電容與電容器

1、第四章電容§ 4-1電容和電容器教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是電容器以及常用的電容器2、理解電容器電容的概念及其定義C=Q/U4并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算3、知道平行板電容器的電容與那些因素有關(guān)，有什么關(guān)系課前練習(xí)一、復(fù)習(xí)1、導(dǎo)體對(duì)電流的 作用稱為電阻。在一定溫度下，電阻與 、成正 比，與 成反比，即R=,稱為電阻定律。2、線性電阻的伏安特性曲線是穿過(guò) 的一條直線，所以線性電阻的阻值不 隨、的變化而變化。二、預(yù)習(xí)1、兩個(gè)彼此 而又相互 的導(dǎo)體，就構(gòu)成了一個(gè)電容器。這對(duì)導(dǎo)體叫電容 器的兩個(gè)。2、電容器是儲(chǔ)存和容納 的裝置，也是儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的裝置。電容器 所儲(chǔ)存 的電荷的量叫電容器的電量。3、將電容

2、器兩極板分別接到電源的正負(fù)極上，使電容器兩極板分別帶上等量異號(hào)電荷， 這個(gè)過(guò)程叫電容器的 過(guò)程。電容器充電后，極板間有電場(chǎng)和電壓。4、用一根導(dǎo)線將電容器兩極板相連，兩極板上正負(fù)電荷中和，電容器失去電量，這個(gè)過(guò) 程稱為電容器的 過(guò)程。教學(xué)過(guò)程一、電容器（是一種儲(chǔ)存 和 的容器）1、結(jié)構(gòu)兩個(gè)彼此 又 的導(dǎo)體，就構(gòu)成了一個(gè)電容器。這對(duì)導(dǎo)體叫電容器的兩 個(gè)極板。2、分類(lèi)電容器按其電容量是否可變，可分為固定電容器和可變電容器，可變電容器還包括半 可變電容器，它們?cè)陔娐分械姆?hào)見(jiàn)下。名稱電容器電解電容器半可交電容器可變電容器圖形符號(hào)二;打伊f極性） _|尹極性）3、作用電容器是儲(chǔ)存和容納電荷的裝置，也是儲(chǔ)

3、存電場(chǎng)能量的裝置。電容器每個(gè)極板上所儲(chǔ) 存的電荷的量叫電容器的電量。4、平行板電容器由兩塊相互平行、靠得很近、彼此絕緣的金屬板所組成的電容器，叫平行板電容器。 是一種最簡(jiǎn)單的電容器。二、電容量（簡(jiǎn)稱：電容）1、定義：電容器所帶 與兩極板間 之比，稱為電容器的電容。2、公式（定義式）：電容反映了電容器儲(chǔ)存電荷能力的大小，它只與電容本身的性質(zhì)有關(guān)，與電容器所帶 的 及電容器兩極板間的 無(wú)關(guān)。3、單位法拉（F）、微法（F）、皮法（pF）,它們之間的關(guān)系為：1 F = F = pF三、平行板電容器的電容1、電容 C跟成正比，跟 成正比，跟 成反比。公式(決定式)：C =2、介質(zhì)的介電常數(shù)的大小：?jiǎn)挝唬?/p>

4、真空介電常數(shù) 0 F/m。相對(duì)介電常數(shù) r,即 r =。3、注意：(1)線性電容元件：C=數(shù)(2)電容量C僅由電容器自身的幾何尺寸和選用的電介質(zhì)類(lèi)型決定；(3)電容量C與電容器所加的電壓 U及儲(chǔ)存的電荷量 Q的大小無(wú)關(guān)。不存在 C與Q成正 比，與U成反比的數(shù)學(xué)關(guān)系。課堂練習(xí)1、將一個(gè)電容為 6.8 F的電容器接到電動(dòng)勢(shì)為 1000 V的直流電源上，充電結(jié)束后，求 電容器極板上所帶的電量。2、有一真空電容器，其電容是8.2 F,將兩極板間距離增大一倍后，其間充滿云母介質(zhì),求云母電容器的電容。3、在下列各情況下，空氣平行板電容器的電容，兩極板間電壓，電容器的電荷量各有什么變化充電后保持與電源相連，

