最新纯电容电路教案
电容电路课件
电容电路课件一、纯电容电路的基本概念1、纯电容电路的组成（1）电阻器、电容器和电源（2）电容器两端的电压与电流的关系2、纯电容电路的特性（1）电容的特性曲线是通过坐标原点的直线，时不变特性曲线。
（2）电容的电流与电压的变化率成正比。
（3）电容的电流超前电压90度。
二、纯电容电路的分析方法1、动态分析法（1）定义：在电容电路中，由于电源的改变引起电路中电流和电压的变化，这种变化称为动态变化。
因此，对电容电路进行分析的方法称为动态分析法。
（2）动态分析法的步骤：①根据电路的结构和参数，建立电路方程。
②根据电路方程求解电流和电压的变化规律。
③画出电流和电压的变化曲线，分析电路的工作过程。
2、稳态分析法（1）定义：在电容电路中，当电路达到稳定状态时，电流和电压的值不再随时间变化，这种状态称为稳态。
因此，对电容电路进行分析的方法称为稳态分析法。
（2）稳态分析法的步骤：①根据电路的结构和参数，建立稳态电路方程。
②根据稳态电路方程求解电流和电压的值。
③画出电流和电压的波形图，分析电路的工作波形。
三、纯电容电路的应用实例1、电容降压电路（1）工作原理：利用电容在交流信号作用下可以产生瞬时电流的原理，将交流电源加在电容两端，使电容充电，当充电到一定程度时，电容两端的电压达到极限值，此时电容放电，完成一个周期的充放电过程。
在电路中，通过改变电容的容量和数量，可以控制输出电流的大小和方向。
（2）应用实例：LED手电筒、电子门铃等。
2、电容滤波电路（1）工作原理：利用电容的充放电特性，将高频信号通过电容传递到下一级电路中，同时将低频信号或直流分量进行抑制或隔离。
在电路中，通常将滤波电容与电阻器、电感器等元件组成RC滤波网络或LC滤波网络，以实现更精确的滤波效果。
（2）应用实例：开关电源、电子稳压器、整流器等。
四、纯电容电路的实验与设计1、实验内容（1）电容器的充电和放电实验（2）电容器的充放电时间常数测量（3）电容器的应用实验，如滤波器、延时器等2、设计内容（1）电容降压电路的设计（2）电容滤波电路的设计（3）电容延时电路的设计（4）电容储能电路的设计五、纯电容电路的注意事项1.注意安全使用电容器，避免电容器过压、过流、过温等情况。
《电工基础》教案5-5纯电容电路
第周第课时月日课题纯电容电路知识目标掌握纯电容电路电容元件电压与电流关系及旋转矢量图。
能力目标掌握容抗、有功功率及无功功率。
教学内容及组织教法[课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题[新课内容]（以讲解为主）把电容器接到交流电源上，如果电容器的漏电电阻和分布电感可以忽略不计，这种电路叫做纯电容电路，如左下图所示。
一、电流、电压间数量关系通过图5—25所示的实验，来研究纯电容电路电流与电压间的数量关系。
按图连接好电路，在保证电源频率一定的条件下，任意改变信号源的电压值，从电流表和电压表的读数可知，电压与电流成正比，即式中 Uc——电容器两端电压的有效值，单位是伏[特]，符号为V；I——电路中的电流有效值，单位是安[培]，符号为A；Xc——电容的电抗，简称容抗，单位是欧[姆]，符号为Ω。
上式叫纯电容电路的欧姆定律。
容抗表示电容器对电路中的交流电流所呈现的阻碍作用。
将上式两端同时乘以，得这说明纯电容电路中，电流、电压的最大值也服从欧姆定律。
理论和实验证明，容抗的大小与电源频率成反比，与电容器的电容成反比。
容抗的公式为式中厂——电源频率，单位是赫[兹]，符号为Hz；C——电容器的电容，单位是法[拉]，符号为F；Xc——电容器的容抗，单位是欧[姆]，符号为Ω。
