《电工基础》电子教案.docx

《电工基础》
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图4-2平行板电容器
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第四章电容
.理解电容的概念及其计算。
.掌握电容器串、并联的性质及等效电容的计算。
.理解电容充放电过程中的能量转换规律及有关计算。
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图4-2平行板电容器
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序号
内 容
学时
1
第一节电容器和电容
2
2
第二节电容器的连接
1
3
第一节电容器的充电和放电
1
4
电容器的充放电
2
5
第四节电容器中的电场能量
1
6
本章小结与习题
1
7
本章总学时
8
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图4-2平行板电容器
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第一节电容器和电容
一、容器
1 .结构：两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容 器的两个极板。
2 .种类：电容器按其电容量是否可变，可分为
固定电容器和可变电容器，可变电容
器还包括半可变电容器，它们在电路中的符号参见表 4-1。
表4-1电容器在电路中的符号
名称
电容器
电解电容器
半可变电容 器
可变电容器
双连可变 电容器
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图4-2平行板电容器
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图形符号
1
+ 11 （有
固性）
H （无按性）
A
¥
J JzT
-]
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图4-2平行板电容器
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固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间的介质有关。一般常用的介质有云 母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。
电解电容器是有正负极之分的，使用时不可将极性接反或接到交流电路中，否则会将电解电容器击 穿。
电容量在一定范围内可调的电容器叫可变电容器。半可变电容器又叫 微调电容。
常用的电容器如图4-1所示。
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图4-2平行板电容器
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申醍
森联
R46
图4-1常用电容器
•作用：电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存
的电荷的量叫电容器的电量。
将电容器两极板分别接到电源的正负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电 容器的充电过程。
电容器充电后，极板间有电场和电压。
用一根导线将电容器两极板相连，两极板上正负电荷中和，电容器失去电量，这个过程称为电容器 的放电过程。
•平行板电容器：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。图 4-2给出了平板电容器的示意图。
二、电容
.电容C
如图4-2所示，当电容器极板上所带的电量 Q增加或减少时，两极板间的电压U也随
之增加或减少，但Q与U的比值是一个恒量，不同的电容器， Q/U的值不同。
电容
电容器所带电量与两极板间电压之比，称为电容器的
电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本
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图4-2平行板电容器
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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。
•单位
电容的单位有法拉（F）、微法（」F）、皮法（pF），它们之间的关系为 6 12
1 F= 10 = 10pF
三、平行板电容器的电容图4-2所示的平行板电容器的电容成正比，跟极板间的距离成d反 比，即C,跟介电常数；成正比，跟两极板正对的面积 S
S
d
式中介电常数；由介质的性质决定，单位是 F/m。真空介电常数为
So 托 汇 10± F/m。
某种介质的介电常数 ；与真空介电常数 ；。之比，叫做该介质的相对介电常数，用：r
表示，即
；r = ； / ； 0
表4-2给出了几种常用介质的相对介电常数。
表4-2几种常用介质的相对介电常数
介质名称
相对介电常数
介质名称
相对介电常数
石英

聚苯乙烯

空气

三氧化二铝

硬橡胶

无线电番
6 〜
酒精
35
超高频