电工基础知识PPT课件.ppt

第一章电工基础知识,第三节电池的串联、并联和混联,第四节电功与电功率及电流的热效应,第五节电容器,第二节欧姆定律,第一节电路及基本物理量,电工与电子技术基础,.,第二章直流电路,第一节欧姆定律,第一节电路及基本物理量,一、电路与电路图,二、电流、电压及其参考方向,三、电动势,四、电阻与电导,.,一、电路与电路图,1、电路的组成,（1）电源：供给电能的设备，其主要作用是向电路提供电能（如电池、发电机等）,（2）负载：电路中各种用电设备总称。主要作用是将电能转变成其他形式的能量。（灯泡、电炉）,（3）连接导线：连接负载和电源的导电体，起着传输和分配电能的作用,（4）控制和保护装置：用于控制电路的通断，以保证电路安全而可靠地工作，使其自动完成某些特定的功能。（开关、保险丝）,（一）电路的组成及种类定义：电流流经的闭合路径。,.,2、电路和种类直流电路电路交流电路电流的路径,简单电路复杂电路,单相电路三相电路,外电路内电路,.,作用,电力电路（电能转换及传输）电子电路（实现信号传递及处理）,3、电路的状态（1）通路（闭路）电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量交换。（2）开路（断路）电路中没有电流通过，又称为空载状态。（3）短路（捷路）电源两端被导线直接相连，输出电流过大。（属于严重过载，易引起火灾）,.,电池,开关,电阻,（二）电路图（电路模型）在一定条件下，把电路实体中的各种电器设备和元器件用一些能够表征其主要电磁特性的理想元件（模型）来代替，而对它实际上的结构、材料、开关等非电磁特性不予考虑。,简单电路示意图,.,二、电流、电压及其参考方向,（一）电流1、电流在电路中，电荷沿着导体定向运动形成电流。,（1）定义单位时间内通过导体横截面的电荷量，称为电流强度简称电流，用符号“I”表示。单位为安培，简称安“A”。,（2）物理意义1秒钟内通过导体横截面积的电量为1库仑时，则导体内的电流为1安培，即：1安培=1库仑/1秒,.,(3)形成电流的条件：A：要有可移动的带电粒子（电子、离子）B：要有推动带电粒子定向移动的力（电场力）常见带电粒子,自由电子（金属中的电流）正负离子（电解液中的电流）宏观带电体（地球的公转和自转形成的电流）,电流的单位：毫安或微安1安（A）=103毫安（mA）1毫安（mA）=103微安（uA）,.,2、电流的方向电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的相反。电流的参考方向在电路分析中，电流的实际方向不易判定或随时间改变时，可给电流假定一个参考方向，也称正方向。在计算中：如果电流为正值，则实际方向与参考方向相同；如果电流为负值，则实际方向与参考方向相反。,.,3、电流的种类,直流：大小方向不随时间变化DC,电流,交流：大小方向随时间变化AC,脉冲直流：直流和交流的叠加,.,4、电流的表示符号,直流电流表（DC）,交流电流表（AC）,A,mA,uA,A,mA,uA,.,（二）电位,1、定义：电荷在电场中某点所具有的能量称为电位或电势。,2、大小：在数值上规定为电场力将单位正电荷由该点移动至参考点或无穷远（电位为零）时，电场力做功。,设电场中a点的电位为Ua，正电荷在该点所具有的能量为Wa，参考点为Wo（Wo=0），则在均匀电场中，a点的电位可表示为,Ua=（Wa-Wo）/q=Wa/q=Wao/q,（Wao为电场力将正电荷由a点移动至参考点，电场力对电荷所做的功）,.,参考点：参考点是可以任意选择的，在实际电路中，一般选为接地的机壳为参考点。,电位的单位：伏特，用字母“V”表示,1伏特=1焦耳/1库仑,1千伏（KV）=10伏（V）1伏（V）=10毫伏（mV）1毫伏（mV）=10微伏（V）,在电路分析中，用电流的方向来判定电路中各点电位的高低。,当某点电位大于零时，表示该电位大于参考点电位；当某点电位小于零时，表示该点电位低于参考点电位。,.,（三）电压,1、定义：电场中不同两点间的电位的差值叫这两点间的电压。用字母“U”表示。,Uab=Ua-Ub=Wa/q-Wb/q=Wab/q,推导：,电压的单位：,电压的单位同电位的单位一样为“伏特”用字母“V”表示。,.,2、电压在电路中的标注方法,U,Uab,a,b,注脚标注法,.,3、电压的测量,用来测量电压的电表称为电压表。,电压表,直流电压表：接线柱有正负之分,交流电压表：接线柱无正负之分,无论直流还是交流，都须并联在电路中。,.,4、电压表的表示符号,.,5、电压的参考方向,在计算中：,在电路分析中，电压的实际方向不易判定或随时间改变时，可给电压假定一个参考方向，也称正方向。