電工電子-二章-電容與電感-第一節(jié)-電容元件

1、第二章 電容與電感第一節(jié) 電容元件 授課教師：梁永利機(jī)電教學(xué)部大家都認(rèn)識(shí)下面圖片中的物品么？小游戲-連連看教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 1.了解電容器的概念、特性 2.電容器的分類及參數(shù)能力目標(biāo) 1.能夠識(shí)別各種類型的電容器，能根據(jù)元件的標(biāo)注讀出主要參數(shù) 2.培養(yǎng)學(xué)生正確分析問題的能力，加強(qiáng)學(xué)生的合作精神情感目標(biāo) 通過討論，加強(qiáng)學(xué)生之間的交流溝通，便于更好的進(jìn)行小組探究學(xué)習(xí)電容器 電容器概念： 任何兩個(gè)彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，都可以看成是一個(gè)電容器。 通常將組成電容器的兩個(gè)導(dǎo)體叫做極板，中間的絕緣物質(zhì)叫做電容器的介質(zhì)，常見的介質(zhì)有空氣、蠟紙、云母等。任務(wù)一：觀察電容器的充、放電過程 電容器的充放電實(shí)驗(yàn)

2、 實(shí)驗(yàn)一電路圖 1.看現(xiàn)象： 仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在閉合開關(guān)時(shí)檢流計(jì)指針變化情況 2.想原因： 分析實(shí)驗(yàn)中檢流計(jì)指針擺動(dòng)的原因？ 3.識(shí)本質(zhì)： 實(shí)驗(yàn)反映電容器的基本作用？實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析一：充電開關(guān)向左閉合 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 檢流計(jì)指針順時(shí)針擺動(dòng)后，歸零 產(chǎn)生原因擺動(dòng)：電容器充電過程中產(chǎn) 生了短暫的充電電流歸零：電容器充電完成，電路中無電流 本質(zhì)電容器儲(chǔ)存電荷的過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析二：放電開關(guān)向右閉合 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 檢流計(jì)指針逆時(shí)針擺動(dòng)后，歸零 產(chǎn)生原因擺動(dòng)：電容器放電過程中產(chǎn) 生了短暫的放電電流歸零：電容器放電完成，電路中無電流 本質(zhì)電容器釋放電荷的過程電容 對(duì)某一個(gè)電容器而言，極板上的電荷量q與電壓的比值U是一

3、個(gè)常數(shù)，該常數(shù)可表征電容器儲(chǔ)存電荷的能力，因此把它定義為電容器的電容量，定義式為C=q/U 電容的單位是F(法拉) 1F=106F=1012pF課外小常識(shí)-法拉單位的由來 邁克爾法拉第（Michael Faraday，公元1791公元1867），世界著名的自學(xué)成才的科學(xué)家，英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家，發(fā)明家即發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明者。 他出生于薩里郡紐因頓一個(gè)貧苦鐵匠家庭，他的父親是個(gè)鐵匠，體弱多病，收入微薄，僅能勉強(qiáng)維持生活的溫飽。 1831年，法拉第首次發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)奠定了電磁學(xué)的基礎(chǔ)，是麥克思韋的先導(dǎo)，同時(shí)也永遠(yuǎn)改變了人類文明。 為了紀(jì)念他在電磁學(xué)方面做出的巨大貢獻(xiàn)，后人將電容的單位

4、以其名字來命名。任務(wù)二：電容的大小取決于哪些因素 影響電容大小的因素實(shí)驗(yàn)二 影響電容大小的因素 1.看過程：仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過 程，判斷電容的大小取決于哪些因素？ 2.想公式： 計(jì)算電容的大小的公式是什么？ 3.求結(jié)果： 仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合電容計(jì)算公式判斷這幾個(gè)因素對(duì)電容的大小產(chǎn)生了怎樣的影響？實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析一：板間距離板間距離由小變大 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 靜電計(jì)指針夾角變大 分析本質(zhì)指針夾角變大，板間電壓增大，電荷量不變，根據(jù)電容計(jì)算公式C=q/U得出C減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析二：平行板正對(duì)面積平行板正對(duì)面積由小變大 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 靜電計(jì)指針夾角變大 分析本質(zhì)指針夾角變大，板間電壓增大，電荷量不變，根

5、據(jù)電容計(jì)算公式C=q/U得出C減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析三：介質(zhì)平行板間添加介質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 靜電計(jì)指針夾角變小 分析本質(zhì)指針夾角變小，板間電壓減小，電荷量不變，根據(jù)電容計(jì)算公式C=q/U得出C變大任務(wù)三：電容器的分類及參數(shù) 觀察下列圖片，結(jié)合課本知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們自己完成電容器的分類：1.2.3.4.5.6.7.電容器的分類 根據(jù)電容量是否可變來分類，可分為固定電容、可變電容、半可變電容。電容器的分類 根據(jù)中間絕緣材料的不同又可分為：空氣電容、電解電容、紙質(zhì)電容、云母電容、油浸電容、陶瓷電容、滌綸電容、聚苯乙烯電容、石墨稀電容等。擴(kuò)展小知識(shí)：石墨烯超級(jí)電容器 微型石墨烯超級(jí)電容器： 這種電容器充電或者是放電

6、速度比常規(guī)電池快100倍到1000倍。這種利用單原子層碳制成的電池很容易生產(chǎn)，也很容易與電子產(chǎn)品結(jié)合到一起，甚至有可能促使更小的手機(jī)誕生。 石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體，例如硅和銅遠(yuǎn)沒有石墨烯表現(xiàn)得好。電容器的參數(shù) 請(qǐng)同學(xué)們回顧學(xué)習(xí)過的電阻器的主要參數(shù)結(jié)合課本預(yù)習(xí)知識(shí)來完成電容器的主要參數(shù)是什么？ 1.標(biāo)稱容量：電容器上所標(biāo)明的電容值稱為標(biāo)稱容量 2.額定工作電壓：電容器的外殼上一般都標(biāo)有它的額定工作電壓值注意：使用電容器時(shí)加在電容器上的電壓不應(yīng)超過它的額定工作電壓值。任務(wù)四：隨堂練習(xí)1.電容器的基本作用是（ ），（ ）反映了電容器儲(chǔ)存電荷能力的大小。2.電容C的計(jì)算公式是（ ），其單位是（ ）。3.電容器根據(jù)電容量是否可變分為（ ）（ ）（ ）。4.電容器的參數(shù)有（ ）（ ）。5.影響平行板電容器電容的因素有（ ）（ ）（ ）儲(chǔ)存電荷電容C=q/U法拉固定電容標(biāo)稱容量半可變電容可變電容額定工作電壓兩極板間的正對(duì)面