平行板电容器电容1

1、1结构：结构：两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一只电两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一只电 容器。这对导体叫电容器的两个极板。容器。这对导体叫电容器的两个极板。2种类：种类：一、电容器一、电容器复习：复习：（1）按极性分为按极性分为 （2）按结构可分为：按结构可分为：（3）按介质材料可分为：按介质材料可分为： 有极性电容和无极性电容。我们最常有极性电容和无极性电容。我们最常见到的就是电解电容。见到的就是电解电容。固定电容，可变电容，微调电容。固定电容，可变电容，微调电容。 气体介质电容，液体介质电容，气体介质电容，液体介质电容， 无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。无机固体

2、介质电容，有机固体介质电容电解电容。3作用：作用：电容器是电容器是储存和容纳储存和容纳电荷的装置，也是储存电荷的装置，也是储存电电场能量场能量的装置。电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的装置。电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、信号调谐的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、信号调谐等。等。 使电容器带电的过程使电容器带电的过程 。充了电的电容器的两极。充了电的电容器的两极板之间板之间有电场有电场 。 充电后的电容器失去电荷的过程充电后的电容器失去电荷的过程 。放电后两极。放电后两极板间板间不存在电场不存在电场。 叫做充电叫做充电 叫做放电叫做放电

3、1电容电容 C：UQC 电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本电容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。压无关。电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的电容电容。二、电容二、电容2单位：单位：电容的单位有电容的单位有法拉法拉( (F) )、微法微法( ( F) )、皮法皮法( (pF) )，它们之间的关系为它们之间的关系为1 F = 10 6 F = 10 12 pF常用的电容器如图常用的电容器如图 4-1 所示。所

4、示。三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 教学重教学重、难、难点点：电容器的定义式电容器的定义式 及及平行板电容器的电容与两板间距、相对面积、平行板电容器的电容与两板间距、相对面积、和中间电介质的关系。和中间电介质的关系。 dSdSC0r 1平行板电容器：平行板电容器：由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。是一种最简单的电容器。金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。是一种最简单的电容器。图图 4-2 给出了平板电容器的示意图。给出了平板电容器的示意图。图图 4-2 平行板电容器平行板电容器实验探究：实验探究： 图图

5、 4-2 所示的平行板电容器的电容所示的平行板电容器的电容 C ，跟介电常数，跟介电常数 成正比，成正比，跟两极板正对的面积跟两极板正对的面积 S 成正比，跟极板间的距离成成正比，跟极板间的距离成 d 反比，即反比，即 式中式中介电常数介电常数 由介质的性由介质的性质决定，单位是质决定，单位是 F/m。真空介电真空介电常数为常数为某种介质的介电常数某种介质的介电常数 与真空介电常数与真空介电常数 0 之比，叫做该介质之比，叫做该介质的的相对介电常数相对介电常数，用，用 r 表示，即表示，即2平行板电容器平行板电容器的电容的电容 r = / 0 0 8.86 10 12 F/m图图 4-2 平行

6、板电容器平行板电容器dSdSC0r表表 4-2 给出了几种常用介质的相对介电常数。给出了几种常用介质的相对介电常数。 表表 4-2几种常用介质的相对介电常数几种常用介质的相对介电常数 2.28.56 6.57 8.511.6聚苯乙烯聚苯乙烯三氧化二铝三氧化二铝无线电瓷无线电瓷超高频瓷超高频瓷五氧化二钽五氧化二钽4.21.03.535 80 7.0石英石英空气空气硬橡胶硬橡胶酒精酒精纯水纯水云母云母相对介电常数相对介电常数/(F/m)介质名称介质名称相对介电常数相对介电常数 (F/m)介质名称介质名称【例【例 4-1】将一个电容为】将一个电容为 6.8 F 的电容器接到电动势为的电容器接到电动势

