影响电容器电容因素的控制
电容器的电容课件-高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
在吗？
一、电容器
2.电容器的充放电
做一做：通过观看实验完成下面表格的内容
电流方向
充电过程（S-1）
放电过程（S-2）
电流大小
变化
电压表大小
变化
能量转化
一、电容器
（1）电容器充电
电流方向
充电过程（S-1）
顺时针
电流大小
变化
减小到0
电压表大小
变化
能量转化
增加到稳定
电源电能储
存在电容器
步骤2：再将开关S与2端相
连，电容器通过电阻R放
电，传感器将电流信息传
入计算机，屏幕上显示出
电流随时间变化的I-t图像。
二、电容
实验探究2：用传感器探究电容器放电过程电
荷量Q与电压U的关系
问题1：能否通过I-t图象求得电容器释放的
电荷量呢？
通过I-t图象与横轴围成的面积表示电容器
所释放的电荷量Q
二、电容
影响电容大小
的因素。
物理意义
关，的比值反
映电容器容纳电
荷的本领。
四、常用的电容器
固定电容器
电容器
聚苯乙烯电容器
电解电容器
可变电容器
电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，
这个数值比击穿电压低。
击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超
过某一限度，电介质被击穿，电容器损坏，这
个极限电压称为击穿电压。
纸质电容器
共同点：都是在两个导体间充填绝缘体
一、电容器
1.电容器的构造
两个彼此绝缘、又相互靠近的导体
极板
金属板
绝缘物质（电介质）
金属板
课堂案例：从理论上研究影响平行板电容器电容的因素(节选)
课堂案例：从理论上研究影响平行板电容器电容的因素（节选）作者：欧帮祝来源：《中学物理·高中》2013年第07期1 研究平行板电容器的电容与两板间正对面积的关系老师：已经充电的平行板电容器两板间的电场有什么特点？学生：除边缘部分外，可以看做匀强电场。
电场线的密度应该是均匀的，间隔相等的平行线。
老师：电场线密度（即场强的大小）由什么决定的？学生：应该由两板电荷分布的疏密（电荷面密度）决定。
老师：当两板的正对面积减小（仅让两板相互错开），如图1、图2所示（老师板画），电荷面密度如何变化？为什么？学生：图2电荷面密度大，因为异种电荷相互吸引。
老师：比较图1、图2中电场线疏密，并说明理由。
学生：图2中电荷面密度大，电场线会密一些（老师板画，如图3、图4）。
老师：请同学们比较图3、图4两板间电场强度大小，比较图3、4两板间电势差大小。
学生：因为电场线的疏密描述了场强的大小，所以E3U3.老师：请比较图3、图4电容的大小。
老师、学生总结一：平行板电容器的电容与两板的正对面积有关，正对面积越大电容越大。
2 研究平行板电容器的电容与两板间距离的关系老师：现将图3两板间距离拉大（老师板画图5），请同学们思考，极板的电荷面密度有无变化？极板间电场线的疏密有无变化？学生：电荷面密度、电场线疏密都不变。
（老师板画图6）老师：两板间的电势差如何变化？学生：由U=Ed知两板间的电势差增大。
老师：板间距增大后，电容器电容大小如何变化？老师、学生总结二：平行板电容器的电容与两板的间距有关，间距越大电容越小。
老师介绍：理论分析表明，当平行板电容器的两极板间是真空时，电容器C与极板的正对面积S、极板距离d的关系为C=S4πkd，式中k为静电力常量。
3 研究平行板电容器的电容与两板间介质的关系老师：前面学过了导体在电场中的静电感应和静电平衡，如果我们把绝缘介质放入电场中，介质将会有什么表现？学生：绝缘介质中没有自由电荷，不会出现静电感应。
串联超级电容器的均压控制
串联超级电容器的均压控制摘要：电压不均衡是制约超级电容串联应用的重要因素。
文章对现有的超级电容电压均衡方法进行了简要讨论，提出了一种带隔离变压器的Cuk变换器动态均衡方法，并给出了相应的控制策略。
