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4、电容、电容1.电容器及电容量电容器及电容量2.电容器的连接电容器的连接电容量电容量1.电容器及电容量电容器及电容量C+-如图所示：将电容器接在直流电如图所示：将电容器接在直流电源上，两极板承受电压源上，两极板承受电压U，在电场力的作用下，电荷移动，使在电场力的作用下，电荷移动，使正极板正极板A带正电荷，带正电荷，负极板负极板B带等量的负电荷。带等量的负电荷。UAB实验证明：对于几何尺寸及介质确定后的电容器，加在两极板实验证明：对于几何尺寸及介质确定后的电容器，加在两极板上的电压越高，极板上储存的电荷越多。上的电压越高，极板上储存的电荷越多。为了衡量电容器储存电荷的能力，引入电容量来表征，简称为了衡量电容器储存电荷的能力，引入电容量来表征，简称电容，用符号电容，用符号“C”表示。表示。可以证明：电容器任一极板上所带的电荷量可以证明：电容器任一极板上所带的电荷量Q与两极板间的与两极板间的电压电压U的比值为一常数，这个常数就是电容量的比值为一常数，这个常数就是电容量C。即：即：特别指出：电容量的大小只与电容器的几何尺寸、介质种类特别指出：电容量的大小只与电容器的几何尺寸、介质种类有关。有关。电容的单位有：法拉电容的单位有：法拉(F),微法（微法（F），皮法（），皮法（PF）或微）或微微法）（微法）（F）换算关系：换算关系：1F=106 F 1F=1012 PF或或 1 F=10-6F 1PF=10-12F满足上述关系的电容称为线性电容。满足上述关系的电容称为线性电容。二、电容量二、电容量电容器的识别电容器的识别电容器的识别电容器的识别电容器的参数标示方法有直标法、数码法和字母标示法几种电容器的参数标示方法有直标法、数码法和字母标示法几种.1）容量的数码标示）容量的数码标示一般用一般用3 3位数标示。从左起头两位是有效数，第三位表示倍率，位数标示。从左起头两位是有效数，第三位表示倍率，单位单位“pFpF”。这种表示常用于小型瓷片电容器。这种表示常用于小型瓷片电容器。例例1：数码标示：数码标示103，容量为，容量为10103=10000（pF）=0.01F例例2：数码标示：数码标示682，容量为，容量为68102=6800（pF）2）容量的）容量的m、n、p标示标示常用常用2-42-4位数与一字母标示标称容量。数字表示有效数，字母位数与一字母标示标称容量。数字表示有效数，字母表示容量单位。表示容量单位。例：电容器上标示为例：电容器上标示为1m5，m代表毫法，代表毫法，1m=1000F，那么，那么1m5标标称容量称容量为为1500 F；标示为；标示为4 7的标称容量为的标称容量为4.7 F;标示标示为为1 p5,其标称容量为其标称容量为1 p5=1.5(pF)。3 3）电容器的误差标示）电容器的误差标示）电容器的误差标示）电容器的误差标示除直标外还有字母标示。字母标示电容器误差值见如下表：除直标外还有字母标示。字母标示电容器误差值见如下表：字母 误差字母误差字母误差D0.5%K10%Z+80%-20%F1%M20%S+50%-20%G2%N30%J5%P+1000%1.电容器的标称数值用数码法表示为电容器的标称数值用数码法表示为331，则该电容器的实际容量是（则该电容器的实际容量是（）A.33pF B.330pF C.3.3pF D.0.33pF2.电容器的标称数值用数码法表示为电容器的标称数值用数码法表示为104，则该电容器的实际容量是（则该电容器的实际容量是（）A.10000F B.100000F C.10000pF D.100000pF3.电容器的标称数值用数码法表示为电容器的标称数值用数码法表示为222，则该电容器的实际容量是（则该电容器的实际容量是（）A.2200pF B.22000F C.22000pF D.2200F 2.电容器的连接电容器的连接一、电容器的并联一、电容器的并联U1C1C2U2将几只电容接在同一对节点间的方式称为并联。将几只电容接在同一对节点间的方式称为并联。CU可用一个电容可用一个电容来等效。来等效。特点：特点：1）电压相同）电压相同 即：即：U=U1=U22）总电荷量）总电荷量Q等于各极板上电荷量之和等于各极板上电荷量之和即：即：Q=Q1+Q2电容器的并联电容器的并联而而 Q1=U1C1=UC1，Q2=U2C2=UC2并联特点：1、U=U1=U22、Q=Q1+Q2CU所以：Q=UC1+UC2 =U（C1+C2）等效电容：C=C1+C2由由 C=Q/U 得得表明：并联后的电容越并越大并联后的电容越并越大（与电阻串联相似）（与电阻串联相似）结论：当电容量不够时，应采用多个并联的方式。结论：当电容量不够时，应采用多个并联的方式。注意：每只电容器的耐压必须大于电源电压。注意：每只电容器的耐压必须大于电源电压。例例1：有两只电容器，：有两只电容器，C1C2，U1U2，将它，将它们们并并联联后，其后，其耐耐压值为压值为（）。）。A、U1+U2 B、U1 C、（、（C1+C2）U2/C2 D、U2D例2：有两只电容器，C1C2，如果两端电压，如果两端电压相等，则（相等，则（）。）。A、C1带的电量多带的电量多 B、C2带的电量多带的电量多C、两电容器所带电量一样多、两电容器所带电量一样多A二、电容器的串联二、电容器的串联为了增大耐压值，常采用串联方式。