戊戌電容器與電容學習教案

1、會計學1戊戌電容戊戌電容(dinrng)器與電容器與電容(dinrng)第一頁，共28頁。 該元件有兩片錫箔該元件有兩片錫箔(xb)(xb)（導體（導體），中間是一層薄紙。），中間是一層薄紙。第2頁/共28頁第二頁，共28頁。兩個平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能兩個平行金屬板夾上一層絕緣物質(zhì)能否否(nn fu)(nn fu)構(gòu)成一個電容器構(gòu)成一個電容器? ?相鄰相鄰(xin ln)(xin ln)兩個同學能否構(gòu)兩個同學能否構(gòu)成電容器？成電容器？能能能能一、電容器一、電容器1、任何(rnh)兩個彼此絕緣又相互靠近的導體都可以構(gòu)成電容器。這兩個導體稱為電容器的電極。第3頁/共28頁第三頁，共28頁。2

2、.2.作用作用(zuyng):(zuyng):用來容納用來容納( (存儲存儲) )電荷的裝置電荷的裝置. .3.3.兩種工作兩種工作(gngzu)(gngzu)狀態(tài)狀態(tài): :充電充電(chng din):兩極與電源相連使電容器兩極與電源相連使電容器帶電帶電的過程的過程.是電源的是電源的電能電能轉(zhuǎn)化為電容器的轉(zhuǎn)化為電容器的電場能電場能的過程的過程. .A.兩極板帶等量異種電荷B.兩極板間有電壓C.極板間有電場D. 極板間有電場能( (Q Q增加增加 U U增加增加 E E增加增加 電場能增加電場能增加) )第4頁/共28頁第四頁，共28頁。第5頁/共28頁第五頁，共28頁。放電放電(fng di

3、n):是電場能轉(zhuǎn)化為是電場能轉(zhuǎn)化為其它形式其它形式(xngsh)的能的過程的能的過程.用導線與兩極(lingj)相連,使電容器兩極(lingj)板上的電荷中和的過程.Q Q減少減少 U U減少減少 E E減少減少 電場能減少電場能減少第6頁/共28頁第六頁，共28頁。第7頁/共28頁第七頁，共28頁。 注意：注意： 電容器充電的過程中，在兩極電容器充電的過程中，在兩極間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大間加電壓、兩板帶等量異種電荷不斷增大, ,直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過程直到兩極電壓等于電源電壓為止，該過程中電路中有短暫的充電電流；中電路中有短暫的充電電流； 電容器充電后切斷電源電荷不

4、消電容器充電后切斷電源電荷不消失，從電源獲得的電能失，從電源獲得的電能(dinnng)(dinnng)儲存在儲存在了電場中了電場中電場能。電場能。 電容器的電量：指一個極板所帶電容器的電量：指一個極板所帶電量的絕對值。電量的絕對值。第8頁/共28頁第八頁，共28頁。 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -+Q-Q第9頁/共28頁第九頁，共28頁。1cm1cm1cm1cm橫截面大的需要橫截面大的需要(xyo)(xyo)的水多的水多電容器(rngq)與水容器(rngq)水量水量(shu lin) Vh電量電量 QUCS第10頁/共28頁第十頁，共28

5、頁。第11頁/共28頁第十一頁，共28頁。對一個確定的電容(dinrng)器而言，電容(dinrng)C是不變的，C與Q、U無關。對一個確定(qudng)的水容器而言，水容(底面積S)是不變的，與V、h無關。第12頁/共28頁第十二頁，共28頁。（1 1）概念：電容器所帶電荷量）概念：電容器所帶電荷量Q Q與兩極與兩極 板間電勢差板間電勢差U U的比值的比值(bzh)(bzh)叫電容器的電叫電容器的電容。容。（2 2）定義）定義(dngy)(dngy)式：式：（3 3）單位：法拉（簡稱）單位：法拉（簡稱(jinchng)(jinchng)法），法），符號符號: F : F 1F = 10-6F

