电工电子技术及应用

1、LOGOLOGO 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技术技术 教教 育育 学学 院院2013 / 2014电工电子技术及应用电工电子技术及应用 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo纯电容电路纯电容电路电容器与电容电容器与电容电流与电压的关系电流与电压的关系电路的功率电路的功率Cncluson123 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo电容器与电容电容器与电容电容电容器的分类、用途电容器 广广 西西 科科 技技 大大

2、 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo一、电容器一、电容器 电容器是用来储存电荷的电器电容器是用来储存电荷的电器 取两块金属导体，中间用绝缘材料隔开，就取两块金属导体，中间用绝缘材料隔开，就组成了一个简单电容器，如右图所示是一个组成了一个简单电容器，如右图所示是一个平板电容器的示意图。其中两金属导体称为平板电容器的示意图。其中两金属导体称为极板，上面有一个与外电路和接的电板；两极板，上面有一个与外电路和接的电板；两极板之间的绝缘材料称为介质。极板之间的绝缘材料称为介质。 电路图符号： 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术

3、术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo二、电容二、电容 1.定义：把电容器带电量Q与两极板间的电压U的比值叫这个电容器的电容，用C表示。 2.定义式： C=Q/U 3.单位：法拉（F） 1F=1C/V 其它单位：1F = 106F = 1012pF 4.物理意义：反映电容器容纳电荷的本领。任意任意一个极板带电量的绝对值叫电容器一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量的带电量 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo 电容器在工程技术中的应用很广。在电电容器在工程技术中的应用很广。在电子线路中

4、，可以用来隔直、滤波、移相、子线路中，可以用来隔直、滤波、移相、选频和旁路；在电力系统中，可以用来改选频和旁路；在电力系统中，可以用来改善系统的功率因素；在机械加工工艺中，善系统的功率因素；在机械加工工艺中，可以用于电力火花加工。在不同的应用电可以用于电力火花加工。在不同的应用电路中，应选择用不同类型的电容器。路中，应选择用不同类型的电容器。 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo电容器种类电容器种类固定固定电电容容可可调调电电容容半可半可调调电电容容纸介电容云母电容陶瓷电容电解电容 广广 西西 科科 技技 大大

5、 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo纸介电容纸介电容 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo 陶瓷电容陶瓷电容 用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，瓷电容容量较大

6、，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路适宜用于低频电路 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo 云母电容云母电容 云母片上镀两层金属薄膜云母片上镀两层金属薄膜 ，容易生产，技，容易生产，技术含量低。术含量低。 体积大，容量小，（几乎没有体积大，容量小，（几乎没有用了）用了）电解电容电解电容 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。 容容量大。量大。 高频特性不好高频特性不好电解电容电解电容云母电容云母电容

7、广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo固定电容器：电容固定不变固定电容器：电容固定不变.可变电容器可变电容器: :通过改变两极间通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容的正对面积或距离来改变电容. . 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo相位关系相位关系数值关系数值关系电流与电压的关系电流与电压的关系2Part Concept 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Comp

8、any Logo复习并思考复习并思考 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company LogoCic u在交流电路中，电容对交流电有阻在交流电路中，电容对交流电有阻碍作用在电工技术中通常用容抗表碍作用在电工技术中通常用容抗表征，记为征，记为 ，单位是欧姆（单位是欧姆（?）实验证明：电容器的容抗与电容实验证明：电容器的容抗与电容C的交流电的频率成反比，用公式表的交流电的频率成反比，用公式表示为示为CXfCcXc2/1/1纯电容电路纯电容电路从式中可以看出，对于交流电，频率越高，容抗越小，从式中可以看出，对于交流电，频率越高，容抗越小

9、，反之频率越低，容抗越大。对于直流电来说，反之频率越低，容抗越大。对于直流电来说， 可视为断路。因此电容器有可视为断路。因此电容器有“通交流、隔直流，通高频通交流、隔直流，通高频、阻低频、阻低频”的作用。的作用。 Xcf, 0数值关系：数值关系：ic uCtUumsin若加在若加在C两端的电压为：两端的电压为： 则则C上的充放电电流为：上的充放电电流为： 由电压、电流解析式可由电压、电流解析式可推出，电容元件上电推出，电容元件上电流总是超前电压流总是超前电压90数量上存在着：数量上存在着：正弦电路中电容电压与电流的关系正弦电路中电容电压与电流的关系 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业

10、业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / 2014)90sin(cos)sin(mmmCtItCUdttUdCdtduCiIC=U C=U2f C=U/XC容抗与哪些容抗与哪些因素有关？因素有关？XC与与频率频率成成；与；与电容量电容量C成成，因此频率越高电路中容抗越小，这被称因此频率越高电路中容抗越小，这被称作电容元件的通交作用，高频电路中电作电容元件的通交作用，高频电路中电容元件相当于短路。容元件相当于短路。直流情直流情况下容况下容抗为多抗为多大？大？直流下频率直流下频率f =0，所以所以XC=。我们说电容元件我们说电容元件。（隔直作用）。（隔直作用）CfCX121CC 容抗反映

11、了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用。容抗反映了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用。只有在只有在下，电容元件的容抗才是下，电容元件的容抗才是。 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / 2014itIitUucossinmmtUItItUiup2sincossinmm （1）瞬时功率）瞬时功率 pup=UIsin2 ttu i 同相同相,电容充电电容充电;建立电场建立电场;p 0u i 反相反相,送出能量送出能量;电容放电电容放电;p 0u i 反相反相,送出能量送出能量;电容放电电容放电;p 0电容元件和电感元件相同电容元件和电感元件相同，只

12、有能量交换而不耗能，只有能量交换而不耗能，因此也是，因此也是储能元件。储能元件。p为正弦波，频率为为正弦波，频率为ui 的的2倍；在一个周期内，倍；在一个周期内，C充电吸收的电能等于它放充电吸收的电能等于它放电发出的电能。电发出的电能。电路的功率电路的功率 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / 2014P P = 0= 0，电容元件不耗能电容元件不耗能CXUXIUIQ2C2C1. 电容元件在直流、高频电路中如何？电容元件在直流、高频电路中如何？2. 电感元件和电容元件有什么异同？电感元件和电容元件有什么异同？直流时直流时C相当于开路，高

13、频时相当于开路，高频时C相当于短路。相当于短路。 L和和C上都存在相位上都存在相位，所不同的是，所不同的是 上上， 上上，二者具有，二者具有L和和C都是都是直流情况下直流情况下C相当相当；L相当于相当于 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo 例题：若把一个电容例题：若把一个电容 的电容接到的电容接到 的电源上，试求：的电源上，试求： （1）电容的电抗；（）电容的电抗；（2）写出电流瞬时值表）写出电流瞬时值表达式；（达式；（3）画出电流和电压相量图。）画出电流和电压相量图。 解：由解：由 可以得出可以得出 （1）电容的容抗为）电容的容抗为 （2）电流的有效值为）电流的有效值为在纯电容电路中，电流超前电压在纯电容电路中，电流超前电压 ，所以，所以FC40Vtu)3/314sin(2220Vtu)3/314sin(2220;/314;220sradVU801040314/1/16cXcAAXUIC75. 2802202/65232ui 广广 西西 科科 技技 大大 学学 职职 业业 技技 术术 教教 育育 学学 院院2013 / Company Logo电流是瞬时值表达式为电流是瞬时值表达式为（3）电流