第三章电容器选编课件.ppt

上一页,下一页,返 回,结 束,第三章 电容器,章目录,第一节 电容器与电容,第二节 电容器的选用与连接,第三节 电容器的充电和放电,第三章 电容器,上一页,下一页,返 回,结 束,第三章 电容器,教学要求,教学要求,1.熟练掌握电容量的定义及单位符号。2.掌握电容器串并联的特点及其应用。3.掌握电容器充放电的过程及电容器的特点。4.了解电容器的种类和选用原则。,一、电容器,二、电容,三、平行板电容器,第四章 电容器,节目录,第一节 电容器与电容,一、电容器,电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术、电工技术中有很重要的应用。收音机、电视机、充电器、电风扇、日光灯等电器中有广泛的应用。,第四章 电容器,第1节电容器与电容,一、电容器,第四章 电容器,第1节电容器与电容,一、电容器,第1节电容器与电容,第四章 电容器,一、电容器,第四章 电容器,第1节电容器与电容,一、电容器,第1节电容器与电容,第四章 电容器,第四章 电容器,第1节电容器与电容,一、电容器,（1）电容器的构成 在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质（也叫电介质）就是一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极。例如：下图中得纸介质电容器，就是在两块锡箔之间插入纸介质，卷绕成圆柱形而构成的。,绝缘纸,锡箔,（2）电容器作用：存储电荷,一、电容器,（3）电容器的充电、放电 使电容器带电叫做充电.把电容器的一个极板接电池组的正极，另一个极板接电池组的负极，两个极板分别带上了等量的异种电荷.使充电后的电容器失去电荷叫做放电.用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就不带电了.,第四章 电容器,第四章 电容器,第1节电容器与电容,二、电容,1.电容器任一极板上的带电量与两极板间的电压的比值是一个常数。这一比值称为电容量，简称电容，用C表示。即：,式中：,法是一个较大的单位，较小的常用单位有微法（F）和皮法（pF）,第四章 电容器,第1节电容器及电容量,二、电容,它们之间的换算关系：,思考,有人根据计算式，认为电容器所加电压越大，电容C就越小，这种说法对吗？为什么？,第四章 电容器,第1节电容器及电容量,三、平行板电容器,1、电容器中具有代表性的一种。（1）构成：两块平行相互绝缘金属板。（2）量度：电容是电容器的固有属 性，它只与电容器的极板整队面积、极板距离以积极板间距离积极板间电介质的特性有关，而域外加电压的大小等外部条件无关。平行板电容器的电容可按下式计算：C=s/d,电极,介质,极板,式中S、d、C单位分别是m 2、m、F，介电常数的单位时F/m,三、平行板电容器,、并不只是成品电容器中才有电容，实际上任何两相邻的导体间都存在着电容（叫分布电容或寄生电容）。,如：输电线之间、输电线与大地之间、晶体管各电极之间。,第四章 电容器,三、平行板电容器,思考,观察收音机、电视机的电路板，上面焊接的电子元件因胶东很短，这是为什么？一个线圈在电路中是否会显电容性？为什么？,第四章 电容器,一、电容器的分类,二、电容器的选用,三、电容器的连接,第四章 电容器,节目录,第二节 电容器的选用与连接,第四章 电容器,第2节电容器的选用与连接,一、电容器的分类,一、电容器的分类,第四章 电容器,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,二、电容器的选用,1.电容器的标称值,大多数电容器的电容量都直接标在电容器表面上瓷介电容器体积较小，往往只标数值不标单位。通常数值危几十、几百、几千时单位均为pF。如：3300表示3300 pF当数值小于1时，单位均为F。如：0.1表示0.1 F还有一些瓷介电容器泳三位数字表示，前两位表示电容器的有效数字，最后一位表示有效数字后加多少个零，单位是pF。如：102表示1000 pF 331表示330 pF,2.额定工作电压,电容器的额定工作电压习惯称“耐压”，是指电容器长时间安全工作所能承受的最高直流电压。如果电容器两端加上交流电压，那么，所加交流电压的最大值不得超过额定工作电压。