3电工基础第三章教案.doc

第三章电容器 §3—1、电容器 教学目的 1、 知道电容器的概念，认识常见的电容-器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定

义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 2、 了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行 板

电容器的电容大小的方法。 教学重、难点

教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。 教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值 的计算方法。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学

教学时数：一课时授完。

教 具：多媒体课件

教学过程： I、复习导入：

1、 殳习提问：叠加定理内容与应用条件。

2、 导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如在 电

力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调 谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。 n、讲授新课：

一、电容器和电容 1、 电容器：

(1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件.是由两个彼此绝缘乂相隔很近的导体电极中 间夹一

层绝缘体(又称电介质)所构成。 (2) 、电容器最基本的特性：能够存储电荷。

(3) 、用途：具有“隔直通交”的特点,在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等;

在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。 (4) 、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。

(5) 、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压 U,在电场力的作用下，自由电了定向运动，使得A板带有正电荷，B板带有等量的负电荷.电 荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止.这样在两个极板间的介质中建立 了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量. 2、 电容

(1) 、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电容，通常也用符号C表示。

(2) 、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。 用字

母C表示。

(3) 、电容定义式为：c = 9

U

式中 Q——一个极板上的电荷量，单位是库［仑］,符号为C; U一两极板间的电压，单位是伏［特］,符号为

C—电容，单位是法［拉］,符号为F。 (4) 、物理意义：描述电容器容纳电荷木领的大小

(5) 、单位换算：法拉，简称法，通常用符号“F，表示。

当电容器两端所加的电压为IV时，若在任一极板上储存1C的电荷量，则该电容器的电容量 就是1F。 实际成用常用的是较小的单位有微法 叩F)和皮法(pF) : 1“尸=10一'尸lpF=10',?F 二、平行板电容器 1、 影响平行板电容器电容的因素：理论与实验证明，平行板电容器的电容与两极板的正对 面

积成正比，与两极板的距离与反比，并跟板间插入的电介质有关。 2、 平行板电容器电容计算的数学表达式为

式中 £——某种电介质的介电常数，单位是法［拉］每米，符号为F/m； S—极板的有效面积，单位是平方米，符号为而；

d—两极板间的距离，单位是米，符号为"

C——电容，单位是法［拉］,符号为F。 3、注意：

(1) 、对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定值，其大小仅与电容器的极板面积 大

小、相对位置以及极板间的电介质有关；与两极板间电压的大小、极板所带电荷量多少无关。 (2) 、不同电介质的介电常数不同，真空中的介电常数用叫表示，实验证明：

勺=8.&5x10T2p/m其它电介质的介电常数与真空中的介电常数的比值，叫做某种物质的相对 介电常数，用§表示£r=f则£ = §勺 (3) 、并不是只有电容摭才有电容，实际上任何两个导体之间都存在着电容。

【例1】将一个电容为6.8//F的电容器接到电动势为1000V的直流电源上，充电结束后，求电 容器极板上所带的电荷量. 解:根据电容定义式 C=Q/U 则 Q=CU=6. 8xl0-6x 1000=0. 0068 (C) 课堂练习：有一真空电容器其电容是8.孕凡将两极板间的距离增大一倍后，其间充满云母介 质，求云母电容器的电容.

解:其空电容器的电容仁=号(1)云母电容器的电容。=夸(2)

仞除以⑴得到含=号 则C=fC0 =|x8.2Z/F=28.7//F m、本课小结

1、 电容器的定义与基本特性

2、 电容的概念与定义公式

3、 平行板电容器公式与应用.

IV、课余作业：课本P69小练习1、2、3、4. 教学后记： 教学目的 1、 了解电容器的参数。

2、 了解电容器的种类及特点。

教学重、难点 教学重点:电容器的参数. 教学难点：电容器的种类及特点。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学

教学时数：一课时授完。

教 具：瓷片电容器、云母电容器、电解电容器、可调电容器、多媒体课件等。

教学过程： I、复习导入： 2、电容器的种类

1、 复习提问：电容器、电容的定义公式、平行板电容器电容公式

2、 导入新课：电容器的各类繁多，不同种类电容器的性能、用途不同，同一类的电容器也 有

许多不同的规格，要合理选择和使用电容器，就必须对电容器的参数有种类有充分的认识。这 节课我们就来了解电容器的参数和种类方面的问题。 口、讲授新课： 一、电容器的参数 1、 额定工作电压•

