第二章 電容與電感教學(xué)設(shè)計

《電工電子技術(shù)與技能》—電子教案PAGE4課題第二章電容與電感第一節(jié)電容器課型新課授課班級授課時數(shù)1教學(xué)目標(biāo)1．了解實際電容元件，會識別電容器。2．了解電容的概念、參數(shù)及標(biāo)注，能判斷電容器的好壞，了解其應(yīng)用。教學(xué)重點1．會識別電容器。2．參數(shù)識別。3．判斷電容器的好壞。教學(xué)難點判斷電容器的好壞。學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新授課A、新授課新授課第一節(jié)電容器一、電容器1．電容器和電容電容器是一種儲存電場能的元件，它由兩塊極板構(gòu)成，兩極板之間為絕緣介質(zhì)，在兩極板上分別引出一根引腳，這樣就構(gòu)成一個電容器。在電力系統(tǒng)中常用電容器提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)以減少輸電線路損耗和提高電源能量利用率。在電子設(shè)備中，電容器是不可缺少的元件。電容是電容器的一個工作參數(shù)，用于衡量其儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量。如圖所示電路中，接通開關(guān)S，那么電容器的兩個極板上就要儲存電荷，在其兩端就要形成電壓。如果電容器兩極板間電壓為U時，電容器任一極板所帶電荷量為q，那么q與U的比值定義為電容器的電容量，簡稱電容。用公式表示為式中：q——個極板上的電荷量，國際單位制單位C（庫侖）U——兩極板間的電壓，國際單位制單位V（伏特）C——電容器的電容量，國際單位制單位F（法拉）在實際應(yīng)用中，法拉單位太大，常用較小的單位有μF(微法)、nF（納法）和pF(皮法)，其換算關(guān)系是：1F＝106μF＝109nF＝1012pF需要指出的是，式2-1只表明電容器電容C與q、U之間的聯(lián)系，實質(zhì)電容器的電容量C的大小與q、U沒有關(guān)系，電容C的大小只取決于電容器自身結(jié)構(gòu)。在平行極板電容器中，電容C的大小與兩極板有效面積成正比，與兩極板間距成反比，與兩極板間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)成正比。即式中：——絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，國際單位制單位F/m（法/米）——平行極板電容兩極板的正對面積，國際單位制單位m2（平方米）——平行極板電容兩極板之間的距離，國際單位制單位m(米)C——平行極板電容，國際單位制單位F（法）2．電容器符號電容器在電路圖中的電路符號如下表所示。電容器在電路圖中的電路符號表名稱無極性電容器有極性電容器半可變電容器可變電容器雙連電容器圖形符號3．常見電容器常見電容器外形如圖所示。電解電容器陶瓷電容器云母電容器薄膜電容器可變電容器微調(diào)電容器常見電容器外形圖二、電容器的主要參數(shù)電容器的主要參數(shù)有：標(biāo)稱容量、允許偏差和額定電壓。1．標(biāo)稱容量電容器外殼上標(biāo)出的電容量值稱為電容器的標(biāo)稱容量。電容器的標(biāo)稱容量是一系列的標(biāo)稱值，容量不是連續(xù)變化的。在使用過程中可把多支電容器進行串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用。實驗證明，電容串聯(lián)時容量減小，其等效電容的倒數(shù)等于各分電容倒數(shù)之和，可寫成電容并聯(lián)時容量增加，其等效電容為各分電容之和，可寫成2．允許偏差電容器的允許偏差常用的有±2%、±5%、±10%、±20%等幾種。通常容量越小，允許偏差越小。3．額定電壓額定電壓又稱為耐壓，指的是在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，可以連續(xù)加在電容器上而不損壞電容器的最大直流電壓。在使用過程中，加在電容器兩端的實際電壓不能超過此數(shù)值，否則可能燒壞電容器。常用的固定電容器工作電壓有10V、16V、25V、50V、100V、160V、250V、400V、2500V等。