电容器的连接

1、电电 容容 器器 的的 连连 接接 【课前复习】【课前复习】1.1.电容器电容的概念。电容器电容的概念。2.2.平行板电容器的电容与那些因素有关？平行板电容器的电容与那些因素有关？3.3.标称容量和标称容量和额定工作电压的概念。额定工作电压的概念。图中电容器容体上分别显示的是电容器的图中电容器容体上分别显示的是电容器的那几个参数，它们各有什么意义？那几个参数，它们各有什么意义？标称容量标称容量2200uF额定工作电压额定工作电压25V【观察与思考】【观察与思考】 小李在维修电路时，碰到了以下情况：有一实际电路需小李在维修电路时，碰到了以下情况：有一实际电路需要用到一个要用到一个16uF16uF

2、、800V800V电容器，而手边只有若干电容器，而手边只有若干16uF16uF，450V450V的电容器，该怎么办？的电容器，该怎么办？你能帮小你能帮小李解决这李解决这些问题吗？些问题吗？【案例】【案例】 将几个电容器首尾相连组成一个电路的连接将几个电容器首尾相连组成一个电路的连接方式称为电容器的串联。方式称为电容器的串联。一、一、 电容器的串联电容器的串联图图 1 1电容器串联电路的特点电容器串联电路的特点 电荷量特点电荷量特点 每个电容器带的电荷量相等。每个电容器带的电荷量相等。 电压特点电压特点 总电压等于各个电容器上的电压之和。总电压等于各个电容器上的电压之和。 电容特点电容特点 总电

3、容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。1231111CCCC123UUUUq1=q2=q3=q将图将图1 1的电容器串联电路等效为图的电容器串联电路等效为图2 2所示的电路，所示的电路，等效电容等效电容C C 两极板电量也为两极板电量也为q q。 图图 2 2等效电容：等效电容： 电容器串联与电阻器串联电路特点比较电容器串联与电阻器串联电路特点比较3211111CCCC 电容器串联电路电容器串联电路电阻器串联电路电阻器串联电路q1 = q2 = q3 = qI1=I2=I3=IU=U1+U2+U2U=U1+U2+U2【例【例1 1】 有两个电容器，

4、有两个电容器，C C1 1容量为容量为2F2F，额定工作电压为，额定工作电压为160160；C C2 2容量为容量为10F10F，额定工作电压为，额定工作电压为250250。若将它们串联。若将它们串联后接在后接在300300的直流电源上使用，求等效电容量和每只的直流电源上使用，求等效电容量和每只电容器上分配的电压，这样使用是否安全？电容器上分配的电压，这样使用是否安全？解：等效电容量为解：等效电容量为 FCCCCC67. 11021022121由于由于 CCUQQQ46211053001067. 1故故 VCQU25010210564111VCQU50101010564222 由于电容器由于电

5、容器C C1 1所承受的电压是所承受的电压是250250，超过，超过了它的耐压，所以了它的耐压，所以C C1 1将为被击穿，导致将为被击穿，导致C C2 2承受着承受着全部电源电压全部电源电压300300，而，而300300远大于远大于C C2 2的耐压的耐压250250，C C2 2也会被击穿。所以，这样使用是不安也会被击穿。所以，这样使用是不安全的。全的。【沙场练兵】【沙场练兵】 如下图中，如下图中，C C1 1 = = C C2 2 = = C C3 3 = = C C0 0 = 200 = 200 F F，额定工作，额定工作电压为电压为 50 V50 V，电源电压，电源电压 U U =

6、 120 V = 120 V，求这组串联电，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？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解：三只电容串联后的等效电容为 F67.66F320030CCC108C1201067.6636321CUqqqq每只电容器上所带的电荷量为每只电容器上所带的电荷量为每只电容上的电压为每只电容上的电压为V40V1020010863321CqUUU电容器上的电压小于它的额定电压，因此电容在这种情况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。下

7、工作是安全的。 二、二、 电容器的并联电容器的并联 将几个电容器的一个极板连在一起，另一个将几个电容器的一个极板连在一起，另一个极板也连在一起的连接方式称为电容器的并联。极板也连在一起的连接方式称为电容器的并联。 电容器的并联电路的特点电容器的并联电路的特点 电压特点电压特点 电荷量特点电荷量特点 电容特点电容特点 每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。 总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。 总电容等于各个电容器的电容之和。总电容等于各个电容器的电容之和。 123UUUU123qqqq123CCCC321CC

