（中职)电工技术基础与技能项目四电容的应用 电子课件.pptx

YCF正版可修改PPT（中职)电工技术基础与技能项目四电容的应用 ppt电子课件电容的应用项目四任 务 一认识电容器和电容（1）理解电容的概念，掌握电容器的基础知识。（2）了解常用电容器的种类、外形和参数。（3）掌握电容器的连接方法和特点。学习目标电容器是电路的基本元件之一。电容器用途非常广泛，如在电子技术中，电容可以起到滤波、选频、耦合等作用。几种常见电容器如图4-1所示。任务引入一、电容器任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都可以看成一个电容器。电容器（简称电容）可以储存电荷，它是一个储能元件。其结构如图4-2所示。被介质隔开的两块金属板，称为极板，极板通过电极与电路连接。极板间的介质常用空气、云母、纸、塑料薄膜和陶瓷等物质。图4-3所示为电容器的一般表示符号。知识点常用电容器1.固定电容固定电容的电容量是固定不变的，如图4-4所示。读一读2.可变电容器可变电容的电容量可在一定范围内变动，如图4-5所示。3.半可变电容器半可变电容器也称微调电容器，用螺钉调节金属片之间的距离，可在很小范围内改变它的容量（配图、云母微调、拉线微调），如图4-6所示。电容器的作用：耦合：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。滤波：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。退耦：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。高频消振：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。谐振：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。旁路：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁路电容电路和高频旁路电容电路。中和：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。定时：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。积分：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。微分：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。补偿：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。自举：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。分频：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。电容器的分类根据分析统计，电容器主要分为以下10类：1按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。2按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等。3.按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。4按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等。5高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。6低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。7、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。8调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。9低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。10小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。想一想：电容器简称电容，电容量也简称电容。它们两个有什么区别和联系呢？电容制造好以后，电容量就是一个定值。电容是电容器的固有特性，外界条件变化、电容器是否带电或带多少电都不会使电容发生改变。只有当电容器两极板间的正对面积、极板间的距离或极板间的绝缘材料变化时，电容才会改变。任何两个相邻的导体之间、输电线与大地之间、晶体管各电极之间都存在着电容，这种电容称为分布电容或寄生电容。虽然它的数值较小，但有时（如高频电路中）却可能对线路和设备造成负面影响，需要消除。知识拓展三、电容器的主要性能指标电容器的主要性能指标有电容量、允许误差、额定工作电压、介电损耗和稳定性等。