,如果电压为正值，则实际方向与参考方向相同；,如果电压为负值，则实际方向与参考方向相反。,电压是标量，其只能表示电位的高低。电压的方向规定为从高电位（正极）指向低电位（负极）的方向。,.,(四）电压和电位的异同,相同点：A单位相同B都表示电场中某两点所具有能量的基本性质,不同点：,A,电压值说明(a,b两点),电位值说明(就a点而言),ab两点电场能量差值大小,a能量比b点大,B参考点的改变只影响电位值,不影响电压值,电场在a点能量大小,正电荷一定由a点向参考点移动,.,电源工作原理图,.,三、电源与电动势,（一）电源1、定义：电源是产生电能的设备，它的作用是产生和维持电路两端电位差。,2、分类：电压源、电流源。（常用电源）,3、原理：电源的内部存在一种非电场力，它可以将正电荷逆电场方向由电位低端移向电位高端，以消耗其它能量转化为电场能量。,.,（二）电动势,1、定义：表征电源产生（转换）电场能力大小的物理量称为电源的电动势。,2、大小：,电源的电动势在数值上规定为：非电场力将单位正电荷由电源的低电位端（负极）移到高电位端（正极），非电场力所做的功。用“E”或“e”表示，单位“伏特”,.,3、电动势的方向和一般表示法,电动势的方向：(同电压的方向相反)规定为非电场力移动正电荷的方向,即电位升高的方向。,电压源的一般表示法：,.,（三）端电压,因为电源工作时FFg，若F=Fg在闭合电路的情况下，则没有连续不断的电流供负载消耗。,定义：电源两端的电压称为电源的端电压。,电源两端电压总是低于电源的电动势,.,电动势和电压的区别,.,四、电阻与电导,（一）电阻引子：导体在电场的作用下，自由电子的定向移动受到两方面的阻力A：热运动的阻碍B：晶体点阵上原子实的阻碍,1、定义：表征导体对电流阻力大小的物理量，称为电阻。,2、单位、符号：电阻用“R”表示，单位“欧姆”用,”表示,（千欧和兆欧也是电阻的常用单位）,1千欧（K）=103欧（）1兆欧（）=10欧（）,.,（二）电阻定律,根据实际测定，一段给定的横截面积均匀的导体材料，在一定温度下，它的电阻R与导体长度l成正比，与横截面积S成反比，并与导体材料的性质有关，即R=l/S,式中,是表示材料性质的物理量，称为电阻率。,它是长度为1米，横截面积为1平方米的一段导体所具有的电阻值。单位为,m,.,（三）电导电阻的导数叫做电导，用符号表示，即单位：西门子，简称西，用字母表示。导体的电阻越小，电导就越大，表明导体的导电性能越好。电阻和电导是导体同一性质的不同表示方法,.,（四）物质的分类根据物质导电能力的强弱，自然界的物质分为导体、半导体和绝缘体。1、导体具有良好的传导电流的物质。主要用来输送和传递电流。（1）第一类导体金属和碳都属于第一类导体，如银、铜、铝、铁、碳、石墨等。特点：自由电子导电，在传导电流的过程中，没有化学变化和物质迁移。（2）第二类导体电解液属于第二类导体。,.,特点：电解液中的正负离子参与导电，在导电过程中伴有显著的化学变化和物质迁移。2、绝缘体不能导电的物体。如玻璃、胶水、陶瓷、云母、橡胶等。3、半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。半导体具有光敏、热敏和掺杂特性，主要材料有硅、锗等。用途：半导体常用来制作二极管、三极管和集成电路。,.,第二节欧姆定律,一、欧姆定律二、伏安特性曲线,.,第二章直流电路,第一节欧姆定律,欧姆定律,.,一、欧姆定律欧姆定律是表示电路中电压、电流、电阻三个基本物理量之间关系的定律。,（一）部分电路的欧姆定律,导体中电流I的大小与加在导体两端的电压U成正比，而与导体的电阻成反比。,导体中电流,导体的电阻,导体两端的电压,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,例题:,有一只电阻器。R=100欧姆。它的最大允许电流是4安培。问该电阻器所承受的最大电压是多少伏？,解,根据欧姆定律，得,答：最大允许电压不能超过400伏。,定律公式变形：,电阻两端电压与电流的比值等于一个常数，即电阻的阻值。,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,（二）全电路欧姆定律,电阻上的电压降,电流流过电阻时，会有能量损失，在电阻上会产生电压降，电压降的大小等于电流和电阻的乘积。,全电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路（内电路+外电路）的电阻成反比。