5-2研究电容器的充放电

1、专业课教案本（20132014学年度第一学期）任课学科 电工技术基础 任课班级 教师姓名 巩琦 山西省介休市职业中学校程名称电工技术基础授课日期 课时数2教学内容5-2研究电容器的充放电授课班级教 学 目 标知识目标：1、了解电容器的充放电过程。2、理解电容器的特点。3、理解电容器两端电压与电流的关系，会利用公式求解电容器储能的多少。技能目标：1能识别电路图2能根据电路图选择元器件，并连接电路。3按要求调试电路，测量分析数据，完成实训要求素质目标：1. 具备必要的动手能力，能团队协作完成任务。2. 具备安全操作基本技能，遵守用电操作规范教 学 重 点短路电流的计算、

2、电力变压器的选择学习评价标准评价项目评 价 标 准权重%认识常见的电器符号（1）每认识错误一个，扣2分；（2）不了解功能，每处扣2分。20根据电路图选择元器件（1）选择错误，每个扣2分；（2）不会选择扣2分；25连接电路（1）不按要求接线的，扣15分；（2）选择不符合要求的每处扣2分（3）不懂电路图的扣10分35检查根据具体情况而定20安全文明生产违反安全、文明生产规程，扣540分定额时90min按每超时5min扣5分计算备注除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配分数工作（实训）任务单工作（实训）任务研究电容器的充放电实训室电子电工电拖实训室学生实训前准备知识准备认识电路，了解电路的基本组成

3、及各部分的功能，能够识读常用电气器件的图形符号。资料收集视频资料设备、材料电源、开关、导线、用电器任务标准任务量任务标准要求所有时间每两人一组分析电路图，制定操作步骤电路图分析清楚的情况下开始操作。90分钟任务操作步骤1.老师讲解电路的基本组成及各部分的功能2. 识读常用电气器件的图形符号3.根据所给的电路图，按照操作步骤完全电路图的识别、元器件的选择、电路的连接4.对电路进行分析评价注意事项操作中注意安全问题教 学 过 程教师活动学生活动任务分析：1、给学生明确工作任务。讲解电路的基本组成及各部分的功能2、教师运用教学PPT展示设备原理并讲解注意事项。图片展示：开关、电池、灯泡等等；视频展示

4、：简单的发光电路连接。3、教师提问：认识图中所给的电器符号？如何选择元器件？ 4、接受学生的咨询。任务分配：1为学生提供所需工具器材，并提示设备安全注意事项。为学生分配作业场地。2.接受学生咨询并监控学生的讨论。3对安装步骤提出修改意见。任务实施：1按要求分析电路图、并能根据要求选择正确的元器件2监控学生的操作并及时纠正错误。3.回答学生提出的问题。4.对学生的安装结果进行检查。5须合格后才能离开实训室。任务检查：1.监控学生的操作并及时纠正错误。2.聆听学生的评价任务分析：电容器的主要特点是能够充放电，即可以储存和释放能量。电容器在电路中的基本工作方式就是进行充放电。电容器在电子电路和电气线

5、路中应用广泛是因为它有储存电场能量的特性，这一特性的具体体现就是电容器的充放电。通过本任务的学习，我们可以了解电容器充放电的过程和规律，对于以后理解和掌握含有电容器的电路有重要意义。 任务描述我们先观察一个实验。实验电路图如图2-59所示，实验前开关S置于位置“2”时，电容器上没有电荷。当开关置于位置“1”时，灯泡会亮，随后逐渐变暗，最后熄灭，这是为什么呢？将开关S由位置"1 "合向位置"2"时，电路中没有电源，但是灯泡也 会亮，同样是由亮变暗，最后熄灭，这又是为什么呢？电容器具有储存电荷的本领，其储存电荷的多少与本身的结构有关。通过本任务的学习，我们可

6、以了解电容器的定义，了解常见的电容种类及选用电容器的方法。知识链接一、电容器的充电与放电1.电容器的充电过程当开关置于位置“1”时，其电路图如图2-60（a）所示，电容器两极板与电源正负极相连，电容器开始充电，灯泡发光，并且是由亮逐渐变暗。可发现：电流表A1的读数由大到小，电压表V的读数由小到大，经过一定时间，电流表A1读数为零，灯泡熄灭，即电路中已无电流，而电压表V的读数等于电源电压值。为什么电容器在充电过程中，电流和电容器两端的电压都在变化呢？这是因为充电时，在直流电压作用下，电源正极向电容器A极板供给正电荷，电源负极向电容器B极板供给负电荷，于是电荷在电路中作定向移动形成电流，即充电电流

7、。由于S与位置“1” 接通的瞬间，电源正极与电容器A极板之间存在较大的电位差，所以开始时充电电大， 灯泡较亮。随着充电过程的进行，电容器极板上的电荷不断聚积而使电容器两端的电压UC不断上升，两者的电位差逐渐减小，充电电流也就越来越小，当电容器两端的电压。UC等于电源电压时，两者电位差等于零，充电电流等于零，充电过程结束，这个过程是非常短暂的。2.电容器的放电过程将开关 S 由位置"1"合向位置"2"时，其电路如图2-60（b）所示，电容器便开始放电。 电容器A极板的正电荷与B极板的负电荷不断中和。此时，从电流表A2看出电路中有电流流过，而且由大到小变化，

8、灯泡由亮变暗，最后熄灭。通过电压表V我们可以观察到 电容器两端的电压UC逐渐下降，经过一段时间后下降到零，放电过程结束，这个过程也是非常短暂的。二、电容器中电流与电压的关系若在Dt的时间内，电容器极板上的电荷量增加了DQ，则电路中的电流为 即电路中电容器上的电流等于电容器极板上电荷量的变化率。 由公式 可得那么 所以三、电容器中的电场能量1.电容器的电场能量 经数学推导，电容器中储存的电场能量为上式中C电容器的电容量，单位为法（F）； U电容器两极板间的电压，单位为伏（V）； WC电容器中储存的电场能量，单位为焦（J）。 2.电容器的特点（1） 电容器能够“隔直通交”电容器只是在接通直流电源的

9、瞬间进行充电，由于直流电源电压恒定不变，充电后的电容器两端电压也恒定不变，因此电容器中不会再有电流通过，这相当于电容器把直流电流隔断，即电容器的"隔直"作用。当电容器接通交流电源时，由于交流电的大小和方向在不断的交替变化，使得电容器正反向反复进行充、放电，在电路中会出现连续的交流电流，这就是电容器的"通交"作用。（2）电容器是一种储能元件当电容器两端电压增加时，电容器便从外界吸收能量储存在它的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把原来储存的电场能量释放出来。电场能量和其他能量一样，只能逐渐积累或逐渐释放，不能产生突变，即电容器两端的电压不能突变。 任务分配：1根据具体工作任务要求，选择合适的设备器材。2分成20个工作小组,2人一组。3以小组讨论的方式，合理选择出符合要求的设备任务实施：1按要求分析电路图、并能根据要求选择正确的元器件2监控学生的操作并及时纠正错误。3.回答学生提出的问题。4.对学生的安装结果进行检查。5合格后才能离开实训室。任务检查：1.学生对照质量评价表检查知识掌握情况，并进行自评.2.学生分组描述小组安装的成果，小组互评，指出在安装中的一些优点和不足之处。任务评估：学生根据评价标准及教师点评意见，进一步完善、弥补不足之处。教 学 过 程教师活动学生活动任务评估：对各小组工作进行综合评估，