电工学(劳动第五版)§3-4.ppt

第三章 单相交流电路 §3-4 纯电容交流电路 一、电容器与电容量 电力电容 电解电容 瓷介电容 涤纶电容 可变电容 微调电容 1．电容器 直流电不能通过电容器，电容器的这一特性称为隔直。 使电容器带电的过程称为充电。 充电后的电容器失去电荷的过程称为放电 。 两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。 这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的电介质。 原来不带电的电容器接上直流电源后，它的两个极板就储存电荷。 电荷量与电压的比值称为电容器的电容，用符号C表示。它在数值上等于电容器在单位电压作用下所储存的电荷量。 即 电容的单位是法拉，简称法，用F表示，常用较小的单位有微法（μF）和皮法（pF）。 2．电容量 电容器的电容可以看作是为使两极板间的电位差为1V时，电容器所需要带的电荷量。 需要电荷量多，表示电容器的电容大。这类似于用不同的容器装水，要使电容器中水深都为1cm，横截面积大的容器需要的水多。 平行板电容器是最常见的电容器。 电容器的结构 电容是电容器的固有属性。 它只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质的特性有关；而与外加电压的大小，电容器带电多少等外部条件无关。 式中S、d、C的单位分别是m2、m、F，介电常数ε的单位是F/m。 真空中的介电常数ε0≈8.86×10-12F/m ，某种介质的介电常数ε与ε0之比，称该介质的相对介电常数，用εr表示 。 用介电常数较大的物质作为电容器的电介质可显著增大电容，而且能做成很小的极板间隔，因而应用很广。 任何两个导体之间都存在着电容。 分布电容 电容器的简易检测 3．电容器的简易检测 1．检测电容器时，手指不要接触到表笔和电容器引脚，以免人体电阻对检测结果带来影响。 2．如果是在线检测大容量电容器，应在电路断电后，先用导线将被测电容器的两个引脚相碰一下，放掉可能存在的电荷，对于容量很大的电容器则要用100Ω左右电阻来放电。 3．由于小容量电容器，漏电阻很大，所以测量时应用R×10K档，这样测量结果较为准确。 检测电容器的注意事项 交流电能“通过”电容器，同时电容器对交流电有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用称为容抗，用XC表示，容抗的单位是Ω。 二、电容对交流电的阻碍作用 （2）交流电的频率越高，电容器的容抗越小。 容抗的计算式为 电容的容抗与频率的关系可以简单概括为： 隔直流，通交流，阻低频，通高频。 因此电容也被称为高通元件。 容抗的大小与哪些因素有关呢？ （1）电容器的电容量越大，容抗越小。 纯电容电路欧姆定律的表达式为： 三、电流与电压的关系 纯电容交流电路中，电流比电压超前90°，即电压比电流滞后90°。 纯电容电路中电流与电压的相位关系 四、功率 电容也是储能元件。 瞬时功率为正值 电容从电源吸收能量转换为电场能储存起来 瞬时功率为负值 电容将电场能转换为电能返还给电源 纯电容电路不消耗功率，平均功率为零。 纯电容电路的无功功率为 容量为40μF的电容接在一交流电源上，电源电压为 试求： （4）电路的无功功率。 （1）电容的容抗。 （2）电流的有效值。 （3）电流瞬时值表达式。 解： （1）电容的容抗 （2）电流的有效值 （3）电流的瞬时值表达式 （4）电路的无功功率 第三章 单相交流电路