,1、定律内容：,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,电路中的总电流（A）,电源电动势（V）,电源的内压降U0无法用电压表直接测量，而是用开路时端电压(电动势)与闭路时端电压之差求出。,第二章直流电路,第一节欧姆定律,外电路电阻（）,内电路电阻(）,.,一般情况下，电源电动势和内电阻可以认为是不变的。所以影响电路电流大小的唯一因素是外电路电阻R；,由于U=E-IR0，所以当R减小时，电流I增大，则IR0将增大，因此U将减小；,端电压U随电流I增大而减小的关系叫做电源的外特性。,U=f(I),如果U随I的增加下降较小，说明电源外特性硬；反之，则外特性软。,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,2、电源电动势与端电压的关系,1）电路正常工作时：,2）当外电路电阻很大或电路开路时：,3）当电源短路时：,UABE,I=0，IR0=0，UAB=E,R0很小，I很大，电源和导线将被烧毁。,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,二、伏安特性曲线实验的方法测得，表示两端的电压与流过电流的关系，以电压为横坐标，电流为纵坐标。电阻伏安特性1、线性电阻：电阻的特性是一条经过原点的直线，具有该特性的电阻称为线性电阻。2、非线性电阻：电阻的特性是一条曲线，具有该特性的电阻称为线性电阻。,.,2、非线性电阻：电阻的特性是一条经过原点的曲线，具有该特性的电阻称为线性电阻。,线性电阻,非线性电阻,.,例题:,如图所示，已知负载电阻R=10欧姆，在电路开路情况下测得A、B两端电压为UK=132伏，在电路接通情况下，测得电路中的电流I=11安，问电源的内阻R0和通路情况下的电源两端电压U为多少？,解,因为,所以,又因为,(电路内阻),(通路时电流),第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,所以,(端电压),由全电路欧姆定律，可以求出内电阻R0：,第二章直流电路,第一节欧姆定律,.,第二节电阻的联接,第二章直流电路,第三节电阻的串接、并联和混联,一、电阻串联电路,二、电阻并联电路,三、电阻混联电路,.,第二节电阻的联接,串联与并联电路,第二章直流电路,.,一、电阻串联电路,把两个或两个以上的电阻首尾相接，使电流只有一条通路的电路，叫做电阻串联电路,（一）电阻串联电路的特点,1.电流特点：串联电路电流处处相等，即,2.电压特点：电路两端的总电压U等于各电阻上分电压之和，即,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,3.电阻特点：总电阻R等于各个分电阻之和;,R叫做R1、R2、R3的等效电阻,4.电压分配关系：每个电阻上分配到的电压与本电阻值成正比;,或,第二章直流电路,第二节电阻的联接,.,（二）电阻串联电路的应用1、分压为获取所需电压，常利用电阻串联电路的分压原理制成分压器。,.,如图所示，(a)为连续可调的分压力器。若C点将R分为R1、R2两部分，则UCDIR2，根据欧姆定律，由于触点C可在上下移动，所以CD在0UAB之间可调。(b)所示为3个固定电阻串联组成的的三级分压器，若开关接在1处，则UPD=UAB，若开关,.,接地2处，则，若开关接在3处，则。根据这一原理可以制成多量程的电压表。2、限流在电路中串联一个电阻，限制流过负载的电流。将为限制负载的电流而串联的电阻叫做限流电阻。3、扩大电压表的量程（分压的应用）原理：运用串联电路的分压作用可完成电压表的改装，即将电流表与一个分压电阻串联，便把电流表改装成了电压表，或者扩大电压表量程。,.,分压电阻的计算：根据伏特表所需的量程由串联电路电压分配规律求解。若将满偏电流为，内阻为的电流表，改装成量程为的伏特表，这里需要串联的分压电阻为为扩大电压表的量程，要串联阻值较大的电阻。因此，电压表的内阴较大。在实际测量中，电压表应串联在被测电路中，其内阻可以看作是无穷大。,.,如图所示，有一只电流表，满偏电流10-4，内阻10k，要把它改装成量程为U=15V的电压表，应该串联一只多大的分压电阻？该电流表的电压量程=R=10410-4=1V，与分压电阻串联后的总电压，与分压电阻分阻串联后的总电压=15V,分压电阻R分得的电压为R=15-1=14V，则电阻R的值为,例题:,解,.,例题:,今有一万用表,表头额定电流,内电阻,能否直接用来测量的电压？若不能,怎么办？,根据表头数据，它所能承受的电压为:,解,即不能承受10V电压，否则表头会因流过电流超过允许值而损坏。