項目三觀察電容器的充放電現(xiàn)象

1、中等職業(yè)教育規(guī)劃教材中等職業(yè)教育規(guī)劃教材中等職業(yè)教育校企合作精品教材中等職業(yè)教育校企合作精品教材電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 電子教案電子教案河南省職業(yè)技術(shù)教育教學(xué)研究室 編項目三項目三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器的充放電現(xiàn)象任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器任務(wù)二任務(wù)二 電容器的連接電容器的連接任務(wù)三任務(wù)三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器的充放電現(xiàn)象任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器一、電容器的結(jié)構(gòu)特點及用途一、電容器的結(jié)構(gòu)特點及用途任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器在兩個正對的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)電介質(zhì)，就組成一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器 任務(wù)一任務(wù)一 認

2、識電容器認識電容器電容器的種類繁多，按電介質(zhì)的不同可以分為紙介、云母、陶瓷、電解電容器等；按電容量是否可調(diào)，可以分為固定、可變電容器。電解電容器有正負極性之分，并在電容器上標(biāo)明。 二、電容器的性能參數(shù)二、電容器的性能參數(shù)1. 電容量我們把電容器所帶電荷量q與其端電壓U的比值叫做電容器的電容量，簡稱電容。如果用q表示電容極板上所帶電荷量，用U表示電容器兩極板間的電壓，用C表示它的電容量，則有：UqC 任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器電壓的單位為伏特，電荷量的單位為庫侖，電容量的單位為法拉，用F表示。在實際應(yīng)用中，法拉這個單位太大，很少使用，通常采用小得多的單位，如：毫法（mF）微法（F）、納法

3、（nF）、皮法（PF）。單位之間的換算關(guān)系為： 1 F = 1103 mF = 1106 F 1F = 1103 nF = 1106 PF對于平板電容器，其電容量與極板面積S、極板間距離d和極板間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。平板電容器的表達式為： dSdSCr02. 額定工作電壓和允許誤差電容器的額定工作電壓又稱耐壓值，是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，能保證電容器長期連續(xù)工作而不被擊穿的最高工作電壓。使用時若所加的電壓大于額定電壓值，將導(dǎo)致電容器被擊穿或損壞。不同類別的電容器額定電壓不同，通常都在電容器上直接標(biāo)出。任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器電容器的允許誤差一般標(biāo)注在外殼上，按照精度的不同分為1、2、5、

4、10、20等五級（不包括極性電容器）。一般極性電容器的允許誤差范圍比較大，如：鋁極性電容器的允許誤差范圍為20+100。任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器三、電容器的標(biāo)示方法三、電容器的標(biāo)示方法1. 直標(biāo)法直標(biāo)法就是將電容量的標(biāo)稱容量和允許偏差等直接印在電容器外殼，如10F10V、47F25V等。若是零點零幾，常把整數(shù)位的“0”省去，例如：某電容“.02”表示0.02F。另外，還有不標(biāo)容量單位的直標(biāo)法，它是用14位的數(shù)字表示電容量。當(dāng)數(shù)字部分大于1時，單位為皮法（pF），當(dāng)數(shù)字部分大于0小于1時，其單位為微法（F）。 2. 色標(biāo)法用三種色環(huán)表示電容量大小的標(biāo)注方法為色標(biāo)法，其顏色和識別方法與電

5、阻色環(huán)表示法一樣。 任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器3. 數(shù)字符號法將電容器的容量用數(shù)字和單位符號按一定規(guī)則進行標(biāo)注的方法，稱為數(shù)字符號法。符號前為電容容量的整數(shù)部分，符號后為電容容量的小數(shù)部分。用于標(biāo)注的字母有四個：p、n、m、。如：5P6表示容量是5.6PF，2n2表示2.2nF，4m7表示4.7mF。4. 數(shù)碼法一般用三位數(shù)表示容量大小的標(biāo)注方法，稱為數(shù)碼法。前面兩位數(shù)字為電容器標(biāo)稱容量的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示有效數(shù)字后面零的個數(shù)，對于非電解電容器，其單位為pF，而對電解電容器而言，單位為F， 任務(wù)一任務(wù)一 認識電容器認識電容器5. 電容器容量單位的