5、將極板面積增大一倍；充電后保持與電源相連，將極板間距增大一倍；充電后與電源斷開(kāi)，再將極板間距增大一倍；充電后與電源斷開(kāi)，再將極板面積縮小一半；充電后與電源斷開(kāi)，再在極板間插入£ r=4的電介質(zhì)；O這種4 、有人說(shuō)： “電容器帶電多則電容就大，帶電少則電容就小，不帶電就沒(méi)有電容”說(shuō)法對(duì)嗎5、有兩個(gè)電容器，一個(gè)電容較大，另一個(gè)電容較小，如果它們的電荷量一樣，那么哪一個(gè)電容器的電壓高如果它們的電壓相等，哪一個(gè)電容器的電荷量大課后練習(xí)1、平行板電容器的極板面積為100cm2,兩極板間的介質(zhì)為空氣，兩板間的距離為5mm今將電壓為120V的直流電源接在電容器的兩端，求(1)該項(xiàng)平行板電容器的電容

6、及所帶的電量；(2)若將上述電容器的兩極板浸入er=油中，則此時(shí)電容器的電容又是多大2、以空氣為介質(zhì)的平行板電容器當(dāng)發(fā)生下列變動(dòng)時(shí), 電容量有何變化(1) 增大電容器極板的有效面積;(2)插入介電常數(shù)為S r的介質(zhì)；(3) 縮小極板間的距離。§4-2電容器的連接(1)-串聯(lián)教學(xué)目標(biāo)1、了解電容器的連接方式，掌握電容器的串聯(lián)特點(diǎn)。2、掌握電容器串聯(lián)等效電容的求法3、能夠分析電容器串聯(lián)后耐壓值的計(jì)算。課前練習(xí)一、復(fù)習(xí)1、電阻的串聯(lián)的特點(diǎn)(1)等效總電阻R=;(2)電阻的端電壓與電阻值成 比，即U/U2=;(3)電阻的功率與電阻值成 比，即P1/P 2=。2、R1“1KQ,"，R

7、2“2KQ ,20W "，貝 UUn=,I n=;U尸In2=；若串聯(lián)接在 250 V的電源兩端，是否安全為什么它們兩端可加的最大電壓是多少、預(yù)習(xí)電容器串聯(lián)特點(diǎn)電阻串聯(lián)特點(diǎn)物理量物理量電荷量Q二電流I 1=I 2=I 3=In電壓U=電壓U=U+U2+U3+Un電容C=電阻R=R+R+Rn作用作用獲得較大的電阻教學(xué)過(guò)程一、電容器的主要參數(shù)(補(bǔ)充)1、標(biāo)稱容量：電容器上所標(biāo)明的電容值。2、額定工作電壓：是指電容器能長(zhǎng)時(shí)間工作而不引起介質(zhì)電性能遭到任何破壞的直流電 壓數(shù)值。3、電容器的擊穿：加在電容器兩極間的電壓高到某一數(shù)值時(shí)，介質(zhì)被擊穿，此時(shí)電容器 相當(dāng)于短路。11實(shí)際中，取耐壓值為擊

8、穿電壓的 一一32一般計(jì)算過(guò)程中，若 U實(shí)UN,就認(rèn)為擊穿。、電容的串聯(lián)1、定義：把幾個(gè)電容器首尾為電容器的串聯(lián)。相接連成一個(gè)無(wú)分支的電路，稱+中中*g if2、特點(diǎn)與性質(zhì)(1)電荷量：(2)電壓：(3)等效電容：例題：求下列各組串聯(lián)電容的等效電容。(1) 6uf, 3uf(2) 6uf, 3uf, 2uf(3 ) 10uf, 10uf(4) 6uf, 6uf, 6uf 總結(jié)：電容值越串越 ,因?yàn)榇?lián)相當(dāng)于增大了極板間距。3、分壓公式：電容大的分配到電壓 ,電容小的電壓分配到的電壓 ,即在電容在串聯(lián) 電路中，各個(gè)電容的兩端的電壓和其自身的電容成 比，即U1/U2=。例題1:兩個(gè)電容器 G、C2

9、、串聯(lián)起來(lái)后，接到 100V的電壓上，其中 C 1=4 F、C2=6F, 求每只電容器承受的電壓U、U2是多少例題2:現(xiàn)有兩只電容器，其額定值分別為C=F,耐壓200V, C 2= F,耐壓300V,問(wèn)把它們串聯(lián)后接在360V電壓，問(wèn)電路能否正常工作它們的耐壓值又是多少課堂練習(xí)1、求下列各組串聯(lián)電容的等效電容。(1) 6uf, 12uf(2) 4uf, 12uf, 6uf(3) 8uf, 8uf(4) 12uf, 12uf, 12uf2、現(xiàn)有兩只電容器，其中一只電容器的電容為C = 2 F,額定工作電壓為160 V,另只電容器的電容為 C2 = 10 F,額定工作電壓為 250 V,若將這兩個(gè)