,若测量10V电压时，需要在表头电路中串联一个电阻Rb,如图所示。,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,因为,所以,根据串联电路中电压分配与各段电阻成正比的关系，可得,或,即串入197的电阻就能测量10V的电压而不会损坏表头。,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,二、电阻并联电路,把两个或两个以上的电阻并排连接在电路中的两个节点之间，电阻两端承受同一电压的电路叫做电阻并联电路。,并联电路,（一）并联电路的特点:,1.电压特点：加在各并联支路两端的电压相等，且等于总电压;,U1=U2=U3=U,2.电流特点：总电流等于支路的电流之和;,I=I1+I2+I3,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,3.电阻特点：总电阻的倒数，等于各分电阻倒数之和。,由欧姆定律，可得,所以,变形得,或,并联电路中，等效电导等于各分支电导之和,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,两个电阻并联的等效电阻:,当R1=R2时，总电阻为：,如果有n个相同的电阻R1并联，则总电阻为：,结论:,并联的电阻越多，总电阻越小，且其值小于任一支路的电阻值。,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,4.电流分配：并联电路中，各支路电流与总电流的关系，是按照电阻的大小成反比例分配的，即电阻小的支路电流大，电阻大的支路电流小。,由于,所以,则,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,用电器通常是并联的，原因是：为了保证用电器能正常工作，加在用电器上的电压有所规定，一般为220V、110V、24V等。同一电压等级的用电器，都必须并联在相应电压等级的线路上，这样才能保证各用电器从线路上取得应有的电压。,当需要在并联电路中接通或断开某些用电器时，也不会对其他正在工作着的用电器造成影响。,由公式P=UI(电功率)可知，在电源电压不变的条件下,如电路的电阻减小，则电流相应增大，则叫负载增大；反之，则叫负载减小。,第二节电阻的联接,第二章直流电路,（二）电阻并联电路的应用1、组成等电压多支路供电网络,.,2、分流与扩大电流表量程原理：运用并联电路的分流作用可对安培表进行扩大量程的改装，即将电流表与一个分流电阻相并联，便把电流表改装成了较大量程的安培表。分流电阻的计算：根据安培表的量程由并联电路电流分寸规律算出，若将满偏电流为Ig、内阻为Rg的表改装成量程为I的安培表，这里需并联一个阻值的分流电阻。并且电流表的量程越大，并联的电阻值越小。因此，电流表内阻较小，在实际测量中，电流表应串联在被测电路中，其内阻可以忽略不计。,.,例题:,如图所示,内电阻,现欲测量的电流问需要并联多大的分流电阻Rb?,解,需要分流的数值如下:,表头所能承受的电压Ua等于分流电阻Rb上的电压Ub，即,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,三、电阻混联电路,电路中，既有电阻串联，又有电阻并联，这种联接方式叫混联。,电阻R2与R3并联后与R1串联,电阻R1与R2串联电阻R3与R4串联而后并联,（一）电路的状态及特点,第二节电阻的联接,第二章直流电路,(a),(b),.,在图a中,电路的等效为电阻:,在图b中,电路的等效为电阻:,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,(c),计算图c电路中的等效电阻:,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,（二）电阻混联的分析与计算,4.根据串联电路中的分压和并联电路中的分流关系，推算各部分电路的电流、电压和功率。,解题步骤：,2.首先合并单纯的串联与并联电阻，算出电路的总电阻；,3.根据总电阻和总电压，计算电路的总电流；,第二节电阻的联接,第二章直流电路,1、简化电路。应用电流法：让电流从一点流进，必从另一点流出，根据电流的流向及电流的分、合，画出等效电路图。若流经两电阻的电流是同一个电流，就是串联；若两电阻上承受的是同一个电压，就是并联。,.,例题：,第二节电阻的联接,第二章直流电路,在图示的电路中，已知R1=R3=2，R2=3，R4=R5=R6=1，外加电压U=11V，试求总电阻R总和电流I1、I2、I3各是多少？