電容器的電容講課

1、電容器是一種儲(chǔ)能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時(shí)。按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。 2016、09 電容器的電容電容器的電容 帶電體放在空中，它所帶的電荷是會(huì)慢慢地失去的，為了保存帶電體放在空中，它所帶的電荷是會(huì)慢慢地失去的，為了保存電荷，我們就需要有一個(gè)能電荷，我們就需要有一個(gè)能“裝電荷的容器裝電荷的容器” 電容器。電容器。一、電容器一、電容器1電容器：兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都電容器：兩個(gè)彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以看成電容器可以看成電容器2電容器的充電和放電電容器的充電和放電(1)充電：充電：定義：使電容器兩極板帶上定義：使電容器兩極

2、板帶上等量異種等量異種電荷的電荷的過程叫做充電如下圖甲所示過程叫做充電如下圖甲所示特征：兩極板所帶等量異種電荷均勻分布在特征：兩極板所帶等量異種電荷均勻分布在兩極板相對(duì)的兩極板相對(duì)的內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)，充電的過程是將電場(chǎng)能儲(chǔ)，充電的過程是將電場(chǎng)能儲(chǔ)存在電容器中存在電容器中(2)放電：放電：定義：使充電后的電容器失去電荷的過程叫定義：使充電后的電容器失去電荷的過程叫做放電如下圖乙所示做放電如下圖乙所示特征：放電過程是儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的特征：放電過程是儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的電場(chǎng)能電場(chǎng)能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能3電容器的帶電荷量：是指其中一個(gè)電容器的帶電荷量：是指其中一個(gè)極板極板所帶所帶電荷量的絕對(duì)值電荷量的

3、絕對(duì)值3.對(duì)電容器充電、放電的理解對(duì)電容器充電、放電的理解(1)充電過程的特點(diǎn)充電過程的特點(diǎn)充電電流：電流方向?yàn)閺碾娫吹恼龢O流出，充電電流：電流方向?yàn)閺碾娫吹恼龢O流出，電流強(qiáng)度由大到小電流強(qiáng)度由大到小電容器所帶電荷量增加電容器所帶電荷量增加電容器兩極板間電壓升高電容器兩極板間電壓升高電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電充電后，電容器從電源中獲取的能量稱為電場(chǎng)能場(chǎng)能(2)放電過程特點(diǎn)放電過程特點(diǎn)放電電流：電流方向是從正極板流出，電流放電電流：電流方向是從正極板流出，電流是由大變??；是由大變??；電容器上電荷量減少；電容器上電荷量減少；電容器兩極板間電壓降低

4、；電容器兩極板間電壓降低；電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減弱；電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度減弱；電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成其他形式的能1電容器和電容是一回事嗎？電容器和電容是一回事嗎？提示：提示：電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種容器電容器是盛放電荷的一種容器，電容是描述這種容器盛放電荷本領(lǐng)大小的一個(gè)物理量，如果把電容器比作水缸，盛放電荷本領(lǐng)大小的一個(gè)物理量，如果把電容器比作水缸，則電容就是這個(gè)水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水則電容就是這個(gè)水缸的橫截面積水缸的橫截面積越大，水缸容納水的本領(lǐng)就越大缸容納水的本領(lǐng)就越大hh2.2.哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？哪個(gè)儲(chǔ)水本領(lǐng)大？如何反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？如何

5、反映其儲(chǔ)水本領(lǐng)？hQ深度水量S截面積U+ + + + + + + +- - - - - - - -Qd=1cm電容器是用來儲(chǔ)存電荷的容器類比法理解電容概念（電容器與水容器）水深H 兩極板間電勢(shì)差U水體積V 每個(gè)極板帶電量Q容器的截面積SS = V/HC = Q/U電容C二、電容二、電容 1定義：電容器所帶的電荷量定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的與電容器兩極板間的電勢(shì)差電勢(shì)差U的比值，叫做電容器的電容的比值，叫做電容器的電容 2定義式：定義式： 3單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是單位是法拉，簡(jiǎn)稱法，符號(hào)是F.常用單位還有微法常用單位還有微法(F)和皮法和皮法(pF)，量值關(guān)系：，量值關(guān)系：

6、1 F106 F1012 pF. 4、物理意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大、物理意義：電容是一個(gè)反映電容器容納電荷本領(lǐng)大小的物理量：電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)小的物理量：電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢(shì)差為差為1V時(shí)，所帶的電荷量。需要的電荷量越多，表時(shí)，所帶的電荷量。需要的電荷量越多，表示電容器的電容越大。示電容器的電容越大。 三、平行板電容器三、平行板電容器1基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的基本結(jié)構(gòu)：由兩塊彼此絕緣、互相靠近的平平行行金屬板組成，是最簡(jiǎn)單的，也是最基本的電金屬板組成，是最簡(jiǎn)單的，也是最基本的電容器容器2帶電特點(diǎn)：兩極板電荷帶電特點(diǎn)：兩極板電荷等量等量異號(hào)，