6、標(biāo)注規(guī)則當(dāng)電容器的容量大于100pF而又小于1F時，一般不標(biāo)注單位，沒有小數(shù)點的，其單位是pF，有小數(shù)點的容量單位是F，如：4700表示4700pF，0.22表示0.22F。當(dāng)電容量大于10000pF時，可用F做單位，當(dāng)電容小于10000pF時用pF做單位。任務(wù)二任務(wù)二 電容器的連接電容器的連接一、電容器的串聯(lián)一、電容器的串聯(lián)將幾個電容器的電極首尾相接，連成一種無分支路的連接方式稱為電容器的串聯(lián) （a）串聯(lián)方式 （b）等效電路（1）電量關(guān)系qqqqqn 321電壓關(guān)系 nUUUU 21電容關(guān)系 nCCCC111121 任務(wù)二任務(wù)二 電容器的連接電容器的連接 電容器串聯(lián)后，每個電容器承受電壓都小

7、于外加總電壓，所以當(dāng)電容器的耐壓值小于外加電壓時，除可選用耐壓值不低于外加電壓的電容器外，還可采用電容器串聯(lián)的方法來獲得較高的耐壓值。可見當(dāng)n個相同的電容器串聯(lián)時，電容器組的總耐壓值為單個電容器耐壓的n倍，故采取電容器串聯(lián)的形式可以提高總的耐壓值。二、電容器的并聯(lián)二、電容器的并聯(lián)把幾個電容器的一個極板連接在一起，另一個極板也連在一起的連接方式叫做電容器的并聯(lián)， 任務(wù)二任務(wù)二 電容器的連接電容器的連接 （a）并聯(lián)方式 （b）等效電路（1）電量關(guān)系電壓關(guān)系 電容關(guān)系 UUUUn 21nqqqq 21nCCCC 21任務(wù)二任務(wù)二 電容器的連接電容器的連接 并聯(lián)電容器組的等效電容（總電容）等于各電容器

8、的電容之和。電容器并聯(lián)后相當(dāng)于增大了極板的正對面積，所以其等效電容大于其中任何一個電容。 注意：電容器串聯(lián)可提高耐壓值，但容量減小，而電容器并聯(lián)容量增大。實際應(yīng)用中，通過并聯(lián)電容器增大電容時，需要注意電容器的耐壓問題。必須滿足并聯(lián)的任一電容器的耐壓均不能小于外加的工作電壓，否則該電容器會被擊穿。如果將不同耐壓值的電容器并聯(lián)，那么，所加最大電壓必須小于給定電容器中最小的耐壓值。任務(wù)三任務(wù)三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器的充放電現(xiàn)象電容器作為一種儲能元件，具有儲存和釋放電能的性質(zhì)，表現(xiàn)為電容器的充、放電現(xiàn)象 一、電容器的充電過程一、電容器的充電過程任務(wù)三任務(wù)三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器

9、的充放電現(xiàn)象在按下SB1開關(guān)的瞬間，電容器的極板與電源之間存在較大的電壓差，充電電流較大，L1最亮。隨著電容器極板電荷的積聚，兩者間的電壓差變小，電流也越來越小，L1逐漸變暗，最后熄滅。電流表A1上讀數(shù)也由開始最大，然后逐漸減小，當(dāng)兩者之間電壓差為零時，電流也為零，充電過程結(jié)束。此時，電容器兩端電壓Uc=Us 任務(wù)三任務(wù)三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器的充放電現(xiàn)象二、電容器的放電過程二、電容器的放電過程當(dāng)斷開開關(guān)SB1、按下開關(guān)SB2時，電容器脫離電源。此時，充電后的電容器相當(dāng)于電源，與L2發(fā)光二極管、R2、A2電流表構(gòu)成放電回路，形成放電電流。開始時電容器端電壓為Us（最大），所以電流表A2上讀數(shù)（放電電流）最大，L2最亮，隨著電容器兩極板正負電荷不斷中和，兩者間的電壓差變小，電流也越來越小。當(dāng)兩者之間電壓差為零時，電流也為零，放電過程結(jié)束。任務(wù)三任務(wù)三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象觀察電容器的充放電現(xiàn)象結(jié)論：當(dāng)電容極板上所儲存的電荷發(fā)生變化時，電路中就有電流流過；若電容器極板上