07.电容器的电容课件优秀PPT.ppt

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1、8.电容器的电容电容器的电容1.知道电容器是电气设备中的元件，相识电容器的知道电容器是电气设备中的元件，相识电容器的结构及其主要功能结构及其主要功能.2.理解电容的概念理解电容的概念.知道电容的定义方法和单位知道电容的定义方法和单位.3.知道平行板电容器的电容与什么因素有关，能够知道平行板电容器的电容与什么因素有关，能够利用这个关系定性地分析一些问题利用这个关系定性地分析一些问题.4.相识常用的电容器，并能举例说明其在技术中的相识常用的电容器，并能举例说明其在技术中的应用应用.1第八节第八节 电容器电容器 电容电容一、电容器一、电容器1.构成：构成：任何两个彼此绝缘又相互靠近任何两个彼此绝缘又

2、相互靠近的导体就构成电容器。的导体就构成电容器。例：平行板电容器是最基本的例：平行板电容器是最基本的2.电路中的符号：电路中的符号：储能装置（电场能）储能装置（电场能）（容容纳纳电电荷）荷）称为电容器称为电容器的两个极的两个极电介质电介质表示绝缘表示绝缘两个导体两个导体21.充电过程充电过程-使电容器两极带等量异种电荷使电容器两极带等量异种电荷二、二、电容器的充电和放电电容器的充电和放电2.放电过程放电过程-使电容器两使电容器两极失去所带电荷极失去所带电荷(正负电荷正负电荷中和中和)。将电源的能量转化电场将电源的能量转化电场能储存在电容器内能储存在电容器内电场能转化其他形式的能电场能转化其他形

3、式的能U+Q-QU=01221U充电电流充电电流放电电流放电电流电容器的带电量电容器的带电量Q:一个极板所带电荷量的确定值一个极板所带电荷量的确定值电容器中无电流通过3三、电容三、电容 （C）1.定义：定义：电电容容器器所所带带的的电电荷荷量量Q跟跟它它的的两两个个极极板板间间的的电电势势差差U的的比比值值，叫叫做做电电容容器器的的电电容容，用用C表示。表示。定义式：定义式：描述电容器容纳电荷的本事描述电容器容纳电荷的本事UQ单位：单位：SI制制法拉法拉，简称，简称法法，符号，符号F。常用单位是微法常用单位是微法F和皮法和皮法pF1F=10-6F1pF=10-12F1F=1C/VQ:一个极板所

4、带电荷量的确定值一个极板所带电荷量的确定值U4电电容容的的含含义义:两两板板间间的的电电势势差差是是1V时时，电电容容器所须要带的电荷量。器所须要带的电荷量。电容器容纳电荷的本领电容器容纳电荷的本领1cm1cm电容与电容器所带电量、两板间的电势差无关，电容与电容器所带电量、两板间的电势差无关，只与本身的构造有关只与本身的构造有关Q=CU定义式或量度式定义式或量度式52.平行板电容器的电容平行板电容器的电容其电容的大小可能与哪些因素有关？其电容的大小可能与哪些因素有关？正对面积？板间距离正对面积？板间距离?绝缘介质？绝缘介质？试验：用静电计测平行板电容器的电压试验：用静电计测平行板电容器的电压原

5、理原理：静电计本身就是一个小电容：静电计本身就是一个小电容相并联相并联限制电量方法限制电量方法 Q确定变更确定变更d、s等，等，U变，反映变，反映C的变更的变更6静电计的构造静电计的构造金属杆和金属杆和指针指针金属金属外壳外壳绝缘塞绝缘塞小电容7Q确定确定：UCU C正对面积正对面积S UC板间距离板间距离dUC插入介质插入介质U CQ几乎不变几乎不变.8试验结论：试验结论：电电容容器器的的电电容容与与两两极极板板间间的的正正对对面面积积S成成正正比比，与与板板间间介介质质的的介介电电常常数数成成正正比比，与板间距离与板间距离d 成反比。成反比。理论证明：理论证明：k：静电力常量：静电力常量平

6、平行行板板电电容容器器电电容容的的决决定定式式，只只与与电电容容器器本本身身的的结结构有关。构有关。：介电常数：介电常数S：正对面积：正对面积d:极板间的距离极板间的距离9+-+-E0E的含义：电的含义：电介质消弱电场介质消弱电场的实力的实力电介质被极化电介质被极化真空：真空：=1平行板电容器的电容确定式平行板电容器的电容确定式定义式：定义式：103.常用电容器常用电容器电解电容器电解电容器示教板11超级电容车服务世博超级电容车服务世博 一辆超级电容车在乘客上下车之际抓紧时间一辆超级电容车在乘客上下车之际抓紧时间“充电充电”。在世博园区内有一种被称为在世博园区内有一种被称为“超级超级电容车电容

