电工基础课件-电容器

模块三电容器 教学重点 2 能够根据要求 正确选择利用串联 并联方式获得很合适的电容 1 了解常用电容器的种类 外形和参数 了解电容器的概念 了解储能元件的概念 3 能够掌握充放电规律 理解电容器充放电工作特点 第一单元电容器 任务1认识电容器任务2了解电容器充放电 电路 电容器是 储电的容器 它是储存和容纳电荷的装置 也是储存电场能量的装置 1 电容器按其电容量是否可变 可分为固定电容器 可变电容器和半可变电容器 一 常用电容器的种类 2 电容器按其介质的不同 可分为空气介质电容器和固体介质电容器 纸介 云母 陶瓷 涤纶 玻璃釉 电解电容器 任务1认识电容器 常用电容器 各种介质电容器 电容器在电路中的符号 二 电容器的主要参数 1 标称电容和允许偏差 2 额定工作电压 3 绝缘电阻 三 电容量 如图所示 当电容器极板上所带的电量Q增加时 两极板间的电压U也随之增加 但Q与U的比值是一个恒量 电量Q 端电压U 电容量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 注意 其中C为电容器的电容量 单位 法拉 简称法 用F表示 常用微法 F 皮法 pF 它们的关系为1F 106 F 1012pF 四 电容器的连接 1 电容器的并联 电容器的并联 由于并联电路电压相等 结论 电容的并联与电阻的串联作比较 电容的并联等效电容为个电容的和 电容器A的电容为10 F 充电后电压为30V 电容器B的电容为20 F 充电后电压为15V 把它们并联在一起 其电压是多少 解 电容器A B连接前的带电量分别为 它们的总电荷量为 并联后的总电容为 连接后的共同电压为 2 电容器的串联 电容器的串联 提问 你在哪里见过Q 答 电流I Q t 在串联电路中电流I处处相等 所以Q也相等 而串联电路中总电压为各电压之和 结论 电容的串联等效电容倒数为各个电容倒数的和 电容的串联与电阻的并联作比较 C1 C2 C3 C0 200 F 额定工作电压为50V 电源电压U 120V 求这组串联电容器的等效电容是多大 每只电容器两端的电压是多大 在此电压下工作是否安全 解 三只电容串联后的等效电容为 每只电容器上所带的电荷量为 每只电容上的电压为 电容器上的电压小于它的额定电压 因此电容在这种情况下工作是安全的 现有两只电容器 其中一只电容器的电容为C1 2 F 额定工作电压为160V 另一只电容器的电容为C2 10 F 额定工作电压为250V 若将这两只电容器串联起来 接在300V的直流电源上 如图所示 问每只电容器上的电压是多少 这样使用是否安全 解 两只电容器串联后的等效电容为 各电容的电荷量为 各电容器上的电压为 由于电容器C1的额定电压是160V 而实际加在它上面的电压是250V 远大于它的额定电压 所以电容器C1可能会被击穿 当C1被击穿后 300V的电压将全部加在C2上 这一电压也大于它的额定电压 因而也可能被击穿 由此可见 这样使用是不安全的 本题中 每只电容器允许充入的电荷量分别为 为了使C1上的电荷量不超过3 2 10 4C 外加总电压应不超过 电容值不等的电容器串联使用时 每只电容上分配的电压与其电容成反比 任务2了解电容器充 放电 提问 电容器在直流电路中相当于断怎么会有电流呢 如果没有电流的话Q应该是0吧 1 电容器的充电 电容电压为U 0 电容电压为U U0 电源电压为U U0 此时电容器充电结束 电容器两端电压与电源两点电压相等 无电压降 所以无电流 电路相当于断路 充电结论 1 电容器在没有储存电荷时电压为0 2 电容器带上电荷的过程就是电容器的充电过程 3 电容器充电时流过的电流有大变小 4 电容器充电时电容器两端电压由小变大 t s I t s U 当充电结束时 电容器两极板间的电压达到稳定值UC 此时 电容器所储存的电场能量应为整个充电过程中电源运送电荷所做的功之和 即把图中每一小段所做的功都加起来 2 电容器的放电 容电电压为U U0 电源电压为U U0 此时电容器充放电结束 电容器两端电压为0 电路中电流为0 电源断开 容电电压为U 0 放电结论 1 电容器放电时电量会逐渐减小为0 2 电容器放电时流过的电流有大变小 3 电容器充电时电容器两端电压由大变小 t s I t s U 电容充放电结论 1 电容器在接通电源的瞬间充电电流最大 电源达到稳定时 电容器中的电流为零 相当于开路 2 电容器是储能元件 不消耗电能 其充放电过程是能量存储 释放过程 3 选择不同的R C值可以改变充放电的快慢 点解电容正负极判别 电解电容外面有一条很粗的白 金 线 白线里面有 号 这便是电解电容的负极 另外一边则是正极 测量时将万用表的黑表笔接电容正极 红表笔接电容负极 利用电容器的充 放电作用 可用万用表的电阻挡来判别较大容量电容器的质量 将万用表的表棒分别与电容器的两端接触 若指针偏转后又很快回到接近于起始位置的地方 则说明电容器的质量很好 漏电很小 若指针回不到起始位置 停在标度盘某处 说明电容器漏电严重 这时指针所指处的