电容器与电容2000001PPT课件

1、重点： 掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。 难点： 电容器的电容的计算与应用 第1页/共33页第2页/共33页第3页/共33页第4页/共33页 第5页/共33页第6页/共33页电容器的构造电容器的构造 该元件有两片锡箔（导体），中该元件有两片锡箔（导体），中间是一层薄纸。间是一层薄纸。第7页/共33页两个平行金属板夹上一层绝缘物质能两个平行金属板夹上一层绝缘物质能否构成一个电容器否构成一个电容器? ?相邻两个同学能否构成电容器？相邻两个同学能否构成电容器？能能能能一、电容器一、电容器1 1、定义：任何两个、定义：任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相互靠近又相互靠近的的导体导体都可以构成电容

2、器。都可以构成电容器。这两个导体这两个导体称为电容器的称为电容器的电极电极。第8页/共33页2 2、电容器的作用、电容器的作用电容器 可以容纳（储存）电荷第9页/共33页3 3、电容器带电特点、电容器带电特点（2）一个极板所带电量的绝对值，叫做电容器所带的电量（1）两极板带等量异种电荷+Q-Q第10页/共33页4 4、电容器板间电场、电容器板间电场充了电的电容器的两极板之间形成匀强电场（不考虑边缘效应），场强大小E=U/d，方向始终垂直板面。第11页/共33页圆柱型水杯容器的储水问题圆柱型水杯容器的储水问题: :hhABC1.1.水位每升高水位每升高h h，试比较，试比较A A、B B、C C

3、的储水的储水量量2.2.哪个储水本领大？哪个储水本领大？如何反映其储水如何反映其储水本领？本领？hQ深度水量S截面积第12页/共33页思考与讨论思考与讨论 那电容器储存电荷的本领如何表那电容器储存电荷的本领如何表征呢？征呢？UQC 第13页/共33页1 1、电容器所带电量、电容器所带电量Q Q与电容器两极板间的与电容器两极板间的电势差电势差U U的比值，叫电容器的电容。符号的比值，叫电容器的电容。符号C C。2 2、电容的定义式、电容的定义式: : Q Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值, , U U表示电容器两板的电势差表示电容器两板的电势差电压电压. .理解：理解： 电容器

4、的电容与电容器的电容与Q Q、U U无关，由电容无关，由电容器本身的结构决定。器本身的结构决定。二二. .电容电容UQC 第14页/共33页3 3、电容在数值上等于使两极板间的电势差增、电容在数值上等于使两极板间的电势差增加加1V1V时，所需要的电荷量。时，所需要的电荷量。 4 4、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本、意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。领大小的物理量。5 5、单位：、单位： 国际单位制：法拉国际单位制：法拉法（法（F F） 1F=1C / V1F=1C / V 常用单位：微法（常用单位：微法（F);F);皮法（皮法（pF) pF) 1F=10 1F=106

5、6F=10F=101212pFpFUQC第15页/共33页课堂训练课堂训练1 1、某一电容器，当带电量为、某一电容器，当带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为两极板间的电势差为20v20v，求，求（1 1）电容器的电容）电容器的电容（2 2）当所带电量减半时，电容器的电）当所带电量减半时，电容器的电容为多少容为多少（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？第16页/共33页三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容4sCkd1.1.板间是板间是真空真空时：时：2 .2 .板间板间充满介质充满介质时：时：4rsCkd式中式中 S S表示两板的表示两板的正对面积正对面

6、积 d d表示两板间的表示两板间的距离距离 r是电介质的是电介质的相对介电常数相对介电常数，与电介质的性，与电介质的性质有关。质有关。几种常用介质的相对介电常数：见课本几种常用介质的相对介电常数：见课本P P3030 第17页/共33页3、影响电容大小的因、影响电容大小的因素素实验表明：（1）电容随两板距离的增大而减小（2）电容由于插入电介质而增大 （3）电容随两板的正对面积的减小而减小第18页/共33页4 4、可变电容、可变电容改变平行板正对面积改变极板间的介电物质改变极板间的距离可改变平行板电容器的电容。+固定电容器 电解电容器 可变电容器第19页/共33页四、电容器的充电、放电四、电容器