其中最主要的指标是电容量、允许误差和额定工作电压，一般直接标在电容器的外壳上，常称为电容器的标称值。1.标称容量和允许误差成品电容器上所标明的电容值称为标称电容。它同电容器的实际容量之间有一定的差额，这一差额称为允许误差。电容器的允许误差按其精度可分为00级（1%）、0级（2%）、级（5%）、级（10%）、级（20%）五个等级。2.额定工作电压电容器的额定工作电压常称为耐压，是指电容器长时间安全工作时所能承受的最高直流电压。它一般都标注在电容器的外壳上，如450VDC。电容器工作时，实际所加电压的最大值不得超过其额定工作电压。若超过额定工作电压，介质的绝缘性能将受到破坏，严重时电容器会被击穿，不能继续使用（金属膜电容和空气介质电容除外）。若电容器两端施加的是交流电，则所加交流电压的最大值不能超过额定工作电压。四、电容器的连接在实际使用中，往往会遇到耐压不符合要求或电容量不合适的情况。这时，可将若干个电容器做适当连接，以满足实际电路的需要。1.电容器的串联将几只电容器依次相连，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联。如图4-7所示。电容器串联的特点如下：（1）串联后的等效电容（总容量）的倒数等于各个电容量倒数之和，即（2）总电压U等于每个电容器上的电压之和，即U=U1+U2+Un若电容C1、C2串联，每只电容器上分配的电压可以用下式计算：2.电容器的并联将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，如图4-8所示。电容器并联的特点如下：（1）并联后的等效电容（总容量）C等于各个电容器的容量之和，即C=C1+C2+Cn（2）每个电容器两端承受的电压相等，且等于电源电压U，即U=U1=U2=Un例 4-1有两只电容器，C1=2F，C2=8F，额定工作电压U1=160V，U2=250V。如图4-9所示，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，并说明这样使用是否安全。解：（1）串联等效电容（3）由于C1实际分配电压为240V，高于其额定工作电压160V，所以C1将被击穿。C1被击穿后，迫使C2承受全部的电源电压300V，C2也很快被击穿。所以这样使用不安全。要点回顾（4）电容器的串联。将几只电容器一次相连，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联。串联电容器的特点是：串联后的等效电容（总容量）的倒数等于各个电容量倒数之和，即总电压U等于每个电容器上的电压之和：U=U1+U2+Un（5）电容器的并联。将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。并联电容器的特点是：并联后的等效电容（总容量）C等于各个电容器的容量之和：C=C1+C2+Cn每个电容器两端承受的电压相等，并等于电源电压U：U=U1=U2=Un1.判断题（1）几只不同容量的电容器并联，各电容器所带电荷均相等。（）（2）电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容。（）（3）电容器并联后，其等效电容总是大于任一电容器的电容。（）（4）电容量大的电容器储存的电场能量一定多。（）（5）平行板电容器的电容量与外加电压的大小是无关的。（）（6）电容器的电容量随着电荷量的多少而发生变化。（）知识巩固2.填空题（1）4个10V、16F的电容器串联，其等效电容是_，耐压是_。若将其并联，其等效电容是_，耐压是_。（2）两个电容器，C1=10F，U1=25V，C2=20F，U2=15V。现将它们并联接在10V电源上，此时的等效电容是_；该电路时允许加的最大工作电压是_。若将两个电容器串联后接到30V的直流电源上，此时的等效电容是_，该电路时允许加的最大工作电压是_。任 务 二 电容器的充放电电路的特性及测试（1）理解电容器的储能特性。（2）掌握电容器的特性。学习目标电容器之所以在电工和电子技术中得到广泛使用，是电容器具有它自身的特点。任务引入一、电容器的充电过程图4-10所示为电容器充放电实验电路。S为单刀双掷开关。当S置于“1”时，构成充电电路，此时电源向电容器充电。知识点开始时发光二极管较亮，然后逐渐变暗，说明电路中电流在变化。从电流表A1可看到电流由大到小，从电压表V可看到电容器两端的电压由小变大。经过一小段时间后，电流表指针归零，电压表指示的电压值约等于电源电动势（UC=E）。为什么电容器在充电时电流（由大变小）、电压（由小变大）会有这种变化呢？这是因为S置于“1”时，电容器上没有电荷，电容器的极板和电源之间存在着较大电压，所以开始时电流很大。随着充电的进行，电容器极板上电荷越来越多，电容器的极板和电源之间电压逐渐减小，电流也越来越小。当电容器的极板和电源之间电压相等，即UC=E时，充电结束，电流为0。二、电容器的放电过程如图4-10所示，电容器充电结束后，把S置于“2”，构成电容器放电电路，此时电容器相当于一个直流电源。