6、1F = 10-6F，1 pF =10-12F1 pF =10-12F。 (4) (4) 物理意義：表征電容器容納（儲存物理意義：表征電容器容納（儲存）電荷本領的物理量。）電荷本領的物理量。UQUQC第13頁/共28頁第十三頁，共28頁。第14頁/共28頁第十四頁，共28頁。三、平行三、平行(pngxng)板電容器板電容器的電容的電容4sCkd1.1.板間是真空板間是真空(zhnkng)(zhnkng)時：時：2 .2 .板間充滿板間充滿(chngmn)(chngmn)介質(zhì)時：介質(zhì)時：4rsCkd式中式中 S S表示兩板的表示兩板的正對面積正對面積 d d表示兩板間的表示兩板間的距離距離 r是

7、電介質(zhì)的是電介質(zhì)的相對介電常數(shù)相對介電常數(shù)，與電介質(zhì)的，與電介質(zhì)的性質(zhì)有關。性質(zhì)有關。幾種常用介質(zhì)的相對介電常數(shù)：見課本幾種常用介質(zhì)的相對介電常數(shù)：見課本P P3030 第15頁/共28頁第十五頁，共28頁。二、平行二、平行(pngxng)板電容器的兩類問題板電容器的兩類問題若電容器始終與電源相連，這時電容器兩極若電容器始終與電源相連，這時電容器兩極(lingj)間的電壓不變。間的電壓不變。（1）當）當 d不變，改變不變，改變(gibin)正對面積正對面積S時：時：S變大變大（不變）（不變）S變小變小 C變小變小 Q變小變小 E不變不變1定電壓問題定電壓問題第16頁/共28頁第十六頁，共28頁

8、。（2）當）當 S不變，改變不變，改變(gibin)兩板間距兩板間距d時：時：變大變大d變小變小(bin xio) C變大變大 Q變大變大 E變大變大（3）當）當S d不變，改變不變，改變(gibin)介電常量介電常量 時：時：d變大變大（不變）（不變）變小變小 C變小 Q 變小 E不變 第17頁/共28頁第十七頁，共28頁。若電容器在充電若電容器在充電(chng din)后與電源斷開，這時電容器的后與電源斷開，這時電容器的電荷量保持不變。電荷量保持不變。2、定電荷、定電荷(dinh)量問題量問題（1）當）當 d不變，改變不變，改變(gibin)正對面積正對面積S時：時：S變大變大S變小變小

9、C變小變小 U變大變大 E變大變大第18頁/共28頁第十八頁，共28頁。（2）當）當 S不變，改變不變，改變(gibin)兩板間距兩板間距d時：時：d變大變大(不變)d變小變小(bin xio) C變大變大 U變小變小(bin xio) E不變不變（3）當）當S d不變，改變不變，改變(gibin)介電常量介電常量 時：時：變大變大變小變小 C變小 U 變大 E變大 第19頁/共28頁第十九頁，共28頁。1 1、電容器的擊穿電壓：、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度(xind)(xind)，超過這個限度，超過這個限度(xind)(

10、xind)，電介質(zhì)將，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓稱為擊穿電壓。壓。2 2、電容器的額定電壓：、電容器的額定電壓：電容器正常工作時的最大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額定電壓低于擊穿電壓3 3、注意電解電容器的極性、注意電解電容器的極性第20頁/共28頁第二十頁，共28頁。第21頁/共28頁第二十一頁，共28頁。注意：注意： 充電后的電容器兩極間短路時（一充電后的電容器兩極間短路時（一根導線根導線(doxin)(doxin)相連）兩板電量會中和，相連）兩板電量會中和，直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中直到兩極電壓等于零為止，該過程中電路中有短暫的放電電流；有短暫的放電電流； 電容器放電后，兩板間不再有電電容器放電后，兩板間不再有電場，電場能場，電場能其他形式的能量。其他形式的能量。 第22頁/共28頁第二十二頁，共28頁。4rSCk d第23頁/共28頁第二十三頁，共28頁。ADAD第24頁/共28頁第二十四頁，共28頁。第25頁/共28頁第二十五頁，共28頁。4、如圖所示，將平行、如圖所示，將平行(pngxng)板電容器與電池組相連，板電容器與電池組相連，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變