10.4電容器的電容

電容器是一種儲(chǔ)能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時(shí)。按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。2024/4/7§10.4電容器的電容一些常見的電容器導(dǎo)體導(dǎo)體電容器的基本結(jié)構(gòu)絕緣介質(zhì)極板極板電介質(zhì)電容器——能夠儲(chǔ)存電荷的一種“容器”S接“1”充電S接“2”放電電容器充放電實(shí)驗(yàn)電容器充放電實(shí)驗(yàn)電容器存儲(chǔ)電荷的原理：充電：電容器兩板分別接在電池兩端,兩板帶上等量異種電荷的過(guò)程放電：電源能量→電場(chǎng)能充了電的電容器的兩板用導(dǎo)線相連,使兩板上正、負(fù)電荷中和的過(guò)程電場(chǎng)能→其他形式能+++++++++---------

+Q-Q電容器充電后，任意一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量，用“Q”表示。電容器與水容器的類比++++++++++++++---------------

容納儲(chǔ)存電荷容納儲(chǔ)存水水量V功能儲(chǔ)存量電荷量Q電容器的電容C那電容器儲(chǔ)存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？同一水容器：

h=1cmV=1m3h=2cmV=2m3比值：水桶截面積h=1cmV=1m3h=1cmV=4m3S越大，容納水的本領(lǐng)越強(qiáng)不同的水容器：

S與V、h無(wú)關(guān)儲(chǔ)存本領(lǐng)的表征高度h能否表征儲(chǔ)存本領(lǐng)？同一電容器：

是常量比值Q與U成正比

Q2QU=1VU=2V實(shí)驗(yàn)表明：不同的電容器：

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U=1VU=1VQ2QC越大，容納電荷的本領(lǐng)越強(qiáng)C與Q、U無(wú)關(guān)儲(chǔ)存本領(lǐng)的表征電勢(shì)差U能否表征儲(chǔ)存本領(lǐng)？1、同一電容器：

兩極板所帶電荷量Q與兩極板間的電壓U成正比++++++++--------

Q2QU2U實(shí)驗(yàn)表明：2、不同的電容器：

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U=1VU=1VQ2Q數(shù)值上等于單位電壓下兩極板所帶的電荷量不同的電容器不同電容C1.定義:把電容器帶電量Q與兩極板間的電壓U的比值叫這個(gè)電容器的電容，用C表示2.定義式：3.單位：法拉（F）1F=1C/V其它單位：1F（法拉）=106μF（微法）=1012pF（皮法）意義：“C=1F”表示當(dāng)U=1V時(shí)，Q=1C

“C=10F”表示當(dāng)U=1V時(shí)，Q=10C4.物理意義：

描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量1F就已經(jīng)是很大的電容1、關(guān)于電容，下列說(shuō)法中正確的是（）A．電容器的極板上帶電量越大，這只電容器的電容就越大B．電容器的極板間電壓越大，這只電容器的電容就越大C．如果電容器兩極板上沒(méi)有帶電，它的電容為零D．對(duì)某一個(gè)電容器來(lái)說(shuō)，兩板間的電勢(shì)差隨所帶電量的增加而增加電容器的電容與電量Q及電壓U都無(wú)關(guān)，由電容器本身決定。與水桶截面積S類似。練一練D2、如圖所示，將平行板電容器兩極板分別接在電壓是6V的電池組正負(fù)極，跟電池組負(fù)極相連的極板帶電量為-9.0×10-8C

，則電容器的帶電量為

C，電容器的電容為

PF。若將此電容器兩極接電壓12V的電池組正負(fù)極，電容器的電容為

PF。＋＋＋＋＋＋＋＋－

－

－

－

－

－

－

－

＋Q－Q9.0×10-8

1.5×104

1.5×104

電容與電壓U無(wú)關(guān)練一練擊穿?。?！擊穿電壓和額定電壓：（1）加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一個(gè)限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，這個(gè)電壓稱為擊穿電壓。（2）電容器正常工作時(shí)兩極板上的最大電壓，稱為額定電壓。額定電壓比擊穿電壓低外殼上標(biāo)的電壓是額定電壓電容器使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1、電容器的擊穿電壓：加在電容器兩極板上的電壓不能超過(guò)某一限度，超過(guò)這個(gè)限度，電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個(gè)極限電壓稱為擊穿電壓。2、電容器的額定電壓：電容器正常工作時(shí)的最大電壓