利用PSIM软件对其均压性能和效果进行了仿真分析。
仿真结果表明该动态均压电路均衡速度快、均衡性能好，对由于不同因素造成的电压不均衡都具有良好的均压效果。
关键词：超级电容器；电压均衡；隔离变压器；Cuk变换器；控制策略引言超级电容器是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能元件，其具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长、免维护等优点，被广泛应用于汽车工程、不间断电源、电力系统等领域中。
超级电容单体额定电压较低，一般小于3V，需要通过多个超级电容串并联使用，来满足外部设备对电压等级的需要。
由于超级电容单体内部参数的不一致性，造成各电容单体充放电速度不同从而导致电压不均衡，降低了电容组的储存能力和使用寿命。
因此，采取合适的电压均衡措施使超级电容单体电压保持一致具有重要意义。
目前在串联超级电容器储能系统中采用的电压均衡方法，主要分为能耗型和能量转移型两大类。
能耗型均压电路结构一般比较简单，易于实现，常见的有开关电阻法和稳压管法，此类均衡方法具有均压效果好、可靠性高等优点，缺点是能量浪费严重。
能量转移型均压电路是利用DC/DC变换器或者储能元件作为能量传递器件，将高电压电容单体中的能量转移到低电压电容单体，实现动态平衡。
如DC/DC变换器法和飞渡电容法，此类方法优点是能量损耗低、电压均衡速度快、充放电状态下均可进行电压均衡。
缺点是控制复杂、成本高。
针对上述各种方法存在的问题，本文提出了带隔离变压器的Cuk变换器的均衡电路。
此均衡电路与传统的基于双向DC/DC变换器电压均衡电路相比，功率开关管的数目减少了一半，简化了控制的复杂度，并且节约了成本。
仿真结果表明均压效果良好，从而验证了该均压方法的有效性和可行性。
1、Cuk 变换器均衡电路简介Cuk 斩波电路也称Cuk 变换器， 美国加州理工学院Slobodan Cuk 提出的对Buck/Boost 改进的单管不隔离直流变换器， 在输入输出段均有电感， 可以显著减小输入和输出电流的脉动， 输出电压的极性和输入电压相反， 输出电压既可以低于也可以高于输入电压。
电容器电容器的电压电荷量和电容的关系课件
第七章
电场
4
电容器 电容器的电压、 电荷量和电容的关系
一、电容器
两个彼此 绝缘又相互靠近的 导体构成一个 电容器.
①常用电容器：有固定电容器和可变电容 器.固定电容器有： 纸质电容器和 电解电容器， 使用电解电容器时不能接错其两极，不能 接 交变 电流；可变电容器通常采用改 变 导体正对面积 来改变电容大小.
C．保持开关闭合，将电容器两极板间的距离拉大，微粒将向下加速运动 ②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U0=6.
离， ②接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度，记下这时的电压表读数U0=6.
(2010×北京卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图746)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指
②电容器的充放电使电容器两极板 带上等量异种电荷的过程称为 充电，充 电后在两极间就存在 电场，两极间就存 在电势差，此电势差叫电容器的 电压， 电容器上 一个极板 所带电荷量的绝对 值叫做电容器的电荷量.
电容器充电后，两极间用导体接通 ，使两板电荷相互 中和，电容器的带 电量逐渐减小的过程叫 放电.
C.丙图中两极间的电压不变，若有 、D错误，选项C正确．
放入铝板，相当于两极板间距减小．
B板下移后，带点质点到达B板时重力做的功将大于克服电场力做的功，粒子将穿过N孔，D错误．
电流流向传感器的负极，则x变小 ①定义：电容器所带
与两个极板间的
的比值.