显然，当频率一定时，在同样大小的电压作用下，电容越大的电容器所储存的电荷量就越多，电路中的电流也就越大，电容器对电流的阻碍作用也就越小；当外加电压和电容一定时，电源频率越高，电容器充、放电的速度越快，电荷移动速度也越快，则电路中电流也就越大，电容器对电流的阻碍作用也就越小。
对直流电，它的频率f=0，则Xc趋于无穷大，可视为断路。
电容器这种“通交流、阻直流；通高频、阻低频”的性能广泛应用于电子技术中。
二、电流、电压间相位关系通过图5—26所示的实验，来研究纯电容电路中电流与电压的相位关系。
按图连接好电路，图中超低频信号发生器的频率在6 Hz左右。
当开关S闭合以后，仔细观察电流表、电压表的指针摆动情况，从中可以得出结论：电压滞后于电流，正好与纯电感电路的情况相反。
纯电容电路教案
纯电容电路教案标题：纯电容电路教案教案概述：本教案旨在引导学生深入理解纯电容电路的基本原理和特性，掌握相关计算方法，并通过实验操作加深对电容电路的认识。
通过本教案的学习，学生将能够理解电容器的工作原理、电容的定义和计算方法，以及纯电容电路中的电流和电压变化规律。
教学目标：1. 理解电容器的基本原理和工作方式；2. 掌握电容的定义和计算方法；3. 理解纯电容电路中电流和电压的变化规律；4. 能够通过实验操作验证电容电路的特性。
教学重点：1. 电容器的工作原理和电容的定义；2. 纯电容电路中电流和电压的变化规律。
教学难点：1. 纯电容电路中电流和电压的相位关系；2. 通过实验操作验证电容电路的特性。
教学准备：1. 教师准备：电容器、电源、电阻、示波器等实验设备；2. 学生准备：笔记本电脑、实验报告本等。
教学过程：Step 1：导入新知- 引导学生回顾电容器的基本概念和符号表示；- 提问学生：电容器的工作原理是什么？电容的计算公式是什么？Step 2：理论讲解- 通过幻灯片或板书，讲解电容器的工作原理和电容的计算方法；- 解释纯电容电路中电流和电压的变化规律，并强调电流和电压的相位关系。
Step 3：示例分析- 给出一个纯电容电路的示例，引导学生计算电流和电压的数值，并分析其相位关系；- 解释电容电路中的充电和放电过程。
Step 4：实验操作- 将学生分成小组，每组配备相应的实验设备；- 引导学生进行纯电容电路的实验操作，观察电流和电压的变化，并记录实验数据；- 引导学生分析实验结果，验证纯电容电路的特性。
Step 5：讨论与总结- 引导学生讨论实验结果，总结纯电容电路的特性和应用；- 解答学生提出的问题，并巩固学生对纯电容电路的理解。
Step 6：作业布置- 布置相关的练习题，巩固学生对纯电容电路的计算方法和特性的掌握；- 要求学生撰写实验报告，包括实验目的、步骤、结果分析和心得体会等。
教学延伸：对于学习较好的学生，可以引导他们进一步研究交流纯电容电路与其他电路元件组合的特性和应用，如纯电容电路与电感电路的串并联组合。
教案：纯电容正弦交流电路
教案纸教 案 内 容、 过 程教 法 时间分配当0>dt du，电容器的充电过程； 当0<dtdu，电容器的放电过程。
若电容器上的电压不变化时，电容既没有充电，也没有放电，因此电容支路中一定无电流。
当电压不随时间变化时，dtdu=0，电流i 等于零，电容相当于开路，所以电容元件具有“隔直”作用。
并联电容的等效电容等于各个电容之和，所以并联电容可以提高电容量。
串联电容的等效电容的倒数等于各个串联电容的倒数之和，串联电容的等效电容小于每个电容，但是等效电容的耐压值增大了，应该注意电容小的分得的电压大。
【例题】 有“0.3微法、250伏”的三个电容器C 1、C 2、C 3连接如图所示。
试求等效电容，并问端口电压最大为多少？解： C 2、C 3并联，等效电容为C 23 = C 2 + C 3 =2 C 2 =2×0.3=0.6μF C 1与C 23相串联，网络的等效电容为μF 2.06.03.06.03.0231231=+⨯=+=C C C C C i因为C 1小于C 23，所以1u ＞23u ，应保证不超过其耐压值250V 。
