教案：純電容正弦交流電路

PAGE第45頁(yè)共51頁(yè)教案紙教案內(nèi)容、過(guò)程教法時(shí)間分配純電容正弦交流電路一、電容元件電容：是一種能夠存放電荷的電器。電容器的分類：按結(jié)構(gòu)材料可分有薄膜電容器、云母電容器、紙介電容器、金屬化紙介電容器、電解電容器、瓷介電容器、鉭電容器等。按電容量能否改變又可分為可變電容器和固定電容器。電容器的電容量的關(guān)系：或它們之間的換算關(guān)系為工程應(yīng)用中常常把實(shí)際電容器理想化，忽略其電阻的作用，而作為理想的電容元件。當(dāng)電容上的電壓變化時(shí)，極板上的電荷q也隨之變化，電荷的變化率就是連接電容的導(dǎo)線電流。則這個(gè)電流為：即電容上的電流與電壓的變化率成正比，而與電壓數(shù)值的大小無(wú)關(guān)。復(fù)習(xí)提問(wèn)10`課題引入10`教案紙教案內(nèi)容、過(guò)程教法時(shí)間分配當(dāng)，電容器的充電過(guò)程；當(dāng)，電容器的放電過(guò)程。若電容器上的電壓不變化時(shí)，電容既沒(méi)有充電，也沒(méi)有放電，因此電容支路中一定無(wú)電流。當(dāng)電壓不隨時(shí)間變化時(shí)，=0，電流i等于零，電容相當(dāng)于開(kāi)路，所以電容元件具有“隔直”作用。并聯(lián)電容的等效電容等于各個(gè)電容之和，所以并聯(lián)電容可以提高電容量。串聯(lián)電容的等效電容的倒數(shù)等于各個(gè)串聯(lián)電容的倒數(shù)之和，串聯(lián)電容的等效電容小于每個(gè)電容，但是等效電容的耐壓值增大了，應(yīng)該注意電容小的分得的電壓大。【例題】有“0.3微法、250伏”的三個(gè)電容器C1、C2、C3連接如圖所示。試求等效電容，并問(wèn)端口電壓最大為多少？解：C2、C3并聯(lián)，等效電容為C23=C2+C3=2C2=2×0.3=0.6μFC1與C23相串聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)的等效電容為因?yàn)镃1小于C23，所以＞，應(yīng)保證不超過(guò)其耐壓值250V。電容的充放電過(guò)程及電容的連接方式30`教案紙教案內(nèi)容、過(guò)程教法時(shí)間分配結(jié)論：(1)、電容器在儲(chǔ)存和釋放電荷(即充放電)的過(guò)程中，必然在電路中引起電流。(2)、電容器兩端的電壓是隨著電荷的儲(chǔ)存和釋放而變的。(3)、電容器具有能通過(guò)交變電流的作用。通常稱這種性質(zhì)為“隔直通交”。二、純電容電路中電壓和電流的關(guān)系純電容電路：由介質(zhì)損耗很小、絕緣電阻很大的電容器組成的交流電路，都可近似看成。1、電流與電壓的相位關(guān)系因?yàn)椋栽诩冸娙蓦娐返奶攸c(diǎn)分析30`教案紙教案內(nèi)容、過(guò)程教法時(shí)間分配設(shè)加在電容兩端的正弦交流電壓的初相為零，則電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為當(dāng)=250V時(shí)所以端口電壓不能超過(guò)電流與電壓的頻率關(guān)系由圖可以看出，電流與電壓的頻率相同。電流與電壓的數(shù)量關(guān)系和容抗電容器對(duì)交流電的阻礙作用稱為容抗，用表示。容抗與電容量及電源的頻率成反比，即顯然，當(dāng)頻率一定時(shí)，在同樣電壓作用下，容量越大的電容器所儲(chǔ)存的電量就越多，線路中的電流也就越大，因此電容器對(duì)電流的阻力也就越?。划?dāng)外加電壓和電容量一定時(shí)，電源頻率越高時(shí)電容器充放電的速度越快，單位時(shí)間內(nèi)電荷移動(dòng)的數(shù)量也越多，則線路中的電流也越大，所以電容器對(duì)電流的阻力就越小。純電容電路中電壓、電流和容抗三者的數(shù)量關(guān)系仍符合歐姆定律，即:容抗的分析及計(jì)算25`教案紙教案內(nèi)容、過(guò)程教法時(shí)間分配三、純電容電路中的功率采用與純電感電路相似的辦法，可求得純電容電路的瞬時(shí)功率的解析式為由瞬時(shí)功率的波形看出，純電容電路的平均功率為零。電容器與電源間進(jìn)行著能量的交換，在第一與第三個(gè)1/4周期內(nèi)，電容吸取電源能量并以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存起來(lái)；第二與第四個(gè)1/4周期內(nèi)，電容器又向電源釋放能量。瞬時(shí)功率的最大值被定義為電路的無(wú)功功率，用以表示電容器與電源交換能量的規(guī)模。無(wú)功功率的數(shù)學(xué)式為【例題】已知某純電容電路兩端的電壓為V，電容量,試求：(1)寫(xiě)出電容電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)求電路的無(wú)功功率；（3）作電壓和電流的矢量圖。解：(1)因容抗電壓有效值為U=220V則流過(guò)電容的電流有效值為因電流超前電壓900，而電壓的初相為30