2023學(xué)年完整公開課版電容元件

電容元件電容器：由兩個(gè)彼此靠近、相互絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的，能夠儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能量的電路器件。最簡(jiǎn)單的電容器→平行板電容器電容器是一種能夠儲(chǔ)存電荷和電場(chǎng)能量的器件。電容：電容器任一極板上所儲(chǔ)存的電荷量q（絕對(duì)值）與兩極板間的電壓u（絕對(duì)值）的比值。c單位：法拉，簡(jiǎn)稱法，F(xiàn)

千法（kF）、兆法（MF）、微法（μF）、皮法（pF）一、電容器的電容

平行板電容器的電容ε：絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為法/米（F/m），它是表征絕緣介質(zhì)特性的物理量，它的大小是由絕緣介質(zhì)的性質(zhì)決定的；S：兩塊極板的正對(duì)面積；d：兩極板內(nèi)表面間的距離。影響電容器電容大小的因素：電容器極板的形狀、尺寸、相對(duì)位置和極板間所充有的絕緣介質(zhì)的性質(zhì)。對(duì)于絕緣介質(zhì)為各向同性的線性介質(zhì)的電容器而言，當(dāng)其極板的幾何形狀、尺寸和相對(duì)位置確定時(shí)，其電容C是個(gè)正實(shí)常數(shù)。二、電容元件的定義電容元件：在任一時(shí)刻所儲(chǔ)存電荷q與其端電壓u之間的關(guān)系能夠用q－u平面上的一條曲線來確定的二端元件。線性電容元件：所儲(chǔ)存的電荷q與端電壓u之間的關(guān)系曲線在所有時(shí)間內(nèi)均為q－u平面上的一條通過原點(diǎn)的直線的電容元件。線性電容元件的圖形符號(hào)及特性曲線C：電容元件的電容。對(duì)于線性電容元件，C是一個(gè)正實(shí)常數(shù)。非線性電容元件非線性電容元件：所儲(chǔ)存的電荷q與端電壓u之間的關(guān)系曲線是非線性的電容元件。非線性電容元件的特性曲線（a）變?nèi)荻O管的特性曲線（b）非線性平行板電容器的特性曲線（c）Mos電容器的特性曲線三、電容元件的伏安關(guān)系u和i的參考方向一致u和i的參考方向不一致某一時(shí)刻電容元件的i與該時(shí)刻電容元件u的變化率成正比。電容元件是一個(gè)動(dòng)態(tài)元件，在直流電路中，電容元件相當(dāng)于開路。電容元件是一種“記憶元件”。四、電容元件的儲(chǔ)能u和i關(guān)聯(lián)參考方向，從外電路吸收的功率t=－∞，u(－∞)＝0時(shí)，在任意時(shí)刻t儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量電容元件在任意時(shí)刻所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量與該時(shí)刻其端電壓的平方成正比。t時(shí)刻電容元件所儲(chǔ)存電場(chǎng)能量五、電容元件的串聯(lián)和并聯(lián)電容元件的串聯(lián)：若干個(gè)電容元件依次一個(gè)接一個(gè)地連接起來，構(gòu)成一條支路的連接方式。電容元件的串聯(lián)1.電容元件的串聯(lián)電容元件串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電容元件串聯(lián)電路中各電容所帶電量相等。

（2）電容元件串聯(lián)電路的等效電容的倒數(shù)等于各個(gè)串聯(lián)電容元件電容的倒數(shù)之和。q1=q2=…=qn=q電容元件串聯(lián)電路的特點(diǎn)（3）電容元件串聯(lián)電路中各電容元件的電壓與其電容成反比。兩個(gè)電容元件串聯(lián)2.電容元件的并聯(lián)電容元件的并聯(lián)：若干個(gè)電容元件的兩端分別連接在一起，構(gòu)成兩個(gè)公共節(jié)點(diǎn)和多條支路的連接方式。電容元件并聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電容元件并聯(lián)電路中各電容元件的電量與其電容成正比。電容元件并聯(lián)電路的特點(diǎn)（2）電容器元件并聯(lián)電路的等效電容等于各個(gè)并聯(lián)電容元件的電容之和。若干個(gè)電容元件并聯(lián)電路可以用一個(gè)電容元件來等效替代?！纠?－2】圖（a）所示電容元件的電壓為三角波，如圖（b）所示，試求：（1）電容元件的電流，并給出其波形；（2）電容元件儲(chǔ)能的最大值。例1－2（續(xù)）根據(jù)所求得各時(shí)間段的電流，作出電流波形如圖（c）所示。（2）從電壓波形圖中可以看出電壓的最大值為所以電容元件儲(chǔ)能的最大值為【例1－3】下圖所示電路中，C1＝C2＝C3＝3μF，各電容元件的耐壓均為250V，各電容元件均未曾充過電。試求：（1）在電路端口加上U＝180V的直流電壓后，各電容元件的電壓；（2）電路端口電壓最大不能超過多少？解（1）C1與C3并聯(lián)的等效電容為二端電路的等效電容為各電容元件的電壓為例1－3（續(xù)）（2）因?yàn)镃1＜C23

，所以U1＜