《電工技術(shù)》項目三教學指南

1、項目三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象本章教學提要【技能目標】1能夠識別電路中的電容器，可以依據(jù)電容器型號讀出常用電容器的幾個重要參數(shù)；2能夠直觀準確判別電解電容的正負極性，并能通過萬用表識別其極性；3能根據(jù)電路需要選取電容；4能夠根據(jù)電路的需要，通過對電容器進行適當連接，實現(xiàn)電路對電容值的要求；5. 能夠用萬用表對電容器的性能及質(zhì)量優(yōu)劣進行正確的判斷?！局R目標】1了解電容器的概念、參數(shù)及分類；2掌握電容器連接方式及性質(zhì)，能根據(jù)連接方式計算電容值；3掌握電容器充放電原理。任務一 認識電容器相關(guān)知識一、電容器的結(jié)構(gòu)特點及用途電容器是一種儲存電荷的容器，英文名稱為capacitor，電路中的文字符號則取

2、其第一個字母“C”來表示。在兩個正對的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)電介質(zhì)，就組成一個最簡單的電容器，叫做平行板電容器電容器的種類繁多，按電介質(zhì)的不同可以分為紙介、云母、陶瓷、電解電容器等；按電容量是否可調(diào)，可以分為固定、可變電容器。電解電容器有正負極性之分，并在電容器上標明二、電容器的性能參數(shù)1. 電容量把電容器所帶電荷量q與其端電壓U的比值叫做電容器的電容量，簡稱電容如果用q表示電容極板上所帶電荷量，用U表示電容器兩極板間的電壓，用C表示它的電容量，則有：電壓的單位為伏特，電荷量的單位為庫侖，電容量的單位為法拉，用F表示。在實際應用中，法拉這個單位太大，很少使用，通常采用小得多的單位，如：

3、毫法（mF）微法（F）、納法（nF）、皮法（PF）。單位之間的換算關(guān)系為： 1 F = 1×103 mF = 1×106 F 1F = 1×103 nF = 1×106 PF電容既代表一種元件的名稱，同時也代表該元件的參數(shù)。對于平板電容器，其電容量與極板面積S、極板間距離d和極板間介質(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。平板電容器的表達式為： 電容是電容器的固有特性，其大小取決于電容器自身的結(jié)構(gòu)2. 額定工作電壓和允許誤差電容器的額定工作電壓又稱耐壓值，是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，能保證電容器長期連續(xù)工作而不被擊穿的最高工作電壓。使用時若所加的電壓大于額定電壓值，將導致電容器被擊

4、穿或損壞。電容器的允許誤差一般標注在外殼上，按照精度的不同分為±1、±2、±5、±10、±20等五級（不包括極性電容器）。三、電容器的標示方法1. 直標法直標法就是將電容量的標稱容量和允許偏差等直接印在電容器外殼2. 色標法用三種色環(huán)表示電容量大小的標注方法為色標法，其顏色和識別方法與電阻色環(huán)表示法一樣3. 數(shù)字符號法將電容器的容量用數(shù)字和單位符號按一定規(guī)則進行標注的方法，稱為數(shù)字符號法4. 數(shù)碼法一般用三位數(shù)表示容量大小的標注方法，稱為數(shù)碼法5. 電容器容量單位的標注規(guī)則當電容器的容量大于100pF而又小于1F時，一般不標注單位，沒有小數(shù)點的

5、，其單位是pF，有小數(shù)點的容量單位是F，如：4700表示4700pF，0.22表示0.22F。當電容量大于10000pF時，可用F做單位，當電容小于10000pF時用pF做單位。任務二 電容器的連接相關(guān)知識一、電容器的串聯(lián)將幾個電容器的電極首尾相接，連成一種無分支路的連接方式稱為電容器的串聯(lián)， （a）串聯(lián)方式 （b）等效電路（1）電量關(guān)系 （2）電壓關(guān)系 （3）電容關(guān)系 二、電容器的并聯(lián)把幾個電容器的一個極板連接在一起，另一個極板也連在一起的連接方式叫做電容器的并聯(lián)， （a）并聯(lián)方式 （b）等效電路圖電容器的并聯(lián)（1）電壓關(guān)系 （2）電量關(guān)系 （3）電容關(guān)系任務三 觀察電容器的充放電現(xiàn)象相關(guān)知

6、識一、電容器的充電過程圖3-12 電容充放電實驗電路可以看到：在按下SB1開關(guān)的瞬間，電容器的極板與電源之間存在較大的電壓差，充電電流較大，L1最亮。隨著電容器極板電荷的積聚，兩者間的電壓差變小，電流也越來越小，L1逐漸變暗，最后熄滅。電流表A1上讀數(shù)也由開始最大，然后逐漸減小，當兩者之間電壓差為零時，電流也為零，充電過程結(jié)束。此時，電容器兩端電壓Uc=Us二、電容器的放電過程當斷開開關(guān)SB1、按下開關(guān)SB2時，電容器脫離電源。此時，充電后的電容器相當于電源，與L2發(fā)光二極管、R2、A2電流表構(gòu)成放電回路，形成放電電流。開始時電容器端電壓為Us（最大），所以電流表A2上讀數(shù)（放電電流）最大，L2最亮，隨著電容器兩極板正負電荷不斷中和，兩者間的電壓差變小，電流也越來越小。當兩者之間電壓差為零時，電流也為零，放電過程結(jié)束。結(jié)論：當電容極板上所儲存的電荷發(fā)生變化時，電路中就有電流流過；若電容器極板上所儲存的電荷恒定不變，則電路中沒有電流流過。電容器的充放電過程，也就是電容器儲存能量與釋放能量的過程。電容器的兩個重要特性： 1. 阻止直流電流通過，允許交流電流通過。 2. 在充電或放