电容的充放电过程及电容的连接方式 30`教 案 内 容、 过 程教 法时间分配结论：(1)、电容器在储存和释放电荷(即充放电)的过程中，必然在电路中引起电流。
(2)、电容器两端的电压是随着电荷的储存和释放而变的。
(3)、电容器具有能通过交变电流的作用。
通常称这种性质为“隔直通交”。
二、纯电容电路中电压和电流的关系纯电容电路：由介质损耗很小、绝缘电阻很大的电容器组成的交流电路，都可近似看成。
1、电流与电压的相位关系因为 ,,,,t i q q u C It q U qC c c∆=∆∆=∆==而则， 所以在时间内电流的数学式为t ∆tu C t qi c ∆∆=∆∆=纯电容电路的特点分析30`教 案 内 容、 过 程教 法 时间分配则电流的初相为 120903090=+=+=u i ϕϕ所以电流的瞬时值表达式为：A t i )120314sin(2375.1 += (2)电路的无功功率为)(303375.1220Var UI Q c ≈⨯==(3)电压和电流的矢量图如图所示。
纯电容电路介绍课件
纯电容电路纯电容电路由绝缘电阻很大、介质损耗很小的电容器组成的交流电路.可以近似认为纯电容电路。
1) 电压与电流的相位关系当电容器接到交流电流上时，由于外加交变电压在不断变化，电容器就不断进行充、放电，电路中就产生交变电流，其数值等于电容极板上电荷量的变化率，即式中——电容两端电压变化率。
纯电容电路中正弦电压和电流的波形如图2 -26所示。
把一个周期内的电压变化也分为四个阶段来分析：(1)在电压的第一个1/4周期内，电容两端电压由零增加到正向的最大值，电压变化率为正，所以电流为正，这就是充电电流。
电压为零时，电压变化率最大，充电电流最大;电压为最大值时，电压变化率为零，充电电流为零。
(2)在电压的第二个1/4周期内，电容两端电压由正的最大减小到零，电压变化率为负，电流为负，这就是放电电流。
在电压最大时，放电电流为零;在电压为零时，放电电流与充电电流相反。
(3)在电压的第三个1/4周期内，电压由零变化到负的最大，电容器反向充电，电流为负值。
(4)在电压的第四个1/4周期内，电压由负的最大变化到零，电容器反向放电，电流变为正值图2-26中画出了电容上电流的波形图。
由图可见，电容电流的变化规律为正弦波形图,其频率与电压相同；电容上的电流超前电压90°，它们的相量图如图2-27所示。
2)电流与电压的关系我们也可以像纯电感电路那样做一个交流电压加在纯电容上的实验，通过分析数据，也能得到与纯电感类似的结论。
在纯电容电路中，电压与电流有效值之比为一常数.用Xc来表示.称为容抗,或与感抗类似，容抗Xc在电容电路中起着阻碍电流通过的作用，它的单位也是欧姆(Ω).经分析证明，容抗Xc与电容C、频率f的乘积成反比，即式中C—电容器的电容量(F);f—电源电压的频率(Hz)Ω—电源电压的角频率(rad/s),ω=2Πf3)纯电容电路的功率纯电容电路中的瞬时功率与纯电感电路中的功率很相似,其瞬时电压值与瞬时电流值逐点相乘，就可以画出如图2-28所示的瞬时功率波形图。
纯电容电路PPT课件
S P2 Q2
这一关系称为功率三角形， 如图 8-7 所示。
图 8-7 功率三角形
《电工技术基础与技能》演示文稿 二、电阻、电感、电容电路的功 率1．纯电阻电路的功率
在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 = 0，
95.5 mH，外加频率 f = 50 Hz、U = 200 V 的交流电压源，试求：
(1) 电路中的电流 I ； (2) 各元件电压UR、UL；(3) 总电压与电
流的相位差 。
解：(1) XL= 2fL 30 ， Z