,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,将几只电容依次相连，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联。,1、电容器的串联,三、电容器的连接,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,三、电容器的连接,特点,1.串联后的等效电容量（总容量）C的倒数等于各个电容量倒数之和；,2.总电压U等于每个电容器上的电压之和。,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,三、电容器的连接,举例 有两只电容，C1容量为2F，额定工作电压为160V，C2容量为10F，额定工作电压为250V。若将它们串联后接在300V的直流电源上使用，求等效电容量和每只电容器上分配的电压，这样是否安全？,解：依据题意画出电路：,（1）串联等效电容为：,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,1、电容器的串联,（2）C1上分配电压：,C2上电压为：,（3）由于,C1上分配的电压250V远大于其本身耐压160V，所以C1将会被击穿。当C1击穿后，迫使C2承受着全部电压300V，而300V远大于C2的耐压值250V，因而C2也会很快被击穿损坏。所以，不能这样使用。,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,2.电容器的并联,把几只电容器接在同一对节点的连接方式称为电容器的并联。,第2节电容器的选用与连接,第四章 电容器,特点1.并联后的等效电容量（总容量）C等于各个电容器的容量之和；,2.每个电容器两端承受的电压相等，并等于电源电压。,第2节电容器的选用与连接,一、电容器的充电和放电,二、电容器中的电场能,第四章 电容器,节目录,第三节 电容器的充电和放电,三、RC电路的过渡过程,第四章 电容器,第3节电容器的充电和放电,1、电容器的充电,实验,点击“实验”仔细观察现象,分析：在接上开关瞬间，电源负端的电子便向电容器的负极板流去，但由于两极板间绝缘介质不导电，所以这些负电荷只能积累在负极板上，又由于这些负电荷对绝缘介质中的电子有排斥作用，于是绝缘介质中靠近电容器负极板一侧便形成正电荷层，靠近电容器正极板一侧便形成负电荷层。正极板中的电子则被绝缘介质中的负电荷排斥到电源正极上去，这样，电容器的正极板便累计下了正电荷。随着正负电荷的不断累积，电容正极板电位逐渐升高，与电源正纪间的电位差随之减小，当而这电位相等时充电完成。,一、电容器的充电和放电,第四章 电容器,2、电容器的放电,实验,点击“实验”仔细观察现象,分析：在电容器两极板间电场力的作用下，负极板的负电荷不断移出与正极板的正电荷中和，电容器两端的电压也随之而下降，直至两极板上电荷完全中和。这时电容器两极板间电压为零，电路重电流也为零,第3节电容器的充电和放电,第四章 电容器,思考,电容器的充放电电流实际通过电容器的绝缘介质吗？当电容器加上交流电压时，电路中又电流流过吗？为什么？,第3节电容器的充电和放电,第四章 电容器,通过充放电分析，若在t时间内，电容极板上的电荷增加了Q，则电路中的电流为：,3、电容器中的电流,由：,得：,即：电路中的电流与电压对时间的变化率成正比，与电容量成正比。,第3节电容器的充电和放电,第四章 电容器,二、电容器中的电场能量,电容器充电时，两个极板上的正、负点和不断积累，就在介质中建立了电场，电场能量为：,式中 Wc-电容器中储存的电场能，J;C-电容器中的电容，F;Uc-电容器两极板间的电压，V;Q-电荷量,C;,电容器的特点:1.电容器是一种储能元件。2.电容器能够隔直流、通流。,第3节电容器的充电和放电,第四章 电容器,三、RC电路的过渡过程,过渡过程：电容器重放电时，从一种稳定状态变化到 另一种 稳定状态所必须经历的物理过程。,从放电达到稳态所需的时间与R和C的大小有关。R和C的乘积称为电路的时间常数，用表示。即：=RC时间常数的单位为（s）.,第3节电容器的充电和放电,智能电力无功补偿电容器为改善供电功率因数、提高电网效率提供解决方案。主要应用领域有：工厂配电系统 居民小区配电系统 市政商业建筑 交通隧道配电系统 箱变、成套柜、户外配电箱,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,