职高电工第2章电容与电感.ppt

第2章 电容与电感 知识目标 ● 了解电容的概念，了解电容器的种类、参数和充放电特性。 ● 了解电感的特性，了解电感器的种类和参数。 ● 了解磁场和电磁感应基本现象。 技能目标 ● 识别电容器、电感器，能根据元件的标注读出主要参数。 ● 会用万用表对电容器、电感器进行简单测量。 2.1 电容 2.1.1 电容的概念 1．电容效应 两个导体中间用绝缘物质隔开就构成电容器。 通常将组成电容器的两个导体叫做极板，中间的绝缘物质叫做电容器的介质，常见的介质有空气、蜡纸、云母等。 2．电容量 对某一个电容器而言，极板上的电荷量Q与电压U的比值是一个常数，该常数可表征电容器储存电荷的能力，因此把它定义为电容器的电容量，定义式为 电容器的电容量C越大，则表明能存储的电荷量越多 。 不同的电容器储存电荷的本领是不一样的，其电容量C是取决于器件的结构，与外加的电压无关。 2.1.2 电容器的参数和种类 1．电容器的参数 电容器的参数主要有电容器的额定工作电压、标称容量和允许误差，通常都标注在电容器的外壳上， 2．电容器的种类 根据使用场合和技术要求，人们生产的电容器种类很多。 按电容器的介质材料不同，可分为铝电解电容、瓷片电容、钽电容、涤纶电容等，实物外形如图2.4所示。 按电容的容量能否变化来分，可分为固定电容、半可变电容、可变电容等，可变电容实物外形如图2.5所示。 2.1.3 电容器的充电和放电 1．电容器的充电过程 （1）小灯泡EL开始较亮，然后逐渐变暗，经过短短的一段时间，小灯泡EL不亮了； （2）电流表指针最初偏转一个较大的角度（电流较大），然后指针偏转逐渐减小，直到零位置，电容器充电过程结束。 2．电容器的放电过程 （1）小灯泡HL开始较亮，然后逐渐变暗，经过短短的一段时间后，小灯泡HL不亮了； （2）电流表指针最初偏转一个较大的角度（电流较大），然后逐渐向零位偏转，经过一段时间，电流表指针指零。 3．时间参数? 时间参数?反映了电容器的充电和放电时间的快慢。 时间参数的计算公式为 ??=?RC 2.1.4 电容器的连接 与电阻器一样，电容器也能串联、并联和混联连接。 1．电容器的串联 将几只电容器头尾依次连接，称为电容串联电路， 电容器串联的总容量的计算与电阻并联的总电阻的计算公式类似，则 2．电容器的并联 将几只电容器的一个极板连接在一起，另一个极板连接在一起，称为电容并联电路。 电容器并联时相当于增加了极板的面积，这就使并联电容器的总容量等于各个电容器的电容量的和，则 C?=?C1?+?C2?+?C3 2.2 电磁基础知识（选学） 2.2.1 磁场 1．磁铁的磁场 把两个磁铁的磁极靠近时，它们之间会产生相互作用的磁力。 磁极之间没有接触，在磁场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上每一点处跟箭头指向一致的切线方向，都和该点的磁场方向相同，这组曲线就叫做磁感应线或磁感线。 我们规定：在磁场中的某一点，小磁针北极所指的方向就是这一点的磁场方向。 条形磁铁和U形磁铁的磁感线如图2.15所示。 2．电流的磁场 图2.18所示为直线电流的磁场的磁感线，是些以导线为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。 图2.19所示为环形电流磁场的磁感线，是一些围绕环形导线的闭合曲线。 通电螺线管的磁感线方向跟电流方向之间的关系，也可用安培定则来判定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的北极。 2.2.2 磁场的基本物理量 1．磁感应强度 在磁场中，通电导线受到的电磁力F的大小与磁感应强度B、导线的长度L、导线的电流I成正比。 因此，定义磁感应强度 直导体上受的电磁力F方向可用左手定则来确定，如图2.23所示。 在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T。 如果在磁场的某一区域内，各点的磁感应强度的大小和方向都相同，那么就把这个区域内的磁场叫做匀强磁场。 如图2.24所示，在N、S磁铁之间有疏密均匀、互相平行的磁感线区域，这就是匀强磁场区域。 2．磁通 磁通是描述磁场在某一范围内分布情况的物理量，用字母Φ表示。 如图2.25所示 3．磁导率 磁导率是表示物质导磁性能的物理量，用字母?表示，单位为亨/米（H/m）。 2.2.3 电磁感应 电流和磁场是不可分的，变化的磁场能产生电动势和电流。 我们把利用磁场产生电流的现象称之为电磁感应现象。 1．导线的电磁感应 闭合电路中的一段导线在磁场中切割磁感线时，导线