（1 ）、电容器的额定工作电压是指使电容掐能长时间地稳定工作，并且保证电介质性能良好 的直流电压的数值。 （2） 、额定工作电压一般叫耐压。

（3） 、电容器上所标的电压就是工作工作电压，一般直接标注在电容器外壳上。

（4） 、如果把电容器连接到交流电路中，必须保证电容器的工作工作电压不低于交流电压的 最

大值，否则电容器会被击，造成不可修复的永久损坏。 2、 标称容量和允许误差

（1） 、标称电容量是标志在电容器上的电容量。

（2） 、电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。

精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0 （02） -±2%、1-±5%、II-±10%、 111-±20%、IV- （+20%-10%）、V- （+50%-20%）、W- （+50%-30%） （3） 、一般电容器常用I、II、III级，电解电容器用IV、V、VI级，根据用途选取。

3、 绝缘电阻

（1） 、直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。

（2） 、当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0. 1//F时，主要取决于 介质的性

能，绝缘电阻越小越好。 4＞损耗

（1） 、电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。

（2） 、各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质 损耗，电导

损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。 5、频率特性

随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 二、电容器种类和选用 1、常用的各种电容器及其符号表示：（见课本P71图3 — 3）

-II- --II——k 固定电容 电解电容 可变电容 微调电容 （1） 、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。

（2） 、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质 电容器等。

（3） 、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小 型电容器。

（4） 、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钮电容，还 有先进的聚

丙烯电容等。 （5） 、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉 电容器。

（6） 、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。

（7） 、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钮电容器。

（8） 、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。

（9） 、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钮电 容器。

（10） 、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容 器、固体钮电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。 3、电容器的选用

在实际选用电容器时，不仅要考虑电性能要求，还应考虑它的体积、种类、重量及价格等因 素；不仅要考虑电路要求，还应考虑电容器的使用环境.总之，在选用电容器时应视具体情况而 定。 （1） 、育先应满足电性能要求,主要考虑电容量，允许误差和额定工作电压等指标是否达 到电

路要求，既不能过高，也不能过低。过高造成浪费，过低不但达不到电路要求，而且不安全。 （2） 、考虑电路要求和使用环境，如电力系统用以改善系统的功率因数时，应选择额定工 作电

压高，容量大的电力电容器；在谐振回路中，应选择稳定性高，介质损耗小的云母电容器或 陶瓷介质电容器等；用于电源滤波时，应选用大容量的电解电容器。 （3） 、考虑装配形式，体积及成本等。

（4） 、对电容器的型号及意义熟悉，这也是选用电容器的依据之一。

一般固定电容器的型号意义可查阅有关的手朋，如某电容器型号为CZG型，则表示管状纸介 质电容器，具体意义如下： C为主称（C表示电容器）；

Z为介质材料（Z代表纸介质）；

G为分类及特征代号（G表示管状）。

m、本课小结

1、 电容器的参数。

2、 电容的种类及特点。

IV、课余作业：课本P72小练习1、2. 教学后记： 教学目的

1、 掌握并能应用电容器串、并联的公式进行计算。

2、 理解电容器串、并联的条件与特点。

教学重、难点 教学重点:电容器串、并联规律与应用。 教学难点：电容器串、并联规律的推导过程与应用。 教学方法：讲授法

教学时数：一课时授完。

教 具：多媒体课件

教学过程： I、复习导入：

1、 复习提问：电容器的工作电压、标称容量和允许误差、电容器的选用原则。

2、 导入新课：在上节内容中，我们学习了电容器的两个重要参数：电容量和耐压。在实际 工

作中，选用电容器必须考虑它的电容量和耐压能力o而电容器的容量和耐压都不是连续的（显 示电容量和耐压值标称系列）。当遇到单独一个电容器的电容量或耐压不能满足电路要求时，这 时，可将若干个电容器作适当连接，以满足实际电路的需要。 口、讲授新课： 一、电容元件的串联 1、定义：将几只电容器首尾依次相连，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联。 如

下图所示。

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