電容器和電容資料PPT課件

1、1 1、知道什么是電容器，認識常見的電容器。2 2、了解平行板電容器的充放電過程。3 3、理解電容的定義，理解決定電容大小的因素。4 4、會解兩種電容器的題型。 第1頁/共36頁第2頁/共36頁VCDVCD部分線路板第3頁/共36頁第4頁/共36頁問題: : 電容器到底是什么樣的元件？ 它的作用、構(gòu)造、原理是什么？ 本節(jié)課就要研究這些問題。第5頁/共36頁2 2、構(gòu)造：在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)，就組成了一個最簡單的電容器，叫平行板電容器。其實，任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導體，都可以看成一個電容器。 一、電容器 兩個極板（導體）電介質(zhì)（絕緣材料）1 1、概念：儲存電荷和電

2、能的元件+ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -極板電介質(zhì)第6頁/共36頁3.3.兩種工作狀態(tài): :充電: : 兩極板與電源相連, ,使電容器帶電的過程. .放電: :用導線與兩極板相連, ,使電容器兩極板上的電荷中和的過程. .第7頁/共36頁電容器充電實驗第8頁/共36頁電容器放電實驗第9頁/共36頁 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -+Q+Q-Q-Q電容器工作時，它的兩塊金屬板的相對表面總是分別帶上等量異種電荷，一般把任何一個極板所帶的電荷量Q Q的絕對值叫做電容器的電荷量. .4. 4

3、. 電容器所帶的電荷量Q:Q:第10頁/共36頁小結(jié)：電容器的充放電電容器的充電 充電：使電容器的兩個極板帶上等量異種電荷的過程. . 存在瞬間充電電流I I, ,電量QQ, ,板間電壓U UC C, ,板間電場E,E,電源能量電場能, ,充電結(jié)束時U UC C= =充電電壓. .電容器的放電 放電：使電容器兩極板上的電荷中和的過程. . 存在瞬間放電電流I I, ,電量QQ, ,板間電壓U UC C, ,板間電場E E, ,電場能其他形式的能, , 放電結(jié)束時U UC C=0.=0.第11頁/共36頁hhABCQh水量深度S 截面積類比電容水量 VhVh電量 QUQU探究：如何描述電容器容納

4、電荷的本領(lǐng)？QCU第12頁/共36頁1 1、定義：電容器所帶電荷量Q Q與兩極板間電勢差U U的比值。2 2、定義式： 或者UQCUQC 3 3、物理意義：C C是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量 4 4、單位： 在國際單位制中單位是法拉（F F） 1F=1C/V1F=1C/V 1F=10 1F=10-6-6F 1F=10F 1F=10-12-12F F5 5、對電容的理解用比值法定義物理量的特點：不能說電容C C與電量Q Q成正比，與電壓U U成反比。二、電容器的電容第13頁/共36頁解解: :1)1)2)2)仍是仍是2 21010-7-7 F. F.3)3)仍是仍是2 21010-7-7 F

5、. F.例題：某一電容器，當所帶電量為4 41010-6-6C C，兩極板間的電勢差為20V20V時，求1 1）電容器的電容. .2 2）當所帶電量減半時，電容器的電容為多少? ?3 3）如果電容器不帶電呢？F10220104UQC76第14頁/共36頁三、平行板電容器的電容問題1 1：平行板電容器自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素，應該包括哪些呢？兩極板的大小，用面積S S表示兩極板間的距離d d兩極板間的電介質(zhì)問題2 2：如何探究電容C C跟這些因素間的關(guān)系？第15頁/共36頁探究決定平行板電容器電容大小的影響因素第16頁/共36頁結(jié)論： 平行板電容器的電容與兩極板的正對面積S S成正比, ,與兩極板間的

6、距離d d成反比, ,并跟板間插入介質(zhì)的介電常數(shù)成正比. .物理意義: : 平行板電容器的電容由電容器本身的結(jié)構(gòu)(S(S、d d、)決定, ,與Q Q 、U U無關(guān). .決定式：SC4 kd第17頁/共36頁從構(gòu)造上看，可分為固定電容器和可變電容器 1 1、固定電容器根據(jù)材料不同，常見的有：聚苯乙烯電容器、陶瓷電容器 、電解電容器 （電容比較大，有極性） 固定電容器四、常用電容器陶瓷電容器第18頁/共36頁問題：請分析可變電容器的變?nèi)菰怼？勺冸娙萜? 2、可變電容器第19頁/共36頁定義式定義式適用于任何電容器適用于任何電容器C C與與Q Q、U U無關(guān)無關(guān)決定式?jīng)Q定式只適用于平行板電容只適

7、用于平行板電容器器反映反映C C的決定因的決定因素素電容器以兩片導體為極板，中間隔以電介質(zhì)構(gòu)成。電容C C是描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。UQC 小 結(jié)：SC4kd第20頁/共36頁1.1.電容2.2.擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這個限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。3.3.電容器的額定電壓：電容器正常工作時的最大電壓. . 額定電壓低于擊穿電壓電容器的性能指標第21頁/共36頁1 1、平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d d，那么，兩極板間的電勢差U U，電容器所帶的電量Q Q，兩極板間的場強E

