第四章电容..docVIP

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第四章:电容 考纲要求: 1.理解电容概念和决定平行板电容器电容量大小因素,并掌握它的计算公式 2.掌握电容器串、并联的性质以及等效电容和安全电压的计算 3.理解电容器的储能特性以及在电路中能量的转换规律 电容和电容器 1课时 重点:该节重点是电容器的概念;及电容量的换算关系 难点:是平行板电容器的计算公式 知识点综述: 一、电容器: 1、定义: 凡被绝缘介质隔开,但又相互靠近,能储存电荷的两个导体的组合。 2、特性: 可以充电、放电 1)、充电:使电容器带电的过程叫充电。 两极板上带等量、异种电荷 充电后,两极板上带电后,两极板之间就会形成电场。 2)、放电:使电容器失去电荷的过程叫放电。 ①用导线把电容两极接通,两极上的电荷相互中和,电容器就不带电了。 ②放电后,两极板间不再存在电场。 二、电容: 1、定义: 衡量电容器储存电荷本领的物理量叫电容量;它表示电容器两极板在单位电压作用下,每个极板所储存的电荷量。 2、表达式: C== 3、单位:法(F),常用的单位是,F、pP,换算关系…… 4、C是标量,其大小完全由电容器本身条件所决定;与q及U无关。 三、平行板电容器: 1、从实验可以看出,电容器容量的大小,与两极板的正对面积(有效面积)S成正比,与极板间的距离d成反比,与介质常数成正比。 2、表达式: C= 上式中,为真空中的介电常数,=8.86×10-12 F/m 3、注意:不只是电容器才有电容,实际上,任何两导体之间都具有电容;一般情况下,电容值很小,它的作用可以忽略;如果传输很长,或传输的信号频率很高时,就须考虑电容器的作用;如电子仪器中,分布电容就可能给正常工作带来干扰。 电容器的连接 2课时 重点:该节重点是电容器的串联、并联 难点:电容器的串联有关计算和安全电压的计算 知识点综述: 电容器的串联: 定义: 将两个或两个以上的电容器,连接成下一个无分支电路的连接方式。 电路(略) 特点: 1)各电容器所带的电荷量相等 即:Q1=Q2=Q3……=Qn 2)串联电容器的总电压等于各个电容器上的电压之和 即:U=U1+ U2+U3+……+ Un 3)电容器组的总电容量的倒数等于各个电容的倒数之和 即: 若两只电容串联,则C= 说明: 1)、电容器的串联使总容量减少,且比串各电容中,容量最小的电容量还要小,但可以获得较单个电容器要高的额定工作电压。 2)、在使用过程中,要注意每个电容器分配的电压值,不要超过其额定电压值。5、电压的分配: U1= U2= 5、例题: P55 略… 电容器的并联: 定义: 将两个或两个以上的电容器的正极边在一起,负极也边在一起的连接方式。 电路(略) 特点: 1)电容器组所储存的电荷量等于各个电容器所储存的电荷量之和 即:Q=Q1+Q2+Q3……+Qn 2)各个电容器两端的电压相等 即:U=U1=U2=U3=……=Un 3)电容器组的总电容量等于各个电容器的容量之和 即:C=C1+C2+C3……+Cn 4)、电容器所带电荷量的分配:所带电荷量与其容量成正比: Q1∶Q2= Q1∶Q2 即:Q1= Q2= 说明: 1)、电容器的串联使总容量增大,且比串各电容中,容量最大的电容量还要大,但当耐压值不同的电容器并联使用时,电容器组的工作电压不得大于其中电容器耐压值的最小值。 2)、在使用过程中,要注意每个电容器的电压值,不要超过其额定电压值。 例题: P55 略… 电容器的充电和放电 3课时 重点:该节重点是电容器的充电、放电过程 难点:电容器充电、放电过程中,电荷量及其电压的变化 知识点综述: 一、电容器的充电: 1、定义:电容器储存电荷(或电场能)的过程。 2、过程: 电路(P57略)… 1)、充电开始瞬间,由于UC=0,电容器相当于短路,电容器极板和电源间存在着较大的电压,充电电流从零跳变到最大值;随后,电流逐渐减小,电容器电压不断上升; 2)充电结束时,充电电流为零,且UC=E 电容器中所储存的电荷量为:Q=CUC=CE 3)电容器起始充电电流可以发生跳变(突变),但其两端端电压只能渐变。 电容器相当于开路,在直流电路中具有“隔直通交”的作用 。 电容器的放电: 1、定义:电容器释放电荷(电场能)的过程。 2、过程: 电路(P57略)… 1)、放电开始瞬间,由于UC=E,电容器相当于“电源”,放电电流从零跳变到最大值;随着电容器极板上的正、负电荷不断中和,释放电流逐渐减小,电容器电压不断降低; 2)、放电结束时,放电电流为零,且UC=0,电容器的电源作用消失。 3、电容器起始放电电流可以发生跳变(突变),但其两端端电压只能渐变。 三、电容器的充、放电电流: 1、其中的电流是由于电容充放电所形成的,并非电荷

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