10、電容器串聯(lián)起來(lái)， 接在300 V的直流電源上，問(wèn)每只電容器上的電壓是多少這樣使用是否安全它們的耐 壓值又是多少3、 已知 R1=8Q , R2=4 Q, C1=3uf,要使 Va=Vb,貝 U C2=Ki A gI 1*1 I§ 4-2 電容的連接(2)-弁聯(lián)教學(xué)目標(biāo)1、掌握電容器的并聯(lián)特點(diǎn)，掌握電容器并聯(lián)等效電容的求法2、能夠分析電容器并聯(lián)后耐壓值的計(jì)算及電荷分配問(wèn)題。課前準(zhǔn)備一、復(fù)習(xí)1、電阻的并聯(lián)的特點(diǎn)(1)等效總電阻R=;(2)電阻的電流與電阻值成 比，即I1/I 2=(3)電阻的功率與電阻值成 比，即Pi/P2=二、預(yù)習(xí)電容器并聯(lián)特點(diǎn)電阻并聯(lián)特點(diǎn)物理量-i6J物理量電荷量Q二

11、電流I=I i+12+13+In電壓U=電壓U=U=U>=U3=- - =Un電容C=電阻1/R=1/Ri + 1/R2+1/R3+ +1/Rn作用教學(xué)過(guò)程、電容的并聯(lián)1、定義：把幾個(gè)電容器的一端連在一起，另一端也連在一起的連接方式，叫電容器的并聯(lián)。2、特點(diǎn)與性質(zhì)(1)電荷量:(2)電壓:(3)等效電容:例題：求下列各組并聯(lián)電容的等效電容。(1) 6 F , 3 F(2) 6 F, 3 F , 2 F(3) 10 F , 10 F(4) 6 F , 6 F , 6 F總結(jié)：電容值越并越 ,因?yàn)椴⒙?lián)相當(dāng)于增大了極板的面積。3、并聯(lián)電容電荷分配問(wèn)題例題：電容器 A的電容為10 F,充電后電壓

12、為 30 V,電容器B的電容為20 F,充電 后電壓為15 V,把它們并聯(lián)在一起，其電壓是多少解：電容器 A B連接前的帶電量分別為：q1+ -+q2口手)%它們的連接前總電荷量為：q q1 q2-一它們的連接穩(wěn)定后總電荷量為：并聯(lián)后的總電容為：C連接后的共同電壓為：思考：如果極性相反時(shí)電荷量為何值課堂練習(xí)1、現(xiàn)有兩只電容器，其中一只電容器的電容為C1 = 2 F,額定工作電壓為160 V,另只電容器的電容為 C2 = 10 F,額定工作電壓為 250 V,若將這兩個(gè)電容器并聯(lián)起來(lái)，則 總的耐壓值為多少2、把電容Ci=100 F充電至100V后與C2=50 F相連，電路如圖，則穩(wěn)定后G, G的

13、端電壓為多少，電荷量各為多少3、電容器 A和B的電容分別為 Ca 3 F , Cb 2 F ,分別充電到 Ua 30V ,Ub 20V o然后，用導(dǎo)線把它們連接。求下列兩種情況下，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，每個(gè)電容器的電場(chǎng)能量各是多少；（1）同性極相連，如圖（A）所示；（2）異性極相連，如圖（B）所示。§ 4-2 電容的連接( 3) - 混聯(lián)教學(xué)目標(biāo)1、掌握電容器的混聯(lián)特點(diǎn) , 掌握電容器混聯(lián)等效電容的求法2、能夠分析電容器混聯(lián)后耐壓值的計(jì)算及電壓、電荷分配問(wèn)題。課前準(zhǔn)備一、復(fù)習(xí)1、電容器串聯(lián)特點(diǎn)2、電容器并聯(lián)特點(diǎn)3、兩電容分別為 C：150科F/400V,C2：100科F/200V,試計(jì)算:(1

