2023學(xué)年完整公開課版電容元件

電容元件電容器：由兩個彼此靠近、相互絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的，能夠儲存電荷和電場能量的電路器件。最簡單的電容器→平行板電容器電容器是一種能夠儲存電荷和電場能量的器件。電容：電容器任一極板上所儲存的電荷量q（絕對值）與兩極板間的電壓u（絕對值）的比值。c單位：法拉，簡稱法，F(xiàn)

千法（kF）、兆法（MF）、微法（μF）、皮法（pF）一、電容器的電容

平行板電容器的電容ε：絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，單位為法/米（F/m），它是表征絕緣介質(zhì)特性的物理量，它的大小是由絕緣介質(zhì)的性質(zhì)決定的；S：兩塊極板的正對面積；d：兩極板內(nèi)表面間的距離。影響電容器電容大小的因素：電容器極板的形狀、尺寸、相對位置和極板間所充有的絕緣介質(zhì)的性質(zhì)。對于絕緣介質(zhì)為各向同性的線性介質(zhì)的電容器而言，當(dāng)其極板的幾何形狀、尺寸和相對位置確定時，其電容C是個正實常數(shù)。二、電容元件的定義電容元件：在任一時刻所儲存電荷q與其端電壓u之間的關(guān)系能夠用q－u平面上的一條曲線來確定的二端元件。線性電容元件：所儲存的電荷q與端電壓u之間的關(guān)系曲線在所有時間內(nèi)均為q－u平面上的一條通過原點(diǎn)的直線的電容元件。線性電容元件的圖形符號及特性曲線C：電容元件的電容。對于線性電容元件，C是一個正實常數(shù)。非線性電容元件非線性電容元件：所儲存的電荷q與端電壓u之間的關(guān)系曲線是非線性的電容元件。非線性電容元件的特性曲線（a）變?nèi)荻O管的特性曲線（b）非線性平行板電容器的特性曲線（c）Mos電容器的特性曲線三、電容元件的伏安關(guān)系u和i的參考方向一致u和i的參考方向不一致某一時刻電容元件的i與該時刻電容元件u的變化率成正比。電容元件是一個動態(tài)元件，在直流電路中，電容元件相當(dāng)于開路。電容元件是一種“記憶元件”。四、電容元件的儲能u和i關(guān)聯(lián)參考方向，從外電路吸收的功率t=－∞，u(－∞)＝0時，在任意時刻t儲存的電場能量電容元件在任意時刻所儲存的電場能量與該時刻其端電壓的平方成正比。t時刻電容元件所儲存電場能量五、電容元件的串聯(lián)和并聯(lián)電容元件的串聯(lián)：若干個電容元件依次一個接一個地連接起來，構(gòu)成一條支路的連接方式。電容元件的串聯(lián)1.電容元件的串聯(lián)電容元件串聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電容元件串聯(lián)電路中各電容所帶電量相等。

（2）電容元件串聯(lián)電路的等效電容的倒數(shù)等于各個串聯(lián)電容元件電容的倒數(shù)之和。q1=q2=…=qn=q電容元件串聯(lián)電路的特點(diǎn)（3）電容元件串聯(lián)電路中各電容元件的電壓與其電容成反比。兩個電容元件串聯(lián)2.電容元件的并聯(lián)電容元件的并聯(lián)：若干個電容元件的兩端分別連接在一起，構(gòu)成兩個公共節(jié)點(diǎn)和多條支路的連接方式。電容元件并聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）電容元件并聯(lián)電路中各電容元件的電量與其電容成正比。電容元件并聯(lián)電路的特點(diǎn)（2）電容器元件并聯(lián)電路的等效電容等于各個并聯(lián)電容元件的電容之和。若干個電容元件并聯(lián)電路可以用一個電容元件來等效替代?！纠?－2】圖（a）所示電容元件的電壓為三角波，如圖（b）所示，試求：（1）電容元件的電流，并給出其波形；（2）電容元件儲能的最大值。例1－2（續(xù)）根據(jù)所求得各時間段的電流，作出電流波形如圖（c）所示。（2）從電壓波形圖中可以看出電壓的最大值為所以電容元件儲能的最大值為【例1－3】下圖所示電路中，C1＝C2＝C3＝3μF，各電容元件的耐壓均為250V，各電容元件均未曾充過電。試求：（1）在電路端口加上U＝180V的直流電壓后，各電容元件的電壓；（2）電路端口電壓最大不能超過多少？解（1）C1與C3并聯(lián)的等效電容為二端電路的等效電容為各電容元件的電壓為例1－3（續(xù)）（2）因為C1＜C23

，所以U1＜