,.,解,根据串、并联的特点，得,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,由并联电路的分流比得：,根据欧姆定律得：,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,例题：,如图所示，已知R1=10,R2=7,R3=6,R4=6,R5=5,R6=2,R7=8,R8=6，求AB两点间的等效电阻。,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,解,将电路简化为:,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,所以：,第二节电阻的联接,第二章直流电路,.,第四节电功与电功率,第二章直流电路,第四节电功与电功率及电流的热效应,一、电功,二、电功率,三、电流的热效应,四、电气设备的额定值,.,第四节电功与电功率,电功与电功率,第二章直流电路,.,一、电功,在电场力作用下，电荷定向移动形成的电流所做的功叫做电功。电流做功的过程就是将电能转换成其他形式的能的过程,由于,又,电功(焦耳J),电压(伏特V),电流(安培A),通电时间(秒s),1焦耳(J)=1安培(A)x1伏特(V)x1秒(s),第四节电功与电功率,第二章直流电路,.,焦耳的单位太小，生活中常用“度”作为电功的单位。,由,可得,和,第四节电功与电功率,第二章直流电路,.,电功率(瓦特W),电压(伏V),电流(安A),公式变形:,或,第四节电功与电功率,第二章直流电路,二.电功率,单位时间内电流所做的功称为电功率(P)。,.,三、电流的热效应,电流通过导体时要产生热量，使导体的内能增加，温度升高。,定律内容:,电流通过导体产生的热量，与电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比。,热量(J),电流强度(A),通电时间(t),第四节电功与电功率,第二章直流电路,电阻(),.,纯电阻电路中，电能全部转化为热能；,当电路非纯电阻性时，电能不会全部转化为热能；,第四节电功与电功率,第二章直流电路,.,例题:,一只电炉，使用电压为220V，通电电流为5安，使用了2小时，问它消耗了多少电能？产生了多少热量？,解,2小时消耗的电能为:,根据焦耳定律，发热量为:,第四节电功与电功率,第二章直流电路,.,四、电器设备的额定值,为了保证电气设备的正常工作和操作人员的人身安全，电气设备必须有限定的电压、电流和功率等。,为使电气设备在工作中的温度不超过最高工作温度，对该设备限定的最大电流叫做该设备的额定电流(Ie)。,为防止电气设备在工作中由于电压过高而使绝缘击穿，对该设备限定的最大电压叫做该设备的额定电压(Ue)。,对电阻性负载而言，电气设备额定电流(Ie)与额定电压(Ue)的乘积就是它的额定功率(Pe)。,第七节电气设备的工作状态,第二章直流电路,.,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,第五节电容器,一、电容器与电容元件,二、电容元件的串联和并联三、电容元件的充电与放电四、电容器的种类和特点,.,一、电容器及电容元件电容器是电工和电子中的主要元件之一，用途广泛。,用途:,调谐、耦合、滤波、隔直,定义：任意两个相互靠近的导体，中间隔以绝缘物质就构成一个电容器，这两个导体叫做电容器。,结构:,一般符号,.,电容器最基本的特性是能够存储电荷。将电容器的两个极板A、B分别接到电源的两个极上，则电容器的两个极板上便有了电压。在电场力的作用下，自由电子由电源向极板做定向运动，使A极板带上正电荷，B极板带上等量的负电荷，电荷的移动直到A、B两极板间的电压与电源的电动势相等时为止。此时，在电容器的两个极板的介质间建立了电场，电容器存储了一定的电荷和电场能量。实验证明：对一个电容器而言，当它的结构和几何尺寸确定之后，其所带的电荷量与两个极板间电压的比值是一个常数，且不同的电容器比值不同。这一比值来表示电容器存储电荷的本领，叫做电容器的电容量，简称电容，用表示。,.,电容与电量的关系,电容量(法拉F),两极板上的电压(伏特V),一个极板上的电量(库仑C),单位:,法拉(F),微法(,皮法(),单位换算:,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,电容量:,任一极板上所储存的电量与两极板间的电压的比值叫电容器的电容量。简称电容(C)。