电容器的连接ppt课件.pptx

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1、一、电容器的结构特点及用途一、电容器的结构特点及用途电容器是一种储存电荷的容器，简称为电容，用字母电容器是一种储存电荷的容器，简称为电容，用字母C来表示。来表示。二、电容器的性能参数二、电容器的性能参数-电容量电容量 电容器是电容器是储存和容纳储存和容纳电荷的装置，也是储存电荷的装置，也是储存电场能量电场能量的的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电电量，用量，用q来表示来表示。 把电容器所带电荷量把电容器所带电荷量q与其端电压与其端电压U的比值叫做电容器的的比值叫做电容器的电容量，简称电容。用字母电容量，简称电容。用字母C来表示。来

2、表示。单位：单位：电容的单位有电容的单位有法拉法拉( (F) )、微法微法( ( F) )、皮法皮法( (pF) )，它们之间的关系为它们之间的关系为 1 F =10 3mF= 10 6 F = 10 9 nF=10 12 pF 在实际应用中，法拉这个单位太大，很少使用，通常采在实际应用中，法拉这个单位太大，很少使用，通常采用毫法、微法、纳法、皮法。用毫法、微法、纳法、皮法。 电容器的电容表征了电容器容纳电荷的本领。电容器的电容表征了电容器容纳电荷的本领。 如果用如果用q表示电容极板上所带电荷量，用表示电容极板上所带电荷量，用U表示电容器两表示电容器两极板间电压，用极板间电压，用C表示它的电容

3、量，则表示它的电容量，则UqC 电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。的电压无关。1电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。2任何两个导体之间都存在电容。任何两个导体之间都存在电容。3电容器存在耐压值，当加在电容器两极板间的电压大于电容器存在耐压值，当加在电容器两极

4、板间的电压大于它的额定电压时，电容器将被击穿。它的额定电压时，电容器将被击穿。三、说明三、说明 将几个电容器的电极首尾相接，连成一种无分支路的连接将几个电容器的电极首尾相接，连成一种无分支路的连接方式称为电容器的串联方式称为电容器的串联 ，如下图所示。，如下图所示。 四、电容器的串联四、电容器的串联 （a）串联方式）串联方式 （b）等效电路）等效电路 1. 电量关系电量关系 每个电容器的极板由于静电感应而带有等量的异种电荷，每个电容器的极板由于静电感应而带有等量的异种电荷， 所以串联时每个极板上的电荷量都是所以串联时每个极板上的电荷量都是 q ，即：，即：nqqqq.21nUUUU.21 2.

5、 电压关系电压关系 串联电容器组中，极板上所储存的电荷是以正负交替串联电容器组中，极板上所储存的电荷是以正负交替的形式出现的，但各容器上电压的方向一致，也可由基尔霍的形式出现的，但各容器上电压的方向一致，也可由基尔霍夫电压定律得：串联电容器组的总电压等于各电容器端电压夫电压定律得：串联电容器组的总电压等于各电容器端电压之和，即之和，即 3. 电容关系电容关系 设设n个电容器的电容分别为个电容器的电容分别为 C1，C2，Cn，电压分别为，电压分别为U1，U2，Un,n个电容器组串联后的等效电容为个电容器组串联后的等效电容为C，则由于，则由于CqUCqUCqUCqU, . ,nn2211， 而而

6、所以所以n21. UUUUnCCCCqq.qq21 即串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电即串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电容器电容的倒数之和。容器电容的倒数之和。 所以，串联后电容器的总电容比任一个电容器的电容都所以，串联后电容器的总电容比任一个电容器的电容都小。小。 化简得化简得nCCCC1.11121 若只有两个电容若只有两个电容C1与与C2串联，则等效电容串联，则等效电容 若有若有n个相同的电容个相同的电容C0串联，则等效电容为串联，则等效电容为;2121CCCCC。nCC0电容器串联后，每个电容器承受电压都小于外加总电压，所电容器串联后，每个电容器承受电压都小