R2
X
2 L
50 Ω ，则I
U Z
4A
(2)UR = RI = 160 V，UL = X LI = 120 V，显然 U
S P2 Q2 QL
即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆 的能量转换。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．纯电容电路的功率
在纯电容电路中，由于电压比电流滞后 90，即电压与电流
的相位差 = 90，则瞬时功率
pC = UIcos[1 cos(2 t)] UI sin sin(2 t)= UI sin(2 t)
瞬时功率在一个周期内的平均值(即有功功率)
P = UI cos = UI 其中 = cos 称为正弦交流电路的功率因数。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．视在功率 S
定义：在交流电路中，电源电压有效值与总电流有效值 的乘积(UI)称为视在功率，用 S 表示，即 S =UI ，单位是 VA (伏安)。
2．纯电感电路的功率
在纯电感电路中，由于电压比电流超前 90 ，即电压与电
《纯电容电路》说课教案
纯电容电路说课教案姜有奇、侯刚、罗春建、肖元楷《纯电容电路》说课教案各位评委老师你们好！今天我说课的内容是国家规划教材,周绍敏主编的《电工基础》第八章第3节，本课程是电子类专业的重要基础课程。
下面我将从教学设计、教学实施、教学收获三个方面对本节课的设计进行说明：一、教学设计（一）教材分析本节教学内容是本章也是全书的一个重点,电容元件是电子元件中的基础元件，在第四章我们已经分析过电容的基本性能和在直流范围内的应用，本节课既是电容在应用范围上的延续和拓展,又是学习RLC串联电路的基础,起着承上启下的作用。
（二）确立目标根据教学内容的结构特征，依据学生的认知规律,结合学生的实际水平,确定本课的教学目标如下:(1)认识:纯电容电路及电容的容抗(2)掌握:纯电容电路电压和电流的数值、相位关系(3)了解:隔直电容和旁路电容（三）教学重难点1、重点、难点的确立教学重点：纯电容电路中端电压与电流的相位关系和数值关系，以及电容元件对电流的阻碍作用。
这些知识是今后学习电动机、变压器、电子技术的基础,特别是在收音机、电视机以及通信设备中应用更广泛,故设为本节课的重点。
教学难点:纯电容电路电压与电流的相位关系。
学生理论知识的欠缺，使其难以理解这部分内容，所以将它定为本节课的难点。
2、重难点的处理和突破通过任务引导使学生理解掌握重点知识。
通过仿真实验突破难点。
（四）教学方法1、教学方法任务引导式教学法：是将所要学习的新知识隐含在一个或几个任务之中，学生通过对所提的任务进行分析、讨论，明确它大体涉及哪些知识，并找出哪些是旧知识，哪些是新知识，在老师的指导、帮助下找出解决问题的方法，最后通过任务的完成而实现对所学知识的掌握。
事实上它并不是简单的给出任务就了事，重要的是要让学生学会学习。
任务引导式教学法，改变了传统的一根粉笔、一张嘴的教学模式，不仅发挥了教师的主导作用，同时突出了学生的主体地位。
2、教学手段仿真演示：增加直观性,激发学生的学习积极性。
纯电阻电感电容电路
课题4－2纯电阻电路课型新课授课班级授课时数1教学目标1．掌握纯电阻电路中电流与电压的数量关系及相位关系；2．理解纯电阻电路的功率；3．会分析纯电阻电路的电流与电压的关系；4．会分析计算纯电阻电路的相关物理量。
教学重点1．纯电阻电路的电压、电流的大小和相位关系。
2．纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。
教学难点纯电阻电路瞬时功率、有功功率、无功功率的计算。
