电容器如何充放电说明.PPT

* 第五节 电容器对交变电流的作用 Steven系列课件——交变电流 一、知识目标 1.知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用. 2.知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关. 二、能力目标 1.培养学生独立思考的思维习惯. 2.培养学生用学过的知识去理解、分析新问题. 三、德育目标 培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯. 2、电容器如何充、放电？ 说明：在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻.在交流电器中，影响电流跟电压关系的，除电阻外，还有电感和电容.电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本器件.下面研究电容器对交流电影响. 1、电容器的构造及种类是什么？ 知识回顾 一、电容器对交流电的阻碍作用 演示实验1 实验电路如图所示. 实验现象：开关打到直流电上，灯泡不亮，开关打到交流电上，灯泡亮了。 结论：直流电不能通过电容器，交流电能够通过电容器. 问题：电容器的两极板间是绝缘介质，为什么交流电能够通过呢？ 请分析：电容器接到交流电源上，充电、放电的动态过程. 注意：自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，当电容器接交变电源上时，正极板上的电子向负极板上流，使两极板上聚集电荷增加，形成充电电流.当电源电压降低时，负极板上的电子通过电源流向正极板，两极板上的电荷中和掉一部分，形成放电电流。 将“1000μF,15 V”的电容器去掉，观察灯泡的亮度. 现象：灯泡比原来电路中接电容器时变亮. 说明：电容器对交变电流也有阻碍作用. 容抗XC：表示电容器对交流电的阻碍作用大小，如同用电阻表示电阻器对电流阻碍作用大小，感抗表示线圈对交流电阻碍作用大小，单位都为：欧姆（Ω）. 演示实验2 说明：容抗产生原因为“电容器极板上电荷的积累对电荷定向运动阻碍” 那么容抗跟什么因素有关？ 实验表明：电容器的电容大小和交变电流的频率决定容抗.电容越大，在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小.交流电的频率越高，充放电就进行得越快，充放电流越大，容抗越小.即电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小.电容器具有“通交流，隔直流”“通高频，阻低频”特点. 公式：RC=1/(2πfC) ~ ~ 后级输入 前级输出 1、在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称做隔直电容器）就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？右图所示的接法对吗？为什么？ 答：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。由于电容器串联接入电路，，直流成分不能通过，而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。 应用:隔直电容器和高频旁路电容器 2、在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的（如右图）。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。 后级输入 前级输出 答：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，如图这样联接，高频成分就通过“旁路”的电容器，而低频成分输送到下一级装置。 可见：在电子技术中，电容广泛应用。 交变电流“通过”电容器过程，就是电容器充、放电过程.由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用大小.电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征。 二、总结 1、 试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？ 答：电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用，统称为阻抗． 　　电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R，它与交流的频率无关． 　　电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗，它与电感器的自感系数、交流的频率均成正比．自感系数越大、交流频率越高，感抗也越大． 　　电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗，它与电容器的电容、交流的频率均成反比，电容越大．交流频率越高，容抗便越小． 三、项固与练习 2、如图，当交变电源的电压有效值是220 V，频率为50 Hz时，三只电灯的亮度相同；当仅将交流电源的频率改为100 Hz时，各灯亮度如何变化呢？ 分析：当f升高时，电容器的容抗变小，线圈的感抗变大，电阻器的电阻不变，故a灯变亮，b灯变暗，c灯不变. 3、有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF两电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过