7、于外加总电压，所以，当电容器的耐压值小于外加电压时，除可选用耐压值不低以，当电容器的耐压值小于外加电压时，除可选用耐压值不低于外加电压的电容器外，还可采用电容器串联的方法来获得较于外加电压的电容器外，还可采用电容器串联的方法来获得较高的耐压值。高的耐压值。 解：解：（1）三只电容器）三只电容器串联后的等效电容为串联后的等效电容为F67.66F31020036-0CC （2）串联后每只电容器上所带的电量为）串联后每只电容器上所带的电量为C108C1201067.663621CUqqq【例例3-1】 三个电容器串联连接，规格相同，都是三个电容器串联连接，规格相同，都是200 F，额定工作电压为额定

8、工作电压为50V,电源电压电源电压U=120V，试求：，试求：（1）等效电容是多大？）等效电容是多大？（2）每只电容器两端的电量是多少？）每只电容器两端的电量是多少？（3）在此电压下工作是否安全？）在此电压下工作是否安全？ 电容器上的电压小于它的额定电压，因此，电容器在这电容器上的电压小于它的额定电压，因此，电容器在这种情况下是安全的。种情况下是安全的。 （3）每只电容器上的电压为）每只电容器上的电压为V4010200108660321CqUUU【练习练习1】两个电容器，两个电容器，C1 = 60 F，C2 = 40 F，现将它，现将它们串联后，接在们串联后，接在 100 V的直流电源上，试求

9、：的直流电源上，试求：（1）串联后的等效电容；）串联后的等效电容；（2）每个电容器的带电量；）每个电容器的带电量；（3）每个电容器的电压。）每个电容器的电压。 解：解：（1）串联后的等效电容为串联后的等效电容为F)(24F406040602121CCCCC （2）串联后的各个电容的带电量为）串联后的各个电容的带电量为(C)104 . 2C10010243621CUqqq 在求解电容器串联问题时，求出带电量也是解决问题的在求解电容器串联问题时，求出带电量也是解决问题的关键。关键。 我们要抓住电容串联时各电容器电量都等于总电量这个我们要抓住电容串联时各电容器电量都等于总电量这个特性，其他问题就可以

10、迎刃而解了。特性，其他问题就可以迎刃而解了。 （3）各个电容的电压为）各个电容的电压为V40V1060104.263111CqUV60V1040104.263222CqU需要注意的是，实际应用中采用电容器串联时，除应需要注意的是，实际应用中采用电容器串联时，除应满足电容器的总电容外，还需注意工作电压的极限选择。满足电容器的总电容外，还需注意工作电压的极限选择。 方法：方法： （1）求出每一个电容器允许储存的最大电量；）求出每一个电容器允许储存的最大电量； （2）找出其中储存电量最小的一个作为串联电容）找出其中储存电量最小的一个作为串联电容器储存电量的极限值；器储存电量的极限值； （3）利用公式

11、）利用公式 可得：串联电容器组的工作可得：串联电容器组的工作电压极限值（最大值）就等于电量的极限值除以总电容。电压极限值（最大值）就等于电量的极限值除以总电容。CqU 可见，当可见，当n个相同的电容器串联时，电容器组的总耐个相同的电容器串联时，电容器组的总耐压值为单个电容器耐压值的压值为单个电容器耐压值的n倍，所以采取电容器串联的倍，所以采取电容器串联的形式提高总的耐压值。形式提高总的耐压值。 1. 电量关系电量关系 串联时每个极板上的电荷量都是串联时每个极板上的电荷量都是 q ：nqqqq.21nUUUU.21 2. 电压关系电压关系 串联电容器组的总电压等于各电容器端电压之和，串联电容器组

12、的总电压等于各电容器端电压之和，课堂小结课堂小结-电容器的串联电容器的串联 3. 电容关系电容关系 串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电容器电容的倒数之和容器电容的倒数之和nCCCC1.11121 4. 电容器组耐压值的选择电容器组耐压值的选择 求出每一个电容器允许储存的最大电量，找出其中储求出每一个电容器允许储存的最大电量，找出其中储存电量最小的一个作为串联电容器组储存电量的最大值。利存电量最小的一个作为串联电容器组储存电量的最大值。利用公式用公式 可得最大安全电压，即为耐压值。可得最大安全电压，即为耐压值。CqU 1 15 5个个10