教学后记1.提出问题，引导学生思考电方面知识，引起兴趣。
2.结合前面学过的知识，让学生自主探究，让他们由“机械接受”向“主动探究”发展，从而落实了新课程理念：突出以学生为主体，让学生在活动中发展。
3.总结结论，引导学生自己得出结论，养成良好的自主学习能力。
引入新课【复习提问】1、正弦交流电的三要素是什么2、正弦交流电有哪些方法表示【课题引入】：我们在是日常生活中用到的白炽灯、电炉、电烙铁等都属于电阻性负载，它们与交流电源联接组成纯电阻电路，那么它们在交流电路中工作时，电压和电流间的关系是否也符合欧姆定律呢纯电阻电路的定义只有交流电源和纯电阻元件组成的电路叫做纯电阻电路。
第一节纯电阻电路一、电路1．纯电阻电路：交流电路中若只有电阻，这种电路叫纯电阻电路。
如含有白炽灯、电炉、电烙铁等的电路。
2．电阻元件对交流电的阻碍作用，单位二、电流与电压间的关系1．大小关系电阻与电压、电流的瞬时值之间的关系服从欧姆定律。
设在纯电阻电路中，加在电阻R上的交流电压u U m sin t,则通过电阻R的电流的瞬时值为：i =Ru=RtUsinm Im sintI mRUmI =2m I RU 2m =RU IRU：纯电阻电路中欧姆定律的表达式，式中：U 、I 为交流电路中电压、电流的有效值。
这说明，正弦交流电压和电流的最大值、有效值之间也满足欧姆定律。
2．相位关系（1）在纯电阻电路中，电压、电流同相。
（2）表示：电阻的两端电压 u 与通过它的电流 i 同相，其波形图和相量图如图1所示。
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课前复习
电感元件上电流、电压之间的关系1．大小关系
2．相位关系
第二节 纯电容电路
一、电路
二、电容对交流电的阻碍作用
1． 演示：动画M8-5 电容对电流阻碍作用
电容在交、直流电路中的作用
结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器。
原因：当电源电压增高时，电源给电容器充电，当电源电压降低时，电容器放电，充放电交替进行。
2．分析和结论
（1）电容对交流电的阻碍作用叫容抗。
用X C 表示。
（2）X C 与ω、C 有关
X C =C ω1=C
f π21 （3）分析：为什么会产生X C ，为什么X C ∝ ω
1，X C ∝ C 1 （4）电容器在电路中的作用：通交流、隔直流；通高频、阻低频。
（5）应用
隔直电容：使交流成分通过，而阻碍直流成分通过，做这种用途的电容器叫隔直电容。
高频旁路电容：高频成分通过电容器，而使低频成分输入到下一级，做这种用途的电容器叫高频旁路电容。
三、电流与电压的关系
1． 大小关系
动画M8-6 电容电压与电流
I =
C X U I m =
C X U m (i ≠ C
X u ) 2． 相位关系
动画M8-7 电容电压电流相位差
（1）电流超前电压2π （2）表示：解析式、波形图、相量图。
【例8-3】已知一电容C = 127 μF ，外加正弦交流电压V )20314sin(220 +=t u C ，试求：(1) 容抗X C ；
(2) 电流大小I C ；(3) 电流瞬时值C i 。
解：(1) Ω==251C
X C ω (2) A 8.025
20===C C X U I (3) 电容电流比电压超前90︒，则A )110314sin(28.0 +=t i C
练习：已知交流电压u = 2202sin ( 314 t + 45︒)V ，它的有效值是 ，频率是 ，初相是 。
若电路接上一纯电容负载X C = 220 Ω，则电路上电流的有效值是 ，电流的解析 。
小结：1．纯电容电路中欧姆定律的表达式。
2．容抗的计算式。
3．电容两端的电压和通过电容的电流的相位关系。
4．电容器在电路中的作用。