14、) C,C2并聯(lián)時(shí)，等效電容為多少外加電壓不能超過(guò)多少(2) C,C2串聯(lián)時(shí)，等效電容為多少外加電壓不能超過(guò)多少教學(xué)過(guò)程一、電容的混聯(lián)1、已知C1、C2、C3的電容量分別為6 F、3 F、2 F,CiCjHI-IH求 Cab、Ccd2、如圖所示電路中O=C2=50 F, G=100wF,。上的電壓 U1=150Vfo 求(1)Cab； (2)U ab3、如圖三個(gè)同樣的電容器，如圖連接，若每個(gè)電容器是6 F耐壓彳1為10V,則整個(gè)電容器組的等效電容為多少整個(gè)電容器組的耐壓值為多少課堂練習(xí)1、如圖，電路中G二科F,C2=w F,C3=w F,C4=w F,當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí) A, B兩點(diǎn)間等效電

15、容Cab各是多少2、如圖所示電路圖中，已知U=300V, C=3wF,C2=2p F,C3=4p F,求等效電容及各電容器上的電量和電壓。3、如圖：電容 C1=4 F,充電至U1=60V后閉合開(kāi)關(guān)S,求電路穩(wěn)定后各電容的端電壓及所帶電荷量已知 C2=6 F、C3=3 F 。§ 4-3電容器的充電和放電教學(xué)目標(biāo)1、能理解電容充、放電過(guò)程中電容端電壓及電流的變化規(guī)律；2、能用萬(wàn)用表粗略在判別大容量電容器質(zhì)量的好壞；3、掌握充、放電過(guò)程中的平均電流的計(jì)算和點(diǎn)擦很難過(guò)能量的計(jì)算。課前準(zhǔn)備一、復(fù)習(xí)1、使電容器 的過(guò)程叫充電，充了電的電容器的兩極板之間有 2、充電后的電容器 的過(guò)程叫放電。3、電

16、容器的電容 C電荷量Q及電容兩端電壓 U三者的關(guān)系為 。二、預(yù)習(xí)（一）電容器的充電：1、開(kāi)關(guān)S合向1位置時(shí)，燈泡的變化情況是：開(kāi)始;然后;最后。從而說(shuō)明了燈泡中的電流變化為 。jr一您一2、圖中的電壓表是如何變化的令 £ 口| （二）電容器的放電：.T T T _1、開(kāi)關(guān)S合向2位置時(shí)，燈泡的變化情況是:開(kāi)始;然后;最后。從而說(shuō)明了燈泡中的電流變化為 。2、圖中的電壓表是如何變化的（三）電容器質(zhì)量的判別：方法：原理：正常電容器的現(xiàn)象：教學(xué)過(guò)程1、電容器的充電過(guò)程：充 電之前： ®=;， =。分析電流表指針的變化情況： 分析電容兩端電壓變化規(guī)律：充電結(jié)束后： ®=;

17、 這:'= 結(jié)論：充電過(guò)程中，電容兩端電壓 uc,兩極板上所帶的電荷量 Q,充電電流i,端電壓與充電電流的方向 2、電容器的放電過(guò)程：放 電之前： ®=; ','=。分析電流表指針的變化情況： ;分析電容兩端電壓變化規(guī)律：;放 電結(jié)束后： ®=;忑'=。結(jié)論：放電過(guò)程中，電容兩端電壓 uc,兩極板上所帶的電荷量 Q,充電電流i,端電壓與充電電流的方向 3、電容器充放電電流:分析：電容器充放電的電路中，有電流的條件是：電流的計(jì)算式：i =注意幾點(diǎn)：4、電容器質(zhì)量的判別：三種現(xiàn)象分析:質(zhì)量良好：有漏電：內(nèi)部短路：內(nèi)部開(kāi)路：5、電容器中的電場(chǎng)能量：W c=。 單位：。課堂練習(xí)1、有一電容為 科F的電容器，若以直流電對(duì)它充電，在時(shí)間間隔At=100科s內(nèi)相應(yīng)的電壓變化量為A U=10V則該段時(shí)間充電電流為 。2、判斷大容量電容質(zhì)量時(shí)，就將萬(wàn)用表?yè)艿?檔，倍率使用,當(dāng)將 萬(wàn)用表表筆分別與電容器兩端接觸時(shí)，看到指針一定偏轉(zhuǎn)，并很快回到接近起始位置的地 方，則說(shuō)明電容器 ;如果看到指針偏轉(zhuǎn)到零后不再返回，則說(shuō)明電容器內(nèi)部。3、如圖所示電路，E=10V, R=10KQ , C=10科F,則C兩端的電壓為()C. 0V;A. 5V;.無(wú)