7、为 1000 V 的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电量。电量。 解：解： 根据电容定义式根据电容定义式 ，则，则UQC Q = CU = （6.8 10 6 1000） C = 0.0068 C 【例【例4-2】有一真空电容器，其电容是】有一真空电容器，其电容是 8.2 F，其间充满云，其间充满云母介质，将两极板间距离增大一倍后，求云母电容器的电容。母介质，将两极板间距离增大一倍后，求云母电容器的电容。 已知已知： 解：查表解：查表 4-2 可知云母的相对介电常数可知云母的相对介电常数 r = 7，则真空电容器的电容为则真空电容器的电

8、容为121202,1086. 8, 7ddFr 求求：C2F 8.201dSC云母电容器的电容为云母电容器的电容为1r0r222CdSC答：云母电容器的电容为答：云母电容器的电容为 28.7 FF7 .28F2 . 82721r2）（CC真空电容器真空电容器的电容为的电容为比较两式可得比较两式可得【课堂练兵课堂练兵】在下列情况下，空气平行板电容器的电容、在下列情况下，空气平行板电容器的电容、两极板间电压、电容器的带电荷量各有什么变化？两极板间电压、电容器的带电荷量各有什么变化？（1）充电后保持与电源相连，将极板面积增大一倍）充电后保持与电源相连，将极板面积增大一倍（2）充电后保持与电源相连，将

9、极板间距增大一倍）充电后保持与电源相连，将极板间距增大一倍（3）充电后与电源断开，再将两极板间距增大一倍）充电后与电源断开，再将两极板间距增大一倍（4）充电后与电源断开，再将两极板面积缩小一半）充电后与电源断开，再将两极板面积缩小一半（5）充电后与电源断开，再在将两极板间插入相对介电常）充电后与电源断开，再在将两极板间插入相对介电常 数数 r = 4的电介质的电介质解：根据公式解：根据公式 空气平行板电容器的电容空气平行板电容器的电容C增大增大1倍、两极板间倍、两极板间电压不变、电容器的带电荷量增大电压不变、电容器的带电荷量增大1倍倍dSC 和和 可得可得UQC 问题（问题（1）：）：充电后保

10、持与电源相连，将极板面积充电后保持与电源相连，将极板面积 增大一倍增大一倍解：根据公式解：根据公式 空气平行板电容器的电容空气平行板电容器的电容C减小为原来的减小为原来的1/2、两极板间电压不变、电容器的带电荷量两极板间电压不变、电容器的带电荷量Q减小为原减小为原来的来的1/2。dSC 和和 可得可得UQC 问题（问题（2）：）：充电后保持与电源相连，将极板间距充电后保持与电源相连，将极板间距 增大一倍增大一倍解：根据公式解：根据公式 空气平行板电容器的电容空气平行板电容器的电容C减小为原来的减小为原来的1/2、两极板间电压增大两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量倍、电容器的带电荷量Q不变。

11、不变。dSC 和和 可得可得UQC 问题（问题（3）：）：充电后与电源断开，再将两极板间距充电后与电源断开，再将两极板间距 增大一倍增大一倍解：根据公式解：根据公式空气平行板电容器的电容空气平行板电容器的电容C减小为原来的减小为原来的1/2、两极板间电压增大两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量倍、电容器的带电荷量Q不变。不变。dSC 和和 可得可得UQC 问题（问题（4）：）：充电后与电源断开，再将两极板面积充电后与电源断开，再将两极板面积 缩小一半缩小一半解：根据公式解：根据公式空气平行板电容器的电容空气平行板电容器的电容C增大增大4倍、两极板间倍、两极板间电压减小为原来的电压减小为原来的1/4、电容器的带电荷量、电容器的带电荷量Q不变。不变。dSC 和和 可得可得UQC 问题（问题（5）：）：充电后与电源断开，再在将两极板间充电后与电源断开，再在将两极板间 插入相对介电常数插入相对介电常数 r = 4的电介质的电介质 平行板电容器的电