电工基础电子教案3

图3－10 电容器漏电电阻的读数 －
电解电容极性的判别
根据电解电容器正向接入时，漏电电流小（所测电阻大）；反接时漏 根据电解电容器正向接入时，漏电电流小（所测电阻大）；反接时漏 ）； 电电流大（所测电阻小）的现象可判别电解电容的极性，如图3－ 所示 所示。 电电流大（所测电阻小）的现象可判别电解电容的极性，如图 －11所示。
（c）
图3－1电容器 － 电容器
常用电容器图形
图3–2 常用电容器

活动2 活动 了解电容器在电路中的作用
电容器在充电和放电的过程中，在电路中形成电流。电容器充电时， 电容器在充电和放电的过程中，在电路中形成电流。电容器充电时， 电流做功，将电能转换为电场能储存在电容器中；电容器放电时，电 电流做功，将电能转换为电场能储存在电容器中；电容器放电时， 流做功，将储存在电容器中的电场能转换为其他形式的能。储存电场 流做功，将储存在电容器中的电场能转换为其他形式的能。 是电容器在电路中的一个作用，因此说，电容器是一个储能元件。 能，是电容器在电路中的一个作用，因此说，电容器是一个储能元件。
任务二 电容器的识别与挑选 活动1 活动 了解电容器的命名方法
电容器在电路中起隔断直流、通过交流、耦合信号等作用， 电容器在电路中起隔断直流、通过交流、耦合信号等作用，其电路符号用 表示， 所示， “C”表示，电容的命名方法如图 －5所示，由下列四个部分构成：主称，用 表示 电容的命名方法如图3－ 所示 由下列四个部分构成：主称， 字母C表示电容器 材料，用字母表示，图中L表示涤纶等极性有机膜 分类， 表示电容器； 表示涤纶等极性有机膜； 字母 表示电容器；材料，用字母表示，图中 表示涤纶等极性有机膜；分类， 一般用数字表示，个别用字母表示，图中1表示圆介 序号，用数字表示， 表示圆介； 一般用数字表示，个别用字母表示，图中 表示圆介；序号，用数字表示， 图中用0表示 表示。 图中用 表示。
3πε l C= r2 ln r1
活动5 活动 计算电容器中的电场能
当一个电容器的电容为C、两电极之间的电压为 时 当一个电容器的电容为 、两电极之间的电压为U时，电容器中电场 能Wc的大小为
1 Wc = CU 2 2
式中，电容C的单位为 的单位为F（法拉）；电压U的单位为 ）；电压 的单位为V（伏特）；电场能Wc ）；电场能 式中，电容C的单位为F（法拉）；电压U的单位为V（伏特）；电场能Wc 的单位为J（焦耳）。 的单位为 （焦耳）。
的电容器两电极之间的电压U=100V，电容器中储存 【例3–2】C=20µF的电容器两电极之间的电压 】 的电容器两电极之间的电压 ， 的电场能为多少？将该电容器接入200V的电路继续充电，到充电结束时， 的电路继续充电， 的电场能为多少？将该电容器接入 的电路继续充电 到充电结束时， 电容器从电路吸收了多少电能？ 电容器从电路吸收了多少电能？ 当电容器两电极之间的电压为100V时，电容器储存的电场能为 解：当电容器两电极之间的电压为 时
图3－11 电解电容标性的判别 －
任务三 电容器的连接方式
活动1 活动
分析电容器的并联
如果是n个电容器并联， 如果是 个电容器并联，则等效电容为 个电容器并联 C=C1+C+…+Cn
图3–12 电容器的并联
【例题】 例题】
【例3–3】标有“10µF，500V”和“50µF，200V” 】标有“ ， 和 ， 的电容器并联，等效电容是多少？ 的电容器并联，等效电容是多少？并联后的电路电压最高 是多少？当电路的电压为所能加的最高电压时， 是多少？当电路的电压为所能加的最高电压时，每个电容 器所带的电量是多少？ 器所带的电量是多少？ C=C1+C2=（10+50）µF=60µF 解： （ ） 因为电容器“ 的额定电压最低， 因为电容器“50µF，200V”的额定电压最低，所以 ， 的额定电压最低 并联后的外加电压最高为200V。 并联后的外加电压最高为 。 电路的电压为200V时，每只电容器的电量各为 电路的电压为 时 Q1=C1U=10×10–6×200C=2×10–3C × × × Q2=C2U=50×10–6×200C=1×10–2C=0. 01C × × ×
C 1C 2 20 × 30 C= = µ F = 12 µ F C 1 + C 2 20 + 30
的两个电容器串联时， 【例3–5】“20µF，100V”和“30µF，100V”的两个电容器串联时，求 】 ， 和 ， 的两个电容器串联时 电路的最大电压。 电路的最大电压。 因为电容器串联时，电容较小的电容器分担的电压较高， 解：因为电容器串联时，电容较小的电容器分担的电压较高，所以 电容器分担的电压U “20µF，100V”电容器分担的电压 1≤100V。设电路的最高电压为 ， ， 电容器分担的电压 。设电路的最高电压为U， 分担的电压为（ “30µF，100V”分担的电压为（U–100）V。 ， 分担的电压为 ） 。 因为电容器串联时，电容器两电极之间的电压与电容成反比， 因为电容器串联时，电容器两电极之间的电压与电容成反比，即
活动2 活动 分析电容器的串联