为了增大耐压值，常采用串联方式。二、电容器的串联二、电容器的串联C1C2U1U2U多个电容的串联可用一个电容来等效。多个电容的串联可用一个电容来等效。CU特点：特点：1、各极板上电荷量相等，即、各极板上电荷量相等，即Q=Q1=Q22、总电压等于各分电压之和，即、总电压等于各分电压之和，即U=U1+U2而 代入得：两边同时除以两边同时除以Q得：得：二、电容器的串联二、电容器的串联CU串联特点：串联特点：1、Q相等相等2、U=U1+U2即：与电阻并联相似与电阻并联相似表明：总电容的倒数等于各电容倒数之和表明：总电容的倒数等于各电容倒数之和串的越多，总电容越小。串的越多，总电容越小。两只电容串联时：两只电容串联时：3、分压公式C1C2U1U2U由而而 Q=CU=Q1=Q2则：注意：串联时，尽量选取容量接近的进行串注意：串联时，尽量选取容量接近的进行串联，由于电压与电容量成反比，容量小的承联，由于电压与电容量成反比，容量小的承受的电压高，有可能将其击穿。受的电压高，有可能将其击穿。例：有两只电容器，例：有两只电容器，C1容量为容量为2F，额额定工作定工作电压电压160V，C2为为10 F，额额定工作定工作电压电压250V，若将它，若将它们们串串联联接在接在300V电电源上，求等效源上，求等效电电容容C和每只和每只电电容分配的容分配的电压电压。试试问问：是否安全？：是否安全？解：解：1）等效电容：）等效电容：2）由分压公式：）由分压公式：U2=U-U1=300-250=50V通过计算知：通过计算知：C1上分配的电压远大于其本身耐上分配的电压远大于其本身耐压值，所以压值，所以C1很快被击穿，很快被击穿，C1击穿后，迫使击穿后，迫使C2承受全部电压，因而承受全部电压，因而C2也会被击穿；因此这样也会被击穿；因此这样使用很不安全。使用很不安全。注意：串联时，等效电容变小，除考虑容量外，还应考虑各电容上承受的电压不能超过其耐压值。例例2：为了提高耐压强度，将两只电容器串联，其中：为了提高耐压强度，将两只电容器串联，其中C1为为10 F/250V，C2为为20 F/300V，则总电压极限值为（，则总电压极限值为（）伏。）伏。A、550V B、400V C、500V D、250VB分析：由分压知，分析：由分压知，U1=2/3U，U2=1/3U若若U为为500V，则，则U1承受承受333V电压，远大于其额定值，若电压，远大于其额定值，若U为为400V，则，则U1承受承受266V电压，略大于其额定值，故总电压极限电压，略大于其额定值，故总电压极限值为值为400V电容的并联电容的并联1、电压相等2、总电荷等于各电容上电荷之和3、总电容等于各分电容之和n只电容相并联时:C=C1+C2+Cn并得越多,总等效电容C越大。电容的串联电容的串联1、电荷处处相等2、总电压等于各分电压之和3、总电容的倒数等于各电容的倒数之和各电容上的电压与电容量成反比；电容小的所承受的电各电容上的电压与电容量成反比；电容小的所承受的电压越大。压越大。1.1.一只一只的的电容与一只电容与一只的电容的电容并联并联，其等效电容为（，其等效电容为（)、9 9 B、3 C、2 D、6 A A2.2.一只一只的电容与一只的电容与一只的电容的电容串联，其等效电容为（串联，其等效电容为（)、9 B、3 C、2 D、6 C3.两个电容两个电容C1=20pF，C2=30pF串联后的总电串联后的总电容是（容是（C）A.0.12pF B.1.2pF C.12pF D.120pF 4.两个电容两个电容C1=20pF，C2=30pF串联后串联后的总电容是（的总电容是（）A.0.12pF B.1.2pF C.12pF D.120pF 5、两个电容、两个电容C1=20pF，C2=30pF并联后的总并联后的总电容是（电容是（A ）A.50pF B.500pF C.5pF D.5000pF6、一个、一个30pF的电容，要串联多大的电容才的电容，要串联多大的电容才可使总电容为可使总电容为10pF（A ）A.15pF B.1.5pF C.150pF D.0.15pF7.一个电容量为一个电容量为2F耐压为耐压为160V，另一个，另一个电容量为电容量为10F耐压为耐压为250V。将两个电容。将两个电容串联后接在串联后接在300V直流电源上，则直流电源上，则10F电电容上的压降是容上的压降是()A5V B50V C500V D250V8.下面关于电容器的串并联，正确的说法是下面关于电容器的串并联，正确的说法是 （）。）。A.电容串联时，总电容等于各个电容之和电容串联时，总电容等于各个电容之和 B.电容串联时，各电容器极板上的电荷量相等电容串联时，各电容器极板上的电荷量相等C.电容并联时，总电容等于各个电容之和电容并联时，总电容等于各个电容之和 D.电容并联时，总电量等于各个电容所带电量电容并联时，总电量等于各个电容所带电量之和之和E.电容并联时，各个电容的电压相等电容并联时，各个电容的电压相等9.一个电容量为一个电容量为3uF的电容器，当在其两的电容器，当在其两端加端加400V的电压时，则电容器存储的电场的电压时，则电容器存储的电场能量是能量是()A2.4焦耳焦耳 B240焦耳焦耳 C24焦耳焦耳 D.0.24焦耳焦耳W=CU2/2