特別要注意：電容器串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用時每個電容兩端實際獲得的電壓不能超過其額定電壓。三、電容器標(biāo)注方法1．直標(biāo)法直標(biāo)法電容如下圖所示。對于要區(qū)分正負極的有極性電容，一般在有極性電解電容的外殼上標(biāo)注有極性標(biāo)志，部分新出廠的電解電容采用長引腳表示正極，短引腳表示負極即“長正短負”。2．文字符號法使用文字符號法，容量的整數(shù)部分寫在容量單位的前面，容量的小數(shù)部分寫在單位符號的后面。允許偏差用文字D（±0.5%）、F（±1%）、G（±2%）、J（±5%）、K（±10%）、M（±20%）、N（±30%）表示，如右圖所示。此外，還用Ⅰ（±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%）表示允許偏差。3．?dāng)?shù)碼法一般用三位數(shù)字表示電容量的大小，其單位為pF。第一、二位為有效數(shù)字，第三位表示倍乘數(shù)，即有效值后“0”的個數(shù)，如下圖所示。四、電容器好壞判斷電容器一般常見的故障有：開路、短路、漏電和電容量減小等。對于容量較大的電容器，用指針式萬用表電阻擋可以判別電容器好壞，對其質(zhì)量進行定性分析。萬用表擋位選取原則：容量大，擋位小；容量小，擋位大。一般容量大于47μF選R100擋，容量1～47μF選R1K擋，容量小于1μF選R10K擋。首先短接電容兩支引腳（目的是釋放電容器儲存的電荷），然后把萬用表兩表筆并聯(lián)連接到電容兩支引腳上，觀察表盤指針擺動情況：若指針偏轉(zhuǎn)后迅速回到起點，則該電容器是好的；若指針不動，則該電容器已開路；若指針指到“0Ω”處不動，則已擊穿短路；若指針停在中間某刻度上，則該電容器漏電。（講解）（舉例說明）（圖片展示）（舉例講解）（展示各種電容，結(jié)合實物進行講解）（展示電容，結(jié)合實物進行講解）（展示各種電容，結(jié)合實物進行講解）（展示電容，結(jié)合實物進行講解）（演示、講解）練習(xí)小結(jié)1．電容器是一種儲存電場能的元件，它由兩塊極板構(gòu)成，兩極板之間為絕緣介質(zhì)。2．電容是電容器的一個工作參數(shù)，用于衡量其儲存電荷本領(lǐng)大小的物理量，用字母C表示。其大小為，國際單位制單位F（法拉）。1F＝106μF＝109nF＝1012pF3．電容器的主要參數(shù)有：標(biāo)稱容量、允許偏差、額定電壓。4．電容串聯(lián)時容量減小，其等效電容的倒數(shù)等于各分電容倒數(shù)之和。5．電容并聯(lián)時容量增加，其等效電容等于各分電容之和。布置作業(yè)課題第二章電容與電感第二節(jié)電感器課型新課授課班級授課時數(shù)1教學(xué)目標(biāo)1．了解實際電感元件，了解電感的概念,會識別電感器。2．能判斷電感器好壞，了解其應(yīng)用。教學(xué)重點1．識別電感器。2．判斷電感器好壞。教學(xué)難點判斷電感器好壞。學(xué)情分析教學(xué)效果教后記新授課A、新授課新授課第二節(jié)電感器電感器也是電路的基本元件之一，在電子設(shè)備中應(yīng)用較廣泛。在電路中具有通直流阻交流，通低頻阻高頻(如電感濾波)的作用。一、電感器1．電感器電感器是一種儲存磁場能量的元件。在電子技術(shù)和電力系統(tǒng)中，常?？煽吹接脤?dǎo)線繞制的線圈，如日光燈鎮(zhèn)流器、收音機天線線圈等，這些線圈統(tǒng)稱為電感線圈，也叫做電感器。在電路中常與電容器構(gòu)成選頻回路完成調(diào)諧選頻（如收音機選臺等）功能。2．常見電感器外形和電路符號電感器外形如下圖所示。電感器的電路符號如下圖所示?？招碾姼需F心（或磁心）電感可變電感器二、電感器主要參數(shù)1．電感量電感量L也稱自感系數(shù)，是用來表示電感元件自感應(yīng)能力的物理量。當(dāng)通過一個線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中便會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象（有關(guān)電磁感應(yīng)的知識將在下一章學(xué)習(xí)）。電動勢大小正比于磁通變化的速率和線圈匝數(shù)。