如果有两个电子都从静止状态分别从两个电容器的负极板出发，飞向正极板，则两个电子达到正极板时的速度之比为( )
电流流向传感器的正极，则F变大 *平行板电容器的电压、电容、电荷量、场强的关系
第六讲 电容器(教师版)
电容器考点1—— 对U Q C =和dK s C πε4=的理解 考点知识归纳总结：1．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成一个电容器．使电容器两个极板分别带上等量异种电荷的过程叫做充电；两极板同时失去电荷的过程叫做放电．电容器的带电荷量是指任意一块极板所带电荷量的绝对值．2．电容器的电容是这样定义的，电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值．它的物理意义是表示电容器储存电荷能力的物理量．在国际单位制中的单位是法拉，符号用F 表示． 电容的定义式：UQC =，但电容的大小与定义它的Q 和U 无关． 3．平行板电容器的电容与两平行板的正对面积(S )成正比，与有无电介质有关，与电介质的相对介电常数(ε)成正比，与两平行板间的距离(d )成反比． 电容的决定式：dK sC πε4=典例精讲：例1. 下列关于电容的说法正确的是( )A ．电容器简称电容B ．电容器A 的电容比B 的大，说明A 的带电荷量比B 多C ．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量D ．由公式C ＝QU 知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比答案：C例2. 有一充电的平行板电容器，两极板间电压为3 V ，现使它的电荷量减少3×10－4 C ，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？答案：150 μF 150 μF变式精练：1. 某电容器上标有“25 μF 450 V ”字样，下列对该电容器的说法中正确的是( ) A ．要使该电容器两极板之间电压增加1 V ，所需电荷量为2.5×10－5 C B ．要使该电容器带电荷量为1 C ，两极板之间需加电压2.5×10－5 V C ．该电容器能够容纳的电荷量最多为2.5×10－5CD ．该电容器能够承受的最大电压为450 V 答案：A2. 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－4C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？ 答案：1.5×10－4 F 1.5×10－4 F 3×10－4 C解析：由C ＝Q U 可求电容．C ＝Q U ＝4.5×10－43F ＝1.5×10－4 F .电容器电压降为2 V 时，电容不变，仍为1.5×10－4 F ．此时电荷量为Q ′＝CU ′＝1.5×10－4×2 C ＝3×10－4 C .考点2—— 平行板电容器的动态问题 考点知识归纳总结：动态分析平行板电容器中因为两板距离d 或正对面积s 或介电质常数导致电容C ．电量Q ．电压U ．电场强度E 的变化，各物理量间的推理关系如下：U Q C =+ kdSC πε4=+dU E =→SkQE επ4=第一类问题:平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电量Q 保持不变。
什么是电容的漏电流
什么是电容的漏电流电容是电力工程中常见的一种电子元件，它具有存储电荷和能量的特性。
而在实际应用中，电容器的性能需要考虑到多方面因素，其中之一就是电容的漏电流。
本文将介绍电容的漏电流的定义、产生原因以及如何减小漏电流的方法。
一、电容的漏电流是什么？电容的漏电流是指在电容器中存储的电荷，由于内部绝缘材料的不完善或其他因素的影响，流失到外部的电流。
漏电流的存在会导致电容器无法长时间稳定地保存电荷，从而降低其性能。
二、电容的漏电流产生的原因1. 内部绝缘材料缺陷：电容器的内部绝缘材料决定了其是否能够有效地阻止电荷流失。
因为材料的制造过程和质量控制等方面的因素，电容器内部可能存在细小的缺陷，这些缺陷会导致电流泄露。
2. 温度变化：电容器在使用过程中，如遇到高温环境，其内部绝缘材料可能因为温度的变化而发生微小的物理变化，进而引起电荷的泄露。
3. 湿度：湿度也是影响电容器漏电流的因素之一。
在高湿度的环境下，电容器内部绝缘材料可能会被湿气渗透，导致电荷泄露。