8、E各如何變化？如果減小兩極板間的正對面積S S，那么，兩極板間的電勢差U U，電容器所帶的電量Q Q，兩極板間的場強E E各如何變化？思考與討論（1 1）第22頁/共36頁解題關(guān)鍵：電容器充電后與電源斷開，Q Q保持不變d d增加4SCkdC C減小U=Q/CU=Q/CU U增加E E不變S S減小4SCkdC C減小U=Q/CU=Q/CU U增加E=U/dE=U/dE E增加分析分析4kQES第23頁/共36頁2 2、平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d d，那么，兩極板間的電勢差U U，電容器所帶的電量Q Q，兩極板間的場強E E各

9、如何變化？如果減小兩極板間的正對面積S S，那么，兩極板間的電勢差U U，電容器所帶的電量Q Q，兩極板間的場強E E各如何變化？思考與討論（2 2）第24頁/共36頁d d增加4SCkdC C減小Q=C UQ=C UQ Q減小E=U/dE E減小S S減小4SCkdC C減小Q=C UQ=C UQ Q減小E=U/dE=U/dE E不變解題關(guān)鍵：電容器始終與電源連接，U U保持不變。第25頁/共36頁1.1.一個平行板電容器，電容為200200pFpF，充電后兩板間的電壓為100V100V，電容器帶電量為_C_C，斷開電源后，將兩板間距離減半，兩板間的電壓為_V_V2 21010-8-8505

10、0第26頁/共36頁2.2.如圖所示是描述對給定的電容器充電時電量Q Q、電壓U U、電容C C之間相互關(guān)系的圖像，其中正確的是 ( ( ） A B C D0CQCUQUCQ000BCDBCD第27頁/共36頁3.3.兩塊大小、形狀完全相同的金屬平板平行放置構(gòu)成一平行板電容器。與它相連的電路如圖所示，接通開關(guān)S S，電源即給電容器充電（ ）MNSA.A.保持S S接通，減小兩極板間的距離，則兩極板間電場的電場強度減小B.B.保持S S接通，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則極板上的電荷量增大C.C.斷開S S，減小兩極板間的距離，則兩極板間的電勢差減小D.D.斷開S S，在兩極板間插入一塊介質(zhì)，則兩極

11、板間的電勢差增大BCBC第28頁/共36頁4.4.如圖所示，平行金屬板如圖所示，平行金屬板A A、B B組成的電容器，充電后與靜組成的電容器，充電后與靜電計相連電計相連. .要使靜電計指針張角變大要使靜電計指針張角變大, ,下列措施中可行的是下列措施中可行的是（ ） A.A.將將A A板向上移動板向上移動 B.B.將將B B板向右移動板向右移動 C.C.將將A A、B B之間充滿電介質(zhì)之間充滿電介質(zhì) D.D.將將A A板放走部分電荷板放走部分電荷ABABAB第29頁/共36頁ABC.ABC. 電容器充電后與電源切斷聯(lián)系電容器充電后與電源切斷聯(lián)系, ,電量電量Q Q不變不變. .UQC kdSC

12、4D.D.C C不變不變討論問題討論問題, ,先看先看常量常量, ,再看變量再看變量. . ( (S S、d d) )的的變化變化C C的變化的變化U U的變化的變化Q Q變小變小UQC Q Q不變不變U U變小變小第30頁/共36頁5.5.傳感器是把非電學量傳感器是把非電學量( (如速度、溫度、壓力等如速度、溫度、壓力等) )的變化轉(zhuǎn)換成的變化轉(zhuǎn)換成電學量變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用。電學量變化的一種元件，在自動控制中有著相當廣泛的應用。如圖所示是一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬如圖所示是一種測定液面高度的電容式傳感器的示意圖，金屬芯線與導電液體形成一個電容器，

13、從電容芯線與導電液體形成一個電容器，從電容C C大小的變化就能反大小的變化就能反映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是映液面的升降情況，兩者的關(guān)系是( ) ( ) A.CA.C增大表示增大表示h h增大增大 B.CB.C增大表示增大表示h h減小減小 C.CC.C減小表示減小表示h h減小減小 D.CD.C減小表示減小表示h h增大增大ACAC導電液體導電液體金屬芯線金屬芯線電介質(zhì)電介質(zhì)h第31頁/共36頁kdSC4h h增大增大S S增大增大正對面正對面積增大積增大、d d不變不變C C增大增大非電學量非電學量電學量電學量傳感器傳感器第32頁/共36頁一、電容器1.1.任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以看成電容器。2.2.電容器的充電：電容器與電源相連，電源能量電場能電容器的放電：電容器與導線相連，電場能其他形式能二、電容 1.1.定義式: : 2. 2.單位：法拉F 1