周绍敏《电工技术基础与技能》课件——4-电容.pptx

4电容;4电容;4电容;4.1电容器和电容;1．结构：两个彼此靠近又相互绝缘的导体，就构成了一只电容器。这对导体称为电容器的两个极板。;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。;常用的电容器如图4-1所示。;3．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称为电容器的电荷量。;4．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，称为平行板电容器。它是一种最简单的电容器。图4-2给出了平行板电容器的示意图。;1．电容C：如图4-2所示，当电容器极板上所带的电荷量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。;图4-2所示的平行板电容器的电容C，与介电常数?成正比，与两极板的正对面积S成正比，与极板间的距离d成反比，即;表4-2给出了几种常用介质的相对介电常数。;1．电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及极板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。;【例4-1】将一个电容为6.8?F的电容器接到电动势为1000V的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电荷量。;【例4-2】有一真空电容器，其电容是8.2?F，其间充满云母介质，将两极板间距离增大一倍后，求云母电容器的电容。;4.2电容器的连接;把几个电容器首尾相接连成一个无分支的电路，称为电容器的串联，如图4-3所示。;串联时每个极板上的电荷量都是q。

设每个电容器的电容分别为C1、C2、C3，电压分别为U1、U2、U3，则;【例4-3】如图4-3中，C1=C2=C3=C0=200?F，额定工作电压为50V，电源电压U=120V，求这组串联电容器的等效电容是多大？每只电容器两端的电压是多大？在此电压下工作是否安全？;解：三只电容串联后的等效电容;【例4-4】现有两只电容器，其中一只电容器的电容C1=2?F???额定工作电压为160V，另一只电容器的电容C2=10?F，额定工作电压为250V，若将这两只电容器串联起来，接在300V的直流电源上，如图4-4所示，问每只电容器上的电压是多少？这样使用是否安全？;解：两只电容器串联后的等效电容为;由于电容器C1的额定工作电压是160V，而实际加在它上面的电压是250V，远大于它的额定工作电压，所以电容器C1可能会被击穿；当C1被击穿后，300V的电压将全部加在C2上，这一电压也大于它的额定工作电压，因而也可能被击穿。由此可见，这样使用是不安全的。本题中，每只电容器允许充入的电荷量;如图4-5所示，把几只电容器的一端连在一起，另一端也连在一起的连接方式，称为电容器的并联。;电容器并联时，加在每个电容器上的电压都相等。设电容器的电容分别为C1、C2、C3，所带的电荷量分别为q1、q2、q3，则;【例4-5】电容器A的电容为10?F，充电后电压为30V，电容器B的电容为20?F，充电后电压为15V，把它们并联在一起，其电压是多少？;4.3电容器的充电和放电;充电过程中，随着电容器两极板上所带的电荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，当充电结束时，电流为零，电容器两端电压;放电过程中，随着电容器极板上电荷量的减少，电容器两端电压逐渐减小，放电电流也逐渐减小直至为零，此时放电过程结束。;利用电容器的充、放电作用，可用万用表的电阻挡来判别较大容量电容器的质量。将万用表的表棒分别与电容器的两端接触，若指针偏转后又很快回到接近于起始位置的地方，则说明电容器的质量很好，漏电很小；若指针回不到起始位置，停在标度盘某处，说明电容器漏电严重，这时指针所指处的电阻数值即表示该电容的漏电阻值；若指针偏转到零欧位置后不再回去，说明电容器内部短路；若指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路。;第四节电容器中的电场能量;1．能量来源

电容器在充电过程中，两极板上有电荷积累，极板间形成电场。电场具有能量，此能量是从电源吸收过来储存在电容器中的。;把充入电容器