自感電動勢的方向總是阻礙原電流變化的，猶如線圈具有慣性，這種電磁慣性的大小就用電感量L來表示。L的國際單位制單位H（亨利），實際用得較多的單位為mH（毫亨）和μH（微亨），其換算關(guān)系是：1H＝103mH＝106μH同電容器一樣，空心電感器（也叫做線性電感器）的電感量大小也取決于自身結(jié)構(gòu)，與線圈是否通電、及通電大小無關(guān)。2．額定電流通常是指允許長時間通過電感元件的直流電流值。選用電感元件時，其額定電流值一般要稍大于電路中流過的最大電流。3．品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)又稱Q值，用字母Q表示。Q值大，說明線圖的損耗小，效率高。對選頻電路而言，要求Q值較高。如在收音機中Q值高，選擇性好，不易串臺。三、電感器標(biāo)注方法1．直標(biāo)法直標(biāo)法是指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標(biāo)出電感器的主要參數(shù)，如電感量、允許偏差、額定電流等。用字母A（50mA）、B（150mA）、C（300mA）、D（700mA）、E（1600mA）表示額定電流。用Ⅰ（±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%）表示允許偏差。例如：電感器外殼上標(biāo)有C、Ⅱ、470μH，表示電感器的電感量為470μH，最大工作電流為300mA，允許誤差為±10%。2．文字符號法文字符號法是將電感器的標(biāo)稱值和允許偏差值用數(shù)字和文字符號按—定的規(guī)律組合標(biāo)注在電感體上。采用這種標(biāo)示方法的通常是一些小功率電感器，其單位通常為nH（納亨）或pH（皮亨），用N或R代表小數(shù)點。例如：4N7表示電感量為4.7nH，4R7則代表電感量為4.7uH；47N表示電感量為47nH。采用這種標(biāo)示法的電感器通常后綴一個英文字母表示允許偏差，各字母代表的允許偏差與直標(biāo)法相同。3．?dāng)?shù)碼法標(biāo)稱電感值采用三位數(shù)字表示，前兩位數(shù)字表示電感值的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示0的個數(shù)，單位為μH。例如221表示電感量為220μH。4.色標(biāo)法色標(biāo)法是指在電感器表面涂上不同的色環(huán)來代表電感量(與電阻器四環(huán)色標(biāo)法類似)，通常用四色環(huán)表示，緊靠電感體一端的色環(huán)為第一環(huán)，露著電感體本色較多的另一端為末環(huán)。其第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)為個位數(shù)，第三色環(huán)為應(yīng)乘的倍數(shù)(單位為μH)，第四色環(huán)為允許偏差，金色±5％，銀色±10%。例如：色環(huán)顏色分別為棕黑金金的電感器的電感量為1μH，允許偏差為±5％。四、電感器好壞判斷1．直觀檢查直接觀察電感器的引腳是否斷開，磁心是否松動、絕緣材料是否破損或燒焦等。2．萬用表檢測在電感器好壞判斷中，常使用萬用表電阻擋測量電感器的通斷及電阻值大小來判斷。將萬用表置于Ω擋，紅、黑表筆各任接電感器的任一引出端，此時指針應(yīng)向右擺動，根據(jù)測出的電阻值大小，可具體分下述三種情況進行判斷。（1）被測電感器電阻值太小。說明電感器內(nèi)部線圈有短路性故障，注意測試操作時，一定要先認真將萬用表調(diào)零，并仔細觀察指針向右擺動的位置是否確實到達零位，以免造成誤判。當(dāng)懷疑電感器內(nèi)部有短路性故障時，最好是用R×1Ω擋反復(fù)多測幾次，這樣才能作出正確的判斷。（2）被測電感器有電阻值。電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線線徑、繞制圈數(shù)有直接關(guān)系，線徑越細，圈數(shù)越多，則電阻值越大。一般情況下用萬用表Ｒ×1Ω擋測量，只要能測出電阻值，則可認為被測電感器是正常的。（3）被測電感器的電阻值為無窮大。這種現(xiàn)象比較容易區(qū)分，說明電感器內(nèi)部的線圈或引出端與線