三、如何减小电容的漏电流1. 选用优质电容器：为了减小电容的漏电流，选择质量可靠的电容器至关重要。
应该选择有良好绝缘性能的电容型号，避免使用劣质电容器。
2. 控制环境温度：维持电容器工作环境的稳定温度，避免过高温度的影响。
保持适宜的工作温度范围有助于减小漏电流的发生。
3. 控制环境湿度：在一些需要长期稳定存储电荷的场合，尽量避免高湿度的环境。
可以通过加装密封盖等方式，减少湿气对电容器的影响。
4. 使用电容器维护：定期检查和维护电容器，及时更换老化或损坏的电容器。
如果发现电容器漏电流较大，应及时更换或进行修理。
总结：电容的漏电流是电容器中电荷损失的现象，通常由于内部绝缘材料的缺陷、温度变化以及湿度等因素引起。
为了减小漏电流，应该选择优质电容器，控制环境温度和湿度，并进行定期维护。
只有有效地减小漏电流，才能保证电容器长期稳定地存储电荷，发挥其正常的功能。
注：以上为文章内容，不包含标题和其他无关内容。
电容器组的电压平衡与校正
电容器组的电压平衡与校正电容器组是一种常见的电力设备，用于储存电能，并在电力系统中平衡电压的波动。
然而，由于各种因素的影响，电容器组内的电压往往不会完全平衡，这个问题需要得到校正。
本文将探讨电容器组电压平衡的原理、影响因素以及校正方法。
1. 电容器组电压平衡的原理电容器组由若干个电容器组成，每个电容器的容量和阻抗都不尽相同。
在正常运行时，电容器组应该保持电压平衡，即每个电容器的电压相等。
这样可以确保电容器组正常地向电力系统提供电能，避免电压偏差和谐波的产生。
2. 影响电压平衡的因素电容器组电压平衡受到许多因素的影响，以下是一些常见因素：a) 电容器参数差异：由于生产工艺或使用时间的差异，电容器的容量和阻抗可能会有所不同，导致电压不平衡。
b) 电力系统的不平衡载荷：不平衡的负载会导致电容器组的电压分布不均。
c) 电容器的老化和故障：老化或故障的电容器可能会产生异常的电压，进而影响整个电容器组的平衡性。
3. 电容器组电压校正方法为了确保电容器组的电压平衡，需要采取相应的校正措施。
下面是一些常用的电压校正方法：a) 调整电容器接线：通过调整电容器组内部的接线，可以改变电容器之间的电压分配，从而实现电压平衡。
b) 并联阻抗：在电容器组的每个电容器并联一个阻抗元件，通过调整阻抗的数值，可以使电容器组的电压相等化。
c) 监测与控制系统：引入电压监测与控制系统，通过实时监测电容器组的电压，以及根据监测结果自动调整电容器组内电容器的运行状态，实现电压平衡。
4. 校正策略的选择在实际应用中，校正策略应根据具体情况和需求进行选择。
以下是一些应考虑的方面：a) 成本效益：不同的校正方法需要不同的设备和成本投入，需要综合考虑校正效果和经济性。
b) 可行性：校正方法的可行性取决于电容器组的具体设计和参数。
c) 可靠性：校正方法应具备良好的可靠性和稳定性，以保证电容器组的长期运行。
结论电容器组的电压平衡与校正是确保电力系统稳定运行的重要环节。
电容坏掉阻值变小的原因
电容坏掉阻值变小的原因
电容是电子元件中常见的一种，它具有存储和释放电荷的能力。
然而，在使用过程中，我们有时会遇到电容坏掉阻值变小的情况。
那么，造成电容坏掉阻值变小的原因是什么呢？
电容器的阻值是指电容器本身的电阻大小。
电容器在正常工作状态下，应该具有较高的阻值，以保证电路的稳定性和正常运行。
然而，当电容器遭受损坏或老化时，其阻值往往会变小。
造成电容坏掉阻值变小的主要原因有以下几点：
1. 电容器的老化：随着时间的推移，电容器内部的电介质会逐渐老化，导致电容器的阻值变小。
这是因为老化的电介质会导致电容器内部的电阻减小，从而使整体阻值变小。
2. 电容器的损坏：电容器在使用过程中可能会受到外界的冲击或过电压的影响，导致电容器内部结构损坏。
例如，电容器的电介质可能会被击穿或破裂，导致电容器阻值变小。
3. 温度变化：温度的变化也会对电容器的阻值产生影响。
当温度升高时，电容器内部的电介质会膨胀，导致电容器的阻值变小。
相反，当温度降低时，电容器内部的电介质会收缩，导致电容器的阻值增加。
4. 电容器的质量问题：有时候，电容器的质量可能存在问题，例如
制造过程中的瑕疵或原材料的质量不合格。
这些问题可能导致电容器的阻值变小，甚至无法正常工作。
电容坏掉阻值变小的原因可以归结为电容器的老化、损坏、温度变化和质量问题等因素。
为了避免这种情况的发生，我们应该选择质量可靠的电容器，并避免过电压、过温等因素对电容器的影响。
此外，定期检查和维护电路中的电容器也是必要的，以确保电容器的正常工作和使用寿命。