《电容器的连接》PPT课件.ppt

电容器的连接,教学重点,电容器串联后电容器组耐压值的计算,1. 理解电容器的基本特性。 2. 掌握电容器串联的概念、性质以及等效电容、电压和电量之间的关系。 3. 串联电容器组耐压值的计算。,教学难点,一、电容器的结构特点及用途,电容器是一种储存电荷的容器，简称为电容，用字母C来表示。,二、电容器的性能参数-电容量,电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量，用q来表示。,把电容器所带电荷量q与其端电压U的比值叫做电容器的电容量，简称电容。用字母C来表示。,单位：电容的单位有法拉(F)、微法(F)、皮法(pF)，它们之间的关系为 1 F =10 3mF= 10 6 F = 10 9 nF=10 12 pF,在实际应用中，法拉这个单位太大，很少使用，通常采用毫法、微法、纳法、皮法。 电容器的电容表征了电容器容纳电荷的本领。,如果用q表示电容极板上所带电荷量，用U表示电容器两极板间电压，用C表示它的电容量，则,电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的电量及电容器两极板间的电压无关。,1电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。,2任何两个导体之间都存在电容。,3电容器存在耐压值，当加在电容器两极板间的电压大于它的额定电压时，电容器将被击穿。,三、说明,将几个电容器的电极首尾相接，连成一种无分支路的连接方式称为电容器的串联 ，如下图所示。,四、电容器的串联,（a）串联方式 （b）等效电路,1. 电量关系 每个电容器的极板由于静电感应而带有等量的异种电荷， 所以串联时每个极板上的电荷量都是 q ，即：,2. 电压关系 串联电容器组中，极板上所储存的电荷是以正负交替的形式出现的，但各容器上电压的方向一致，也可由基尔霍夫电压定律得：串联电容器组的总电压等于各电容器端电压之和，即,3. 电容关系 设n个电容器的电容分别为 C1，C2，Cn，电压分别为U1，U2，Un,n个电容器组串联后的等效电容为C，则由于,而 所以,即串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电容器电容的倒数之和。 所以，串联后电容器的总电容比任一个电容器的电容都小。,化简得,若只有两个电容C1与C2串联，则等效电容 若有 n个相同的电容C0串联，则等效电容为,电容器串联后，每个电容器承受电压都小于外加总电压，所以，当电容器的耐压值小于外加电压时，除可选用耐压值不低于外加电压的电容器外，还可采用电容器串联的方法来获得较高的耐压值。,解：（1）三只电容器串联后的等效电容为,（2）串联后每只电容器上所带的电量为,【例3-1】 三个电容器串联连接，规格相同，都是200F，额定工作电压为50V,电源电压U=120V，试求： （1）等效电容是多大？ （2）每只电容器两端的电量是多少？ （3）在此电压下工作是否安全？,电容器上的电压小于它的额定电压，因此，电容器在这种情况下是安全的。,（3）每只电容器上的电压为,【练习1】两个电容器，C1 = 60 F，C2 = 40 F，现将它们串联后，接在 100 V的直流电源上，试求： （1）串联后的等效电容； （2）每个电容器的带电量； （3）每个电容器的电压。,解：（1）串联后的等效电容为,（2）串联后的各个电容的带电量为,在求解电容器串联问题时，求出带电量也是解决问题的关键。 我们要抓住电容串联时各电容器电量都等于总电量这个特性，其他问题就可以迎刃而解了。,（3）各个电容的电压为,需要注意的是，实际应用中采用电容器串联时，除应满足电容器的总电容外，还需注意工作电压的极限选择。 方法： （1）求出每一个电容器允许储存的最大电量； （2）找出其中储存电量最小的一个作为串联电容器储存电量的极限值； （3）利用公式 可得：串联电容器组的工作电压极限值（最大值）就等于电量的极限值除以总电容。,可见，当n个相同的电容器串联时，电容器组的总耐压值为单个电容器耐压值的n倍，所以采取电容器串联的形式提高总的耐压值。,1. 电量关系 串联时每个极板上的电荷量都是 q ：,2. 电压关系 串联电容器组的总电压等于各电容器端电压之和，,课堂小结-电容器的串联,3. 电容关系 串联电容器组的等效电容（总电容）的倒数等于各电容器电容的倒数之和,4. 电容器组耐压值的选择 求出每一个电容器允许储存的最大电量，找出其中储存电量最小的一个作为串联电容器组储存电量的最大值。利用公式 可得最大安全电压，即为耐压值。,谢谢,15个10V、30F的电容器串联，等效电容是_，耐压是_；,电容器的串联习题,2将“10F、50V”和“5F、50V”的两个电容器串联，那么电容器组的额定工作电压应为100V。（ ）,3电容器C1和C2串联后接在直流电路中，若C1=3C2，则C1两端的电压是C2两端电压的（ ） A3 B9 C1/4 D1/9,4两只电容分别为C1和C2的电容器，其额定值分别为200pF/500V，300pF/900V，串联后外加1000V的电压，则（ ）。 A. C1击穿，C2不击穿 B.C1先击穿，C2后击穿 C.C2先击穿,C1后击穿 D.C1、C2均不击穿,51F与2F的电容器串联后接在30V的电源上，则1F电容器的端电压为（ ） A.10V B.15V C20V D30V,6电容器C1和C2串联后接在直流电路中，若C1=4C2，则C1两端的电压是C2两端电压的（ ）。 A4 B16 C1/16 D1/4,7C1（10F/15V）和C2（20F/25V）串联，其最大安全工作电压为（ ）。 A15V B25V C22.5V D40V,8、两个相同的电容器，标有“100pF、600V”，串联后接到900V的电路上，每个电容器带多少电荷量？加在每个电容器上的电压是多大？电容器是否会被击穿？,9、现有两只电容器，其中一只电容为0.25uF，耐压为250V，另一只电容为0.5uF，耐压为300V。 试求：(1) 串联后的等效电容是多大？ (2) 它们串联后的耐压值；,电容器的并联习题,1将C1=20uF，C2=30uF的两个电容器并联后接在100V的直流电路上，它们所带的电荷量为_。,2将“100F、150V”和“50F、250V”的两个电容器并联，那么电容器组的额定工作电压应为400V（ ）,现有两个电容器，其中一个电容器的电容为 C1 = 0.00