7、分布在相異號(hào)，分布在相對(duì)兩板的內(nèi)側(cè)對(duì)兩板的內(nèi)側(cè)3板間電場(chǎng)：板間形成板間電場(chǎng)：板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為，場(chǎng)強(qiáng)大小為EU/d，方向垂直板面，方向垂直板面四、平行板電容器的電容四、平行板電容器的電容1實(shí)驗(yàn)：探究影響電容的幾個(gè)因素實(shí)驗(yàn)：探究影響電容的幾個(gè)因素(1)實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：控制變量控制變量法法(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懫叫邪咫娙萜麟娙莸囊蛩貙?shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懫叫邪咫娙萜麟娙莸囊蛩?3)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)析：如下圖甲、乙、丙實(shí)驗(yàn)導(dǎo)析：如下圖甲、乙、丙 2 2電容器的擊穿電壓和額定電壓電容器的擊穿電壓和額定電壓 (1)(1)擊穿電壓：電容器兩極板間電壓超過某一數(shù)值，擊穿電壓：電容器兩極板間電壓超過

8、某一數(shù)值，電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓為電容電介質(zhì)被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓為電容器的擊穿電壓電容器正常工作時(shí)的電壓應(yīng)低于擊器的擊穿電壓電容器正常工作時(shí)的電壓應(yīng)低于擊穿電壓穿電壓 (2)(2)額定電壓：電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓，額定電壓：電容器長(zhǎng)期工作時(shí)所能承受的電壓，額定電壓低于擊穿電壓額定電壓低于擊穿電壓五、常見的電容器五、常見的電容器1分類分類(1)按電介質(zhì)分：按電介質(zhì)分：空氣電容器、陶瓷電容器、空氣電容器、陶瓷電容器、紙質(zhì)紙質(zhì)電容器、電容器、電解電解電容器等；電容器等；(2)按是否可變分：按是否可變分：可變可變電容器、電容器、固定固定電容器等電容器等4關(guān)于平行板電

9、容器的兩類典型問題的求解方法關(guān)于平行板電容器的兩類典型問題的求解方法(1)平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器兩極板與電池兩極相連接，電容器的電壓電池兩極相連接，電容器的電壓U不變，而不變，而d、S、r變化將引起電容器的變化將引起電容器的C、Q、E變化變化 可理解為電容器充電后與電源相連，電容器兩極板可理解為電容器充電后與電源相連，電容器兩極板的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)且始終保持不變。當(dāng)極板距的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)且始終保持不變。當(dāng)極板距離減小時(shí)，電容器電容離減小時(shí)，電容器電容C增大，帶電量增大，帶電量Q增加，極板增加，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，反之亦然。當(dāng)極板的相對(duì)

10、面積減間電場(chǎng)強(qiáng)度增大，反之亦然。當(dāng)極板的相對(duì)面積減小時(shí)，電容小時(shí)，電容C減小，所帶電量減小，所帶電量Q減小，但因極板間距減小，但因極板間距離不變，極板間場(chǎng)強(qiáng)不變離不變，極板間場(chǎng)強(qiáng)不變例4. 如圖5平行板電容器經(jīng)開關(guān)K與電池連接，a處有一帶電量非常小的點(diǎn)電荷，K是閉合的， 表示a點(diǎn)的電勢(shì)，F(xiàn)表示點(diǎn)電荷受到的電場(chǎng)力?，F(xiàn)將電容器的B板向下稍微移動(dòng)，使兩極板間的距離增大，則（ ）A. 變大，F(xiàn)變大； B. 變大，F(xiàn)變??；C. 不變，F(xiàn)不變； D. 不變，F(xiàn)變小 (2)平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容平行板電容器充電后，切斷與電池的連接，電容器的帶電量器的帶電量Q不變，而不變，而d、S、r中某

11、一量的變化將引中某一量的變化將引起電容器的起電容器的C、U、E變化變化結(jié)論：結(jié)論：從從E的表達(dá)式可以看出，當(dāng)平行板電容器的帶電的表達(dá)式可以看出，當(dāng)平行板電容器的帶電荷量荷量Q不變，而僅改變間距不變，而僅改變間距d時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)E不變不變 例例1. 一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極接地，在一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極接地，在兩極板間有一正電荷（電量很?。┕潭ㄔ趦蓸O板間有一正電荷（電量很小）固定在P點(diǎn)，如圖點(diǎn)，如圖2所示所示E表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，表示兩板間的場(chǎng)強(qiáng)，U表示電容器的電壓，表示電容器的電壓，W表表示正電荷在示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極點(diǎn)的電勢(shì)能，若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到虛線所示的位置，則（板移到虛線所示的位置，則（ ） A. U變小，變小，E不變；不變； B. E變大，變大，W變大；變大； C. U變小，變小，W不變；不變； D. U不變，不變，W不變；不變； 例2. 平行