应定律即电压等于磁通量的变化率，再由电感元件线性的性质得出磁通量=Li，从而得出电感电压和电流的关系）。在有限电感电压的情况下，电感电流不会发生突然跳变的现象。
在电路中，找的都是电压与电流之间的关系。
2 抗值
(1) 欧拉公式
cos(wt + y) + j * sin(wt + y) = ej(wt + y)
(2) 电阻抗值
正弦稳态下，设电阻回路中的正弦电压U(t) = Um * sin(wt + yu)，正弦电流为I(t) = Im *sin(wt + yo)，由欧拉公式有
U(t) = Um * sin(wt + yu) = Vm[_Um *
ejwt]，_Um = Um * ej*yu
I(t) = Im * sin(wt + yo) = Vm[_Im *
ejwt]，_Im = Im * ej*yo，Vm表示取复数虚部
由U(t) = R * I(t) =&& Vm[R*_Im * ejwt]得
& & & & _Um &= R*_Im即Um * ej*yu= R * Im * ej*yo得
& & & & Um = R * Im且yu = yo
电阻电压与电流间的相角相同。电阻值为R。
正弦稳态下，设电容回路中的正弦电压Uc(t) = Um * sin(wt +yu)，Ic(t)= Im * sin(wt + yo)，由欧拉公式有
Uc(t) = Um * sin(wt + yu) = Vm[_Um *
ejwt]，_Um = Um * ej*yu
Ic(t) = Im * sin(wt + yo) = Vm[_Im *
ejwt]，_Im = Im * ej*yo，Vm表示取复数虚部
由Uc(t) = 1/C * S i(t)dt（S表积分）得
& & Uc(t) = 1/C *& S Vm[_Im * ejwt]
& & & & & & & = 1/jwC * Vm[_Im * ejwt]
由Vm[_Um * ejwt] = 1/jwC * Vm[_Im *ejwt]得
& & &_Um &= 1/jwC * _Im
& & &Um * ej*yu = 1/jwC * &Im * ej*yo
由j = e-jπ/2得
& & & Um * ej*yu = 1/wC * &Im * ej*(yo-π/2)即得
& & & Um = 1/wC& * &Im和yu = (yo-π/2)
得电容容抗为1/WC，频率高电压易通过容抗值大的电容。电容电压的相角滞后于电流的相角π/2.
同分析容抗的过程一样得出
感抗值为WL，频率小的电流易通过感抗小的电感。电感的电压超前于电流π/2.
这个只怕只有本人慢慢读方能读懂
[ - 17:12]
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--------老师--------电容元件的特性
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摘要: 【电容】电容是表征电场储能的电路参数，电容器的储能特性借助电容参数来描述。 【储能元件】电容元件是仅储存电场能量的理想化电路元件，又称为储能元件。 【特性】线性时不变电容元件采用图6-2-1所示电路符号与电 ...
【】电容是表征电场储能的电路参数，的储能特性借助电容参数来描述。
【储能元件】电容元件是仅储存电场能量的理想化电路元件，又称为储能元件。
【特性】线性时不变电容元件采用图6-2-1所示电路符号与电压、电流参考方向，其特性为
& （为电容元件的电容）
【特性】线性时不变电容元件在图6-2-1所示参考方向下，特性
&&&&&& &&&&&&
【动态元件】上式表明电容的电流与其电压的变化率成正比，动态的电容电压才能产生电容电流，因此又称电容元件为动态元件。
【初始电压】代表电容元件在时刻已具有的电压，称为初始电压或初始值。通常取，且考虑到电容电流可能包含项的情况，积分下限为。
【电容元件的性质】 由线性时不变电容元件的特性可以得出线性时不变电容元件的以下重要性质。
（1）当电容的电压不随时间而变时，电容的电流为零，电容相当于开路；
（2）只要电容的电流在处是有限值，电容的电压就在处连续，即有。
（3）具有初始电压的电容元件的等效电路如图6-2-2所示：
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自编第六章电容电感元件
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