,),.,第六节电容器及其充电与放电,电容,第二章直流电路,.,分布电容,输电线之间存在的电容,变压器绕组与铁壳之间存在的电容,三极管管极之间存在的电容,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,二、电容器元件的串联和并联,（一）电容元件的串联定义：将两个或两个以上的电容器，首尾相连接成一个无分支的电路，这种连接方式叫做电容器的串联。条件：当单独一个电容的耐压不能满足电路要求，而它的容量又足够大时，可将几个电容器串联起来后，再接到电路中使用。,.,1.各电容器极板上的电荷量相等，即：,2.电容器电压的分配与其自身容量成反比。(注意：串联耐压值）,3.等效电容的倒数等于各电容器电容量的倒数之和，即：,Q=Q1=Q2,1U12U2=3U3,如两个电容器串联,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,特点：,.,例题两只电容分别1和C2的电容器，已知C1=200pF，额定工作电压为500V，C2=300pF,额定工作电压为900V。若将1和C2串联起来，接到1000V的直流电源上，如图所示，求：（1）串联电容器总的等效电容是多少？（2）每只电容两端实际电压是多大？并说明这样使用是否安全？解：两只电容串联后，等效电容为,.,所以（2）串联电容器级的总电荷量为Q=CU=12010-121000=1.210-7CQ=Q1=Q2=1.210-7C所以，电容器两端的电压为电容器在两端的电压为,.,显然，C1两端所加的实际电压是600，大于其额定工作电压500，所以C1会被击穿。C1被击穿后，1000的电压全部加在电容器C2的额定工作电压900，因而C2也会被击穿。所以这样使用不安全。（二）电容元件的并联定义：把两个或两个以上的电容器并排连接在电路中的两个节点之间，这种连接方式叫做电容器的并联。特点：在单独一个电容器的电容量满足电路的要求，耐压均满足电路要求时，这里就可将几个电容器起来后，再接到电路上使用。,.,1.各电容器上的电压相等,且等于外加电压，即,2.总电荷量等于各电容器的电荷量之和,即,3.总电容等于各分电容之和，即,U=U1=U2,Q=Q1+Q2,C=C1+C2,性质:,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,（三）电容器的混联,例题:,1、定义：电路中，既有串联电容，又有并联电容，这种电路叫做电容器的混联。2、特点：在几个电容器连接时，如果采用串联，总耐压增大，但总电容量减小；如果采用并联，总电容量增大，但总耐压不变。如果有时既要增大电容又要增大其耐压，则几个电容器应进行混联。,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,如图所示,已知U=300V,C1=3,C2=2,C3=4,试求总电容及各电容器上的电量和电压.,.,解,由于,所以,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,三、电容器的充电和放电,(一)充电,随着时间的延长，电容器两极板上的电荷不断聚集，电容器两端电压不断升高，电源的端电压与电容器的端电压的差距不断缩小，当电容器的端电压与电源端电压相等时，充电结束。,图示中，当开关K打到A，电容器开始充电。在这一瞬间，由于电容器极板上无电荷，电容器两端电压为零，所以充电电流最大。,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,结论:,1.电路刚接通的一瞬间，电容器在直流电路中的作用，相当与把电容器的两端短接;当电路达到稳定状态后，电容器在电路中的作用，相当于把电路断开；,2.电容器两端的电压不能跃变，它要延迟一定时间后，才能达到稳定值U。,电容器充电过程的快慢，与电阻R和电容C有关。,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,电容器充电时的电压、电流变化过程,电容器在充电过程中，从电源处吸收电能，把它储存在电容器的电场中，它所储存的能量为,电能,电容量,电容两端电压,第六节电容器及其充电与放电,第二章直流电路,.,(二)放电,在电容器充电完毕后，如果把开关K从A端迅速扳到B端，此时电容器放电。,在电路刚接通瞬间，放电电流最大，随着电容器两电极上的电荷不断减少，其两端的电位差就逐渐降低，最后，放电完毕，放电电流等于零。,电容器放电时的电压、电流变化过程,电容器放电过程中所放出的能量,就是充电过程中储存在电场中的全部能量，当电容器电极间介质的导电率接近与零时，则电容器基本上不消耗能量。,第六节电容器及其充电与放电,第二章