2.4电容器电容-沪科教版选修3-1教案

2.4 电容器
一、电容的基本概念
电容器是由两个导体分别带电，而且这两个导体被电介质隔开而构成的电器元件。

在电路中常用记号为C，国际单位是法拉(F)。

电容器的主要作用是存储电荷
和能量，在电路中的应用非常广泛。

二、电容器的分类
1.固定电容器：其电容值是固定的，通常用于一些精度要求不高的电路中。

2.可变电容器：其电容值可以通过调节机械结构或电场强度等方式来改变，通常用于调节频率、振幅和相位等电路中。

3.互感电容器：由于电容器本身没有电感，因此需要通过接入电感来制造互感作用从而实现可调。

通常用于无线电通信、通讯设备、天线和发射机等电路中。

三、电容器的串联与并联
在电路中，常常需要将多个电容器串联或并联。

电容器的串联和并联规则如下：
1.串联：将多个电容器的正极和负极依次连接即可，其总电容值为：
$C_{\\text{串}}=\\dfrac{1}{\\dfrac{1}{C_1}+\\dfrac{1}{C_2}+\\cdots+\\dfrac {1}{C_n}}$
2.并联：将多个电容器的正极和负极连接在一起，其总电容值为：
$C_{\\text{并}}=C_1+C_2+\\cdots+C_n$
四、电容器的特性
1.储能：电容器可以通过储存电荷而储存电能，电容器的储能量可以通过电容器电荷量和电压来计算，即$E= \\frac{1}{2} CV^2$。

2.记忆性：在电路中，电容器可以记忆电荷和电势差，甚至经过切断电源后也能够保持电荷和电势差的大小和方向。

3.存储和释放电能的反应速度快：电容器可以在纳秒级别的时间内完成储存和释放电能的过程，因此在某些需要快速响应的电路中，电容器是不可或缺的电器元件。

五、电容器的应用
1.滤波器：电容器可以通过滤波的方式消除电路中的噪声和干扰，通常用于音频和视频设备中。

2.能量储存器：电容器可以通过储存电荷而储存电能，在短时电路或电子设备中广泛应用。

3.振荡器：电容器可以和电感器一起构成振荡器，用于产生周期性的电信号。

4.发射机和接收机：电容器常用于调节频率、振幅和相位等参数，在无线电通信、通讯设备和天线中广泛应用。

综上，电容器是电路中必不可少的元件之一，其应用范围非常广泛，特性也非常独特，因此理解和掌握电容器的相关知识非常重要。