电子课件-《电工学(第六版)》-A02-3525-§2-2.ppt

第二章单相正弦交流电路 §2-2电容器和电感器 电容器通常简称电容，电感器通常简称电感，在电工和电子技术中有着广泛的应用，而且经常一起配合使用。下图所示为某收音机内部实物图，可以看到其中用作接收天线的电感线圈和用于调台的双联电容器及其他电容器。 天线线圈 （电感器） 双联电容器 电解电容器 双联电容器 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介质。 1．电容器的结构和类型 一、电容器 电力电容 电解电容 瓷介电容 涤纶电容 可变电容 微调电容 电容器按电容量是否可变，分为固定电容器和可变电容器；按绝缘介质的不同又可分为空气、纸质、云母、陶瓷、涤纶、聚苯乙烯、金属化纸质、电解、金属钽电容等。 电容量是反映电容器储存电荷能力的一个物理量，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）。其换算关系为： 1法拉 微法=109纳法 = 1012皮法 1F =106μF =109nF= 1012 pF 2．电容量 电容量也简称电容。 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。 （1）电容器的充电 当开关S置于A端，电源E通过电阻R对电容器C开始充电。起初，充电电流 较大，但随着电容器C两端电荷的不断积累，形成的电压 越来越高，它阻碍了电源对电容器的充电，使充电电流越来越小，当电容器两端电压达到了最大值E时，则不再变化，电流为零。故在直流稳态电路中，电容相当于开路，这就是电容的隔直作用。 3. 电容器的充电和放电 （2）电容器的放电 当电容器两端充足电后，若将开关S置于B端，电容器通过电阻R开始放电。起初放电电流 很大，但随着电容器C两端电荷的不断减少，电压 越来越低，放电电流越来越小，直至为零，这时电容器两端的电压也为零。 3. 电容器的充电和放电 在电容器的充、放电的过程中，电容器两端电压发生变化，其电荷量也发生了变化，电荷在电路中移动，便形成了电流。电容电流与其两端电压的变化率成正比，。即只有当电容上电压随时间变化时，电容上才有电流流过，因此电容为动态元件。 当电容两端的电压增大时，电场能量增大，在此过程中，电容从电源取用电能转换为电场能量；当电容两端的电压减小时，电场能量减小，电容释放能量，电场能量转换为电能。可见电容器是一种储能元件。 （1）标称电容量 电容器的外壳上标出的电容量值称为标称电容量。 （2）允许偏差 电容器的允许偏差常用的有±2%、±5%、±10%、±20%等几种。通常电容量越小，允许偏差越小。 （3）额定电压 额定电压又称为耐压，是指在规定温度范围内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压。在使用过程中，加在电容器两端的实际电压不能超过此数值。常用固定电容器的额定电压有10V、16V、25 V、50 V、100 V、160 V、250 V、400 V、2500 V等。 4.电容器的主要参数 当电容器外接交流电时，电源与电容器之间不断地充电和放电，电容器对交流电也会有阻碍作用，我们把电容对交流电的阻碍作用称为容抗，用XC表示，容抗的单位也是欧姆（Ω）。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。 5.容抗—电容对交流电的阻碍作用 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挡，这样测量结果较为准确。 检测电容器的注意事项 §2-2电容