电容器放电时，观察电压表和电流表，电压和电流都在逐渐减小，最后指向零，放电结束。为什么电容器在充电时电流（由大变小）、电压（由大变小）会有这种变化呢？因为开始时电容器两极板间的电压使回路中产生电流。放电过程中，电容器两极板间的电荷不断中和，两极板间电压越来越小，电路中的电流也越变越小。放电结束后，电容器两极板上的正、负电荷全部中和，两极板间不存在电压，电路中的电流为零。电路中的电流是由电容器的反复充、放电形成的，而不是电荷直接通过电容器中间的绝缘介质形成的。三、电容器的特点电容器充电时，把电源的电能转换成自身的电能，在放电时又把这个电能全部释放出去。电容器本身只与电源进行能量交换，而不消耗电能。电容器是一个储能元件。想一想：若图4-10中的直流电源换成交流电源，会出现什么现象？电容器接直流电源时，仅在开始的很短的时间内产生电流，当UC=E时，充电结束，电流为零，相当于电容器把直流电“隔断”。电容器接交流电时，由于交流电的大小、方向不断交替变化，电容器反复进行充、放电。这样就在电路中出现连续的交流电流，这就是电容器具有的通过交流电的作用，简称“通交”。“通交”形成的电流，是电容器反复充放电形成的，并非电荷能够直接通过电容器的介质。知识拓展（1）电容器可以进行充、放电。（2）电容器是一个储能元件。充电时，它把电源的电能储存在电场中；放电时，它又将储存的电场能量释放出来。（3）电容器具有隔直通交的作用。要点回顾1.填空题（1）电容器是一个_元件。（2）电容器具有_的作用。（3）电容器在充电过程中，充电电流逐渐_，两端电压逐渐_；在放电过程中，放电电流逐渐_，两端电压逐渐_。2.电容器为什么能阻止直流电通过？又为什么允许交流电通过？知识巩固1.检测10pF以下的小电容：因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。2.检测10PF001F固定电容器：通过判断是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R1k挡。两只三极管的值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。固定电容器的检测方法应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。对于001F以上的固定电容，可用万用表的R10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。一、实训目标（1）熟悉常见电容。（2）学会利用万用表判断电容的好坏。二、实训器材（1）常见电容器若干。（2）万用表1块。实训 认识和检测电容三、实训步骤（1）观察认识各种电容器，并读出各个电容器的标称值，填写表4-1。（2）检测电容器。观察法识别电容器的极性，如图4-11所示。根据电容器的外观、标志识别。用万用表识别电容器。利用万用表欧姆挡可以识别电容器的正负极性、质量好坏，如图4-12所示。极性的识别。将万用表调到R1K或R10K挡，测量电容器两引脚之间的电阻值，并记录。将两表笔对调再测一次，并记录。比较两次数值（一大一小），以阻值大的那次为准，黑表笔接触的为正极，红表笔接触的为负极。质量的识别。对于容量较大的电容器，将万用表调到欧R1K挡。黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极，观察指针摆动情况，见图4-12。若指针向零位方向摆动，然后慢慢回摆至“”，则电容质量良好（表针摆动越大，说明电容器的容量越大）。若指针向零位方向摆动，然后慢慢回摆至“”，则电容质量良好（表针摆动越大，说明电容器的容量越大）。若指针向零位方向摆动，但不回摆至“”，而是停在表盘的某处，则电容器漏电。若指针指向零位后不动，则电容器内部已经短路。若指针不摆动，则电容器内部断路，或者电容量很小，不能使指针摆动。对于容量较小的电容器，可以借助一个外加直流电压，用万用表直流电压挡进行测量，如图4-13所示。黑表笔接直流电压负极，红表笔串联被测电容后接直流电压正极。若在接通电源瞬间表指针有很大摆幅（电容器的容量越大，表指针摆幅越大），然后表指针逐渐返回零位，说明电容器是良好的。若电源接通时表针不动，说明电容器失效或断路；若表针一直指示电源电压而不向回摆动，说明电容器已经短路；若表针能向回摆动但不返零，说明电容器有漏电现象（指针返回值离零位越远，则漏电越严重）。检测几只电容，并填写表4-2。四、实训小结针对本次实训的实际情况填写实训评价表（表4-3）。1.电容器的常见故障。当发现电容器的下列情况之一时应立即切断电源。（1）电容器外壳膨胀或漏油。（2）套管破裂，发生闪络有火花。（3）电容器内部声音异常。（4）外壳温升高于55以上示温片脱落。2.电容器的故障处理（1）当电容器爆炸着火时，就立即断开电源，并用砂子和干式灭火器灭火。（2）当电容器的保险熔断时，应向调度汇报，待取得同意后再拉开电容器的断路器。（3）电容器的断路器跳闸，而分路保险未断，应先对电容器放电三分钟后，再检查断路器电流互感器电力电缆及电容器外部等。电容器故障处理电容器谢谢 谢谢 聆聆 听听