額定電壓低于擊穿電壓3、注意電解電容器的極性1、固定電容器：常用電容器（1）聚苯乙烯電容器：

以聚苯乙烯薄膜為電介質(zhì)，用兩層鋁箔為極板。符號(hào)：1、固定電容器：常用電容器＋－（2）電解電容器：

用鋁箔做一個(gè)極板，以鋁箔上很薄的一層氧化膜為電介質(zhì)，用浸過(guò)電解液的紙做另一個(gè)極板。有正負(fù)極符號(hào)：電容較大陶瓷金屬薄片紙?zhí)沾呻娙萜骷堉齐娙萜?、可變電容器：常用電容器

兩極由兩組鋁片組成，固定的一組鋁片叫做定片，可以轉(zhuǎn)動(dòng)的一組鋁片叫做動(dòng)片;空氣為電介質(zhì)。

轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片，使兩組鋁片的正對(duì)面積發(fā)生變化，電容相應(yīng)變化。符號(hào)：超級(jí)電容器是20世紀(jì)70年代根據(jù)電化學(xué)原理研發(fā)的一種新型電容器，它的出現(xiàn)使電容器的容量得到了巨大的提升。超級(jí)電容器的充電時(shí)間短，儲(chǔ)存電能多，放電功率大，使用壽命長(zhǎng)。這些優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)了它作為新型動(dòng)力電源的廣闊發(fā)展前景3.超級(jí)電容器常用電容器決定電容大小的因素Q、S保持不變時(shí)，d越大，C越小Q、d保持不變時(shí)，S越大，C越大Q、d、S保持不變時(shí)，插入介質(zhì)，C越大靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大，兩極板之間的電壓越大。決定電容大小的因素平行板電容器的電容公式：平行板電容器的電容兩板間距離兩板正對(duì)面積介電常數(shù)真空εr=1靜電力常量3、某電解電容器上標(biāo)有“25v470μF”的字樣，對(duì)此，下述說(shuō)法中正確的是（）A.當(dāng)電容器兩極間電壓是25v時(shí)，電容器的電容才是470μFB.電容器兩極間電壓必須是25v時(shí)，電容器才能正常工作C.電容器兩極間電壓必須在直流25v以下時(shí)，電容器才能正常工作D.這種電容器使用時(shí)，必須考慮電容器的兩根引線的極性額定電壓25V是電容器正常工作時(shí)兩極板上的最大電壓電容器的電壓多數(shù)情況下是交流電壓D練一練4、把可變電容器的動(dòng)片旋進(jìn)去一些，電容器的電容______；如果把兩板間的電介質(zhì)由空氣換成陶瓷，則電容______；如果增大兩板間的電勢(shì)差，則電容______（以上填“變大”、“變小”或“不變”）；如果把動(dòng)片全部旋出來(lái)，則電容______（填“最大”或“最小”）。變大變大不變最小練一練

5、用電壓為U的直流電源給電容為C平行板電容器充電，充完電后電容器兩板間的場(chǎng)強(qiáng)大小為E。

（1）充完電后，若仍閉合電鍵K，將電容器兩極板正對(duì)面積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則電容器的電容變?yōu)?/p>

，流過(guò)導(dǎo)線中的電流方向?yàn)閺?/p>

極板流向

極板。

C/2正負(fù)（2）充完電后，若斷開電鍵K，將電容器的兩個(gè)極板距離變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則電容器的電容變?yōu)?/p>

，電容器兩極板間的電壓變?yōu)?/p>

，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為

。2CU/2E（3）充完電后，若仍閉合電鍵K，將一塊厚度為兩板距離一半的平行于極板的矩形金屬塊放入兩極板中間，電容器的電容變?yōu)?/p>

，流過(guò)導(dǎo)線中的電流方向?yàn)閺?/p>

極板流向

極板。2C負(fù)正練一練6、(多選)如圖所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,C是一只靜電計(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度,下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是(

)A.使A、B兩板靠近一些B.使A、B兩板正對(duì)面積減小一些C.斷開S后,使B