电容器的基本常识

1、富兰克林揭开了富兰克林揭开了”天电天电”的奥秘的奥秘! ! 17521752年年6 6月的一个雷雨天月的一个雷雨天, ,富兰克林冒着生命危险富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验在美国费城进行了著名的风筝实验, ,要把天电引下来看要把天电引下来看一看一看. .富兰克林在成功引下天电后做了实验富兰克林在成功引下天电后做了实验, ,证明了天证明了天电和摩擦产生的电是相同的电和摩擦产生的电是相同的. .富兰克林在引下天富兰克林在引下天电后是如何把这些电后是如何把这些电荷贮存起来的电荷贮存起来的? ?、定义：、定义： 任何两个彼此任何两个彼此绝缘绝缘又相距又相距很近很近的的导体导体，组成一

2、个组成一个电容器电容器。 一、电容器一、电容器平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板电容器的极板电容器的极板2 2、电容器的充电：、电容器的充电： 将电容器两个极板将电容器两个极板带上电荷带上电荷的过程，叫的过程，叫电容器的电容器的充电充电。 一、电容器一、电容器 QQ正正极板极板负负极板极板两板分别带两板分别带等量异等量异种种电荷，一个极板电荷，一个极板带电量的带电量的绝对值绝对值叫叫电容器的电容器的带电量带电量E有短暂有短暂的的电流电流两极间两极间有有电压电压3 3、电容器的放电：、电容器的放电： 用导线将充电后的电容器两极接通，两用导线将充电后的电容器两极接通，两极

3、极失去电荷失去电荷的过程，叫电容器的的过程，叫电容器的放电放电。 一、电容器一、电容器 QQ在在放电放电过程中导线上过程中导线上有有短暂的电流短暂的电流产生产生 电容器两极电容器两极正负电正负电荷荷通过导线中和。通过导线中和。 电容器的充、放电电容器的充、放电 QQE U充电：充电： 电能电能电场能电场能 放电：放电： 电场能电场能其他形式能其他形式能 2 2）在充、放电过程中）在充、放电过程中有电流产生；有电流产生；1 1）充电完毕，电容器两）充电完毕，电容器两端电压等于电源电压。端电压等于电源电压。1 1、电容器带电的特点：、电容器带电的特点： 充电后的电容器两极间的充电后的电容器两极间的

4、电压电压，叫电容，叫电容器的器的电压电压。 二、电容器的电容二、电容器的电容 QQ 电容器的电容器的带电量带电量QQ越多，越多，电压电压U U越高。越高。 Q=0.01C Q=0.01C，U=100V U=100V Q=0.02C Q=0.02C，U=200V U=200V Q=0.03C Q=0.03C，U=300V U=300V QQ与与U U成成正比正比Q/UQ/U是是定值定值两极间有两极间有电压电压U U2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比： 二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=2cmV=2dm3V V与与h h成成正比正比V/hV/h是是

5、定值定值ShV水桶截面积水桶截面积二、电容器的电容二、电容器的电容h=1cmV=1dm3h=1cmV=4dm3水桶水桶V/h=SV/h=S越大，容越大，容纳水的本领越强纳水的本领越强2 2、电容器带电与水桶盛水类比：、电容器带电与水桶盛水类比： S S与与V V 、 h h无关无关3 3、电容的定义：、电容的定义： 电容器所带电容器所带电量电量QQ与电容器两极间的与电容器两极间的电电压压U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。 QQ二、电容器的电容二、电容器的电容UUQC 容纳电荷的本领容纳电荷的本领，与水桶截面积与水桶截面积S S类比类比讨论：讨论：C由由Q、U决定吗？决定吗？

6、UQC （C不由不由Q、U决定决定 ）Q=CU CQU （Q由由C、U决定）决定）（U由由Q、C决定决定 ）11UQC 5. 5.另一种定义：另一种定义：22UQ1212UUQQUQ4 4、电容的单位：、电容的单位：二、电容器的电容二、电容器的电容法拉法拉: : F F还有：微法（还有：微法（ ）、皮法（）、皮法（p p） pFFF126101011F=1C/V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 电容器的电容器的电容电容与与电量电量QQ及电压及电压U U都无关，由电都无

7、关，由电容器容器本身本身决定。决定。与水桶与水桶截面积截面积S S类似。类似。例与练例与练D-9.0-9.01010-8-8C C C C QQ9.09.01010-8-8 1.51.510104 4 1.51.510104 4 电容与电容与电电压压U U无关无关例与练例与练1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SUSUUQC SC CC静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容dUdUdC1CUQC C3 3、电容与电介质的关系、电容与电介质的关

8、系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容介质UrCCUQC 4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SC dC1两板间距离两板间距离kdSCr4两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空 r r=1=1静电力常量静电力常量rC不变UdECQdC1UQC 例与练例与练AB不变QddUE CUCdQSkQ4E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。例与练例与练BCD四、常见电容器四、常见电容器1、种类 四、常见电容器四、常见电容器2 2、击穿电压和额定电压、击穿电压和额定电压3 3、击穿电压和额定电压：、击穿电压和额定

9、电压：四、常用电容器四、常用电容器 加在电容器两极板上的电压不能超过加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电介质将某一个限度，超过这个限度，电介质将被被击穿击穿，这个电压称为，这个电压称为击穿电压击穿电压。 电容器电容器正常工作正常工作时两极板上的时两极板上的最大电最大电压压，称为，称为额定电压额定电压。额定电压额定电压比比击穿电压击穿电压低低外壳上标的电压外壳上标的电压是是额定电压额定电压例与练例与练变大变大变大变大不变不变最小最小该元件有两片锡箔该元件有两片锡箔( (导体导体),),中间是一层中间是一层薄纸薄纸( (介质介质) )构成构成六小结六小结 1、两块彼此靠近而

10、又绝缘的导体在一起就组成了电容器。、两块彼此靠近而又绝缘的导体在一起就组成了电容器。2、电容器的作用是容纳电荷，储存能量。、电容器的作用是容纳电荷，储存能量。3、电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容。、电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容器的电容。4、电容描述了电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的属、电容描述了电容器容纳电荷本领的大小，由电容器本身的属性决定。性决定。5、平行板电容器的电容公式为、平行板电容器的电容公式为C =S4kd。利用这个公。利用这个公式可以判断平行板电容器电容的变化，如果再结合公式式可以判断平行板电容器电容的变化，如果再结合公式C = QU，E

11、= Ud，可以判断电容器的带电量、两极板，可以判断电容器的带电量、两极板间电势差、两极板间场强的变化。间电势差、两极板间场强的变化。 单相电机流过的单相电流不能产生旋转磁场，需单相电机流过的单相电流不能产生旋转磁场，需要采取电容用来分相，目的是使两个绕组中的电流产要采取电容用来分相，目的是使两个绕组中的电流产生近于生近于90的相位差，以产生旋转磁场。的相位差，以产生旋转磁场。电容感应式电机有两个绕组，即启动绕组和运行绕组。电容感应式电机有两个绕组，即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串连了一度。在启动绕组上串连了一个容量较大的电容器，当运行绕组和启

12、动绕组通过单个容量较大的电容器，当运行绕组和启动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使启动绕组中的电流在相交流电时，由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之转子之 间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场相互作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。场相互作用产生电磁场转矩，使电机旋

13、转起来。 n电容感应式电机有两个绕组，即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串连了一个容量较大的电容器，当运行绕组和启动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之 间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场相互作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。 n要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两