8、CC 电容器串联电阻器串联q =q1 + q2 + q3 I =I1+I2+I3U=U1=U2=U3U=U1=U2=U3 电容器并联与电阻器并联电路特点比较电容器并联与电阻器并联电路特点比较【例【例2 2】 电容器电容器C C1 1=10F,=10F,充电后电压为充电后电压为3030，电容器，电容器C C2 2=20F=20F，充电后电压为充电后电压为15V15V，把它们并联在一起，其电压是多少？，把它们并联在一起，其电压是多少？CUCQ46111103301010解：电容器解：电容器C C1 1、C C2 2并联前的带电量分别为并联前的带电量分别为CUCQ46222103151020它们所带

9、的总电量为它们所带的总电量为CQQQ44421106103103并联后的总电容量为并联后的总电容量为FCCC66621103010201010并联后的共同电压为并联后的共同电压为VCQU20103010664【沙场练兵】【沙场练兵】 标有标有“10uF,500V”10uF,500V”和和“50uF,200V”50uF,200V”的电容器并联，的电容器并联，等效电等效电 容是多少容是多少? ?并联后的电路电压最高是多少并联后的电路电压最高是多少? ?当电路的电压为所加的最高电压时，每个电容器所带当电路的电压为所加的最高电压时，每个电容器所带的电量是多少？的电量是多少？ 解：并联后的总电容为解：并

10、联后的总电容为 因为电容器因为电容器“50uF,200V”50uF,200V”的额定电压低，所以并的额定电压低，所以并 联后的电路电压最高是联后的电路电压最高是 200V200V。 电路电压是电路电压是200V200V时，每只电容器的电量各为：时，每只电容器的电量各为： F106521CCCC102C20010103611UCQC101C20010502622UCQ三、电容器的混联三、电容器的混联 既有串联又有并联的电容器组合，称为电容器的既有串联又有并联的电容器组合，称为电容器的混联。混联。 【例【例3 3】 如图如图3 3所示，所示，C C1 1为为100F100F、耐压、耐压5050，C

11、 C2 2为为50F50F、耐、耐压压100100，3 3为为50F50F、耐压、耐压5050。求总电容量。求总电容量C C及最及最大安全工作电压大安全工作电压U U。 解：由图可看出，三个电容器解：由图可看出，三个电容器 的连接关系是的连接关系是C C2 2和和C C3 3并联并联 后再与后再与C C1 1串联。串联。 (1)(1)总电容量为总电容量为FCCCCCCC50)5050(100)5050(100)()(321321(2)(2)最大安全工作电压最大安全工作电压 因为因为C C和和C C并联后可看作一个电容器，其并联后可看作一个电容器，其等效电容量为等效电容量为100F 100F 、

12、耐压、耐压5050，而，而C C1 1也是也是100F100F、耐压、耐压5050，这样相当于两个，这样相当于两个100F100F、耐、耐压压50V50V的电容器串联。所以说，该混联电路承受的的电容器串联。所以说，该混联电路承受的最大安全工作电压为最大安全工作电压为100V100V。【案例分析】【案例分析】 A: 2A: 2只只16uF16uF电容器串联后接入电路。电容器串联后接入电路。 B B：2 2只只16uF16uF电容器并联后接入电路。电容器并联后接入电路。 C: 4C: 4只只16uF16uF电容器先两两并联，再串联接入电路电容器先两两并联，再串联接入电路 D D：4 4只只16uF

13、16uF电容器先两两串联，再并联接入电路电容器先两两串联，再并联接入电路小李在维修电路时，碰到了以下情况：有一实际电路小李在维修电路时，碰到了以下情况：有一实际电路需要用到一个需要用到一个16uF16uF、800V800V电容器，而手边只有若干电容器，而手边只有若干16uF16uF，450V450V的电容器，该怎么办？的电容器，该怎么办？【思考】【思考】 电路如图所示，电路如图所示，C C1 1=20pF,C=20pF,C2 2=30pF,C=30pF,C3 3=80pF,C=80pF,C4 4=20pF=20pF， (1)(1)当开关当开关S S断开时，断开时，A,BA,B两点间的等效电容是多