7、车”的环保公交客车，该车底的环保公交客车，该车底部装有新型超级电容，利用乘客上部装有新型超级电容，利用乘客上下车的半分钟间隙，车顶充电设备下车的半分钟间隙，车顶充电设备自动升起，搭到充电电缆上通过自动升起，搭到充电电缆上通过200200安培的电流完成充电，每充一安培的电流完成充电，每充一次电能行驶次电能行驶5 5公里左右。超级电容公里左右。超级电容车的零碳排放彰显着车的零碳排放彰显着“绿色世博绿色世博”的理念。的理念。12击穿电压：电容器的极限电压击穿电压：电容器的极限电压。额额定定电电压压：电电容容器器长长期期工工作作时时所所能能承承受受的电压，也是电容器的最大工作电压。的电压，也是电容器的

8、最大工作电压。4.电容器上的的标称值：电容器上的的标称值：电容和额定电压电容和额定电压13例题：一个电容器所带电量为61011C，其两极板间的电压为60V，求：（1）它的电容是多少？（2）若使它的电量削减一半，它的电容是多少？（3）若使它两极间的电压增加2V，应增加多少电量？14解解（1）（2）对同一电容器，电容是常数，故 C11012F（3）由电容的意义，可知故 QCU21012（C）15例如图所示描述的是对给定的电容例如图所示描述的是对给定的电容器充电时电容器上的带电量器充电时电容器上的带电量Q、电压、电压U、电容、电容C之间相互关系的图像，其之间相互关系的图像，其中错误的是（中错误的是（

9、）0QC0UC0UQ0QCABCDAQUQU16例例.平行金属板平行金属板A、B组成的电容器与静电计相组成的电容器与静电计相连连,充电后静电计指针偏转一个角度充电后静电计指针偏转一个角度.要使静电要使静电计指针张角变大计指针张角变大,下列措施中可行的是下列措施中可行的是A.将将B板向上平移少许板向上平移少许B.将将B板向右平移少许板向右平移少许C.在在A、B两板之间平行插入厚度小于极板间两板之间平行插入厚度小于极板间距的陶瓷板距的陶瓷板.D.在在A、B之间平行插入之间平行插入厚度小于极板间距的铝板厚度小于极板间距的铝板【A】17【例例题题】如如图图所所示示，平平行行板板电电容容器器充充电电后后

10、，保保持持两两极极板板与与电电源源连连接接的的状状况况下下，增增大大两两极极板板间间的的距距离离d，则则极极板板间间的的电电势势差差U、电电容容器器所所带带的的电电量量Q、两两极极板板间间的的场强场强E如何变更？如何变更？Cs+-U确定确定d（增大）（增大）E Q C18Cs+-Q确定确定d（增大）（增大）E？U C【例题】假如平行板电容器充电后，切断【例题】假如平行板电容器充电后，切断与电源连接，在这种状况下，与电源连接，在这种状况下，增大两极板增大两极板间的距离间的距离d，则，则U、Q、E 如何变更？如何变更？不变不变E Q/S19分析方法小结：分析方法小结：（1）先确定是）先确定是Q 不

11、变还是不变还是U 不变：不变：电电容容器器保保持持与与电电源源连连接接U不不变变；电容器充电后断开电源电容器充电后断开电源Q 不变不变。（2）电容）电容C是否变化看是否变化看（3）电量）电量Q、电压、电压U是否变化看是否变化看（4）电场强度）电场强度E是否变更看是否变更看20电容器的串、并联电容器的串、并联并联：并联：串联：串联：C1C2C1C2C=C1+C221并联并联 U=U1=U2 Q=Q1+Q2串联串联 Q=Q1=Q2 U=U1+U2C1C2C1C2（1）（2）（1）（2）将将Q=CU代入（代入（2）得：）得：将将U=Q/C代入（代入（2）得：）得：22电容器中储存的能量电容器中储存的

12、能量q0uqQUuUU+Q-Q23电容器是一个储电容器是一个储电电”的装置的装置试验试验:电容器的充电和放电过程电容器的充电和放电过程12s+-电压传感器电压传感器电流传感器电流传感器24充电电流充电电流(t)放电电流放电电流(t)充电时电容器充电时电容器两端电压两端电压(t)放电时放电时电容器电容器两端两端电压电压(t)微元法微元法:Q=I t 电电容容器器充、充、放放电电过过程程传传感感器器采采集集I(t)U(t)图图像像25电容器的构造电容器的构造 莱顿瓶的构造莱顿瓶的构造外层外层锡箔锡箔内层内层锡箔锡箔玻璃瓶玻璃瓶26非电物理量非电物理量电学量电学量传感器是自动限制设备传感器是自动限制设备中不行缺少的元件中不行缺少的元件27