7、的充电、放电 1 1、充电、充电：使电容器带上电荷的过程：使电容器带上电荷的过程( (Q Q增加增加 U U增加增加 E E增加增加 电场能增加电场能增加) )充电时两个极板总是带等量的异种电荷充电时两个极板总是带等量的异种电荷, ,每个极板每个极板带电量的绝对值叫做电容器的带电量带电量的绝对值叫做电容器的带电量2 2、放电、放电：使电容器失去电荷的过程：使电容器失去电荷的过程（Q Q减少减少 U U减少减少 E E减少减少 电场能减少电场能减少） 第20页/共33页1、有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流强度由大到小；2、电容器带电量增加；3、电容器两极板间电压升高；4、电容器中电场强度

8、增加。 （1）充电过程）充电过程 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。第21页/共33页 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。第22页/共33页（2）放电过程）放电过程1、有电流，电流方向是从正极板流出，电流强度由大变小；2、电容器上电量减小；3、电容器两极板间电压降低；4、电容器中电场强度减弱。当电容器放电结束后，电容器电路中无电流。放电过程实际上是正负电荷的中和第23页/共33页当电容器放电结束后，电容器电路中无电流。放电过程实际上是正负电荷的中和第24页/共33页电容器放电过程中电容器放电过程中电流随时间

9、变化的图像电流随时间变化的图像1 1、在图中画一个狭长矩形，它、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？的面积的物理意义是什么？ 电荷量电荷量2 2、怎样根据图像计算电容器在、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？全部放电过程中释放的电荷量？ 图像与坐标轴间的面积图像与坐标轴间的面积 4040格格 Q=3.2Q=3.21010-3-3C C 3 3、根据以上数据估算出的电容是多少？、根据以上数据估算出的电容是多少？ C=4C=41010-4-4F F第25页/共33页 注意：注意： 电容器充电的过程中，在两极间加电压、两电容器充电的过程中，在两极间加电压、两板带等量异种电

10、荷不断增大板带等量异种电荷不断增大, ,直到两极电压等于直到两极电压等于电源电压为止，该过程中电路中有电源电压为止，该过程中电路中有短暂的充电短暂的充电电流电流； 电容器充电后切断电源电荷不消失，从电容器充电后切断电源电荷不消失，从电源电源获得的获得的电能电能储存在了电场中储存在了电场中电场能电场能。电容器的电量：指一个极板所带电量的电容器的电量：指一个极板所带电量的绝对绝对值值。第26页/共33页3、电容器使用时应注意的问题、电容器使用时应注意的问题1 1、电容器的击穿电压：、电容器的击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，

11、电介质将被击穿，电容器损坏，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。这个极限电压称为击穿电压。2 2、电容器的额定电压：、电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压电容器正常工作时的最大电压 额定电压低于击穿电压额定电压低于击穿电压3 3、注意电解电容器的极性、注意电解电容器的极性第27页/共33页第28页/共33页补充：补充： 1 1、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连，在这种情况下，如增大两板间距这种情况下，如增大两板间距d d，则电容器电容，则电容器电容C C、板间电势差、板间电势差

12、U U、电容器所带电量、电容器所带电量Q Q，板，板间场强间场强E E分别如何改变？分别如何改变？ 充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两板间电势差U U不变不变. .如增大如增大d d，则，则由由 ， C C 将减小，再，将减小，再，Q Q减小，依减小，依E E= =U U/ /d d，E E将增大。将增大。 kdSCr4第29页/共33页2 2、平行板电容器充电后，切断与电、平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如增大源的连接。在这种情况下，如增大d d，则则C C、 U U、Q Q、E E分别如何改变分别如何改变 ？ C C变小、变小、Q Q不变、不变、U U变大、变大、E E不变不变第30页/共33页五、常用电容器五、常用电容器1 1、固定电容器：电容固定不变、固定电容器：电容固定不变 聚苯乙烯电容器聚苯乙烯电容器 电解电容器电解电容器 ： 正负极不能接反，不能接交流电正负极不能接反，不能接交流电 2 2、可变电容器、可变电容器通过改变两极间的通过改变两极间的正对面积或距离来正对面积或距离来改变电容改变电容第31页/共33页课堂训练课堂训练2 2、平行板电容器充