13、V10V、30F30F的电容器串联，等效电容是的电容器串联，等效电容是_，耐压是耐压是_；电容器的串联习题电容器的串联习题 2 2将将“10F“10F、50V”50V”和和“5F“5F、50V”50V”的两个电容器串的两个电容器串联，那么电容器组的额定工作电压应为联，那么电容器组的额定工作电压应为100V100V。（。（ ） 3电容器电容器C1和和C2串联后接在直流电路中，若串联后接在直流电路中，若C1=3C2，则，则C1两端的电压是两端的电压是C2两端电压的（两端电压的（ ） A3 B9 C1/4 D1/9 4 4两只电容分别为两只电容分别为C1和和C2的电容器，其额定值分别为的电容器，其额

14、定值分别为200pF/500V200pF/500V，300pF/900V300pF/900V，串联后外加，串联后外加1000V1000V的电压，则的电压，则（ ）。）。 A. A. C1击穿，击穿，C2不击穿不击穿 B. B.C1先击穿，先击穿，C2后击穿后击穿 C. C.C2先击穿先击穿, ,C1后击穿后击穿 D. D.C1、C2均不击穿均不击穿 5 51F1F与与2F2F的电容器串联后接在的电容器串联后接在30V30V的电源上，则的电源上，则1F1F电容器的端电压为（电容器的端电压为（ ） A.10V B.15V C A.10V B.15V C20V D20V D30V30V 6 6电容器

15、电容器C1和和C2串联后接在直流电路中，若串联后接在直流电路中，若C1=4=4C2，则则C1两端的电压是两端的电压是C2两端电压的（两端电压的（ ）。）。 A A4 B4 B16 C16 C1/16 D1/16 D1/41/4 7 7C1（10F/15V10F/15V）和）和C2（20F/25V20F/25V）串联，其最）串联，其最大安全工作电压为（大安全工作电压为（ ）。）。 A A15V B15V B25V C25V C22.5V D22.5V D40V40V 8 8、两个相同的电容器，标有、两个相同的电容器，标有“100pF“100pF、600V”600V”，串联后接到，串联后接到900

16、V900V的电路上，每个电容的电路上，每个电容器带多少电荷量？加在每个电容器上的电压是器带多少电荷量？加在每个电容器上的电压是多大？电容器是否会被击穿？多大？电容器是否会被击穿？ 9 9、现有两只电容器，其中一只电容为、现有两只电容器，其中一只电容为0.25uF0.25uF，耐压为耐压为250V250V，另一只电容为，另一只电容为0.5uF0.5uF，耐压为，耐压为300V300V。 试求：试求：(1) (1) 串联后的等效电容是多大？串联后的等效电容是多大？ (2) (2) 它们串联后的耐压值；它们串联后的耐压值； 电容器的并联习题电容器的并联习题 1将C1 1=20uF，C2 2=30uF

17、的两个电容器并联后接在100V的直流电路上，它们所带的电荷量为_。 2 2将将“10“100 0FF、1 150V”50V”和和“5“50 0FF、2 250V”50V”的两个电容器的两个电容器并联，那么电容器组的额定工作电压应为并联，那么电容器组的额定工作电压应为400400V V（ ）现有两个电容器，其中一个电容器的电容为现有两个电容器，其中一个电容器的电容为 C1 = 0.004 F，耐压值为，耐压值为 120 V，另一个电容器的电容为，另一个电容器的电容为 C2 = 0.006F，耐压值为耐压值为 120 V，若将这两个电容器并联使用，试求：，若将这两个电容器并联使用，试求：（1）并联后的等效电容；）并联后的等效电容；（2）电容器组的耐压值；）电容器组的耐压值；（3）如将它们接入电压为）如将它们接入电压为100V的电路中，每个电容器所带的电路中，每个电容器所带的电荷量和并联电容器组所带的总电荷量。的电荷量和并联电容器组所带的总电荷量。