个电容器串联时， 当n个电容器串联时，等效电容为 个电容器串联时
1 1 1 1 = + + iii+ Cn C 1 C 2 Cn
图3–13 电容器的串联
【例题】 例题】
【例3–4】C1=20µF，C2=30µF，求两个电容器串联的等效电容。 】 ， ，求两个电容器串联的等效电容。 解：
因为一个电容器的电容不随带电和两电极之间的电压变化而变化， 因为一个电容器的电容不随带电和两电极之间的电压变化而变化， 所以在电容器的电压U=300V时，电容器 所以在电容器的电压 时 电容器C=2×10–5F，电容器带电量为： × ，电容器带电量为： Q=CU=2×10–5×300C=6×10–3C × ×
图3－9 电容器漏电的判别 －
电容器漏电电阻数据的读取
电容器漏电电 阻数据的读取，如图3 阻数据的读取，如图 所示。 －10所示。此值越大 所示 越好， 越好，越大说明电容 器绝缘性越好。 器绝缘性越好。一般 应为几百到几千兆欧。 应为几百到几千兆欧。 上图所示说明所测电 容漏电电阻值偏小， 容漏电电阻值偏小， 只有1M ，此电容性 只有 能不佳。 能不佳。
电容器在充电过程中 电容器在充电过程中 充电 电容器在放电过程中 电容器在放电过程中 放电
1 1 1 2 2 ∆Wc = CU 2 − CU12 = C (U 2 − U12 ) 2 2 2
1 1 1 2 2 2 ∆Wc = CU1 − CU 2 = C (U12 − U 2 ) 2 2 2
【例题】 例题】
【例题】 例题】
【例3–1】电容器的带电量 】电容器的带电量Q=4×10–3C，电压 × ，电压U=200V，求电容器的 ， 电容；当该电容器的电压U=300V时，求该电容器的带电量。 电容；当该电容器的电压 时 求该电容器的带电量。 解：
Q 4 ×10−3 C= = F = 2 ×10−5 F = 20µ F U 200
Q C= U
电量的单位为C（库仑）；电压的单位为 （伏特） 电量的单位为 （库仑）；电压的单位为V（伏特）时；电容的 ）；电压的单位为 单位为F（法拉）。实际使用的电容器的电容都很小，常用µF（微法） ）。实际使用的电容器的电容都很小 单位为 （法拉）。实际使用的电容器的电容都很小，常用 （微法） 和pF（皮法）作单位。 （皮法）作单位。 1F=106µF=1012pF
1、容量固定电容器漏电的判别 、 用万用表欧姆挡R× 量程， 所示。 用万用表欧姆挡 ×10k量程，将表笔与电容两极并接，如图 －9所示。 量程 将表笔与电容两极并接，如图3－ 所示 表针先向顺时针方向跳动一下，然后逐步按逆时针复原，即返至 表针先向顺时针方向跳动一下，然后逐步按逆时针复原，即返至R=∞处。 处 若表针不能退回到R=∞处，则所指示的值就为电容器漏电的电阻值。 若表针不能退回到 处 则所指示的值就为电容器漏电的电阻值。
3. 色标法
与电阻的色标法相同， 与电阻的色标法相同，在电容器的表面采用不同色环来标志电容 器容量，称为色标法。 器容量，称为色标法。 表3–2 色环与电容耐压值的表示例关系
颜色 耐压 /V 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 金 色 63 银 色 无
50
无
无
4
6. 3
10
16
25
32
40
活动3 活动 电容器的极性和质量判别
模块三 电容和电感
项目1 项目 电容器的识别与连接
项目2 项目
磁场与电磁感应定律
项目3 项目
电感元件与铁磁材料
项目一 电容器的识别与连接
任务一 电容器的描述 活动1 了解电容器的结构 活动
两个彼此绝缘的导体构成的器件为电容器，如图 所示。 两个彼此绝缘的导体构成的器件为电容器，如图3–1所示。两个导体称 所示 作极板，从两个导体上引出的导线称作电极， 作极板，从两个导体上引出的导线称作电极，两个导体之间的绝缘物质也 叫做电介质。 叫做电介质。
1 1 2 ∆Wc = CU = × 20 × 10−6 × 1002 J=0.1J 2 2
将电容器接入200V的电路继续充电，U1=100V，U2=200V，电容器 的电路继续充电， 将电容器接入 的电路继续充电 ， ， 从电路吸收电能为
∆WC = 1 1 2 C (U 2 − U12 ) = × 20 × 10−6 (2002 − 1002 )J=0.3J 2 2
活动4 活动 了解影响电容器的电容的因素
1. 平板电容器的电容 当电容器为平板电容器时， 当电容器为平板电容器时，电容为
C=
εS
d
式中， 为两极板正对的面积 单位为m 平方米）； 为两极板正对的面积， ）；d为两极板之 式中，S为两极板正对的面积，单位为 2（平方米）； 为两极板之 间的距离，单位为m（ ）；ε为绝缘材料的介电常数 单位为F/m（ 为绝缘材料的介电常数， 间的距离，单位为 （米）； 为绝缘材料的介电常数，单位为 （ 法拉每米）；电容C的单位为 ）；电容 的单位为F（法拉） 法拉每米）；电容 的单位为 （法拉） 2. 圆柱电容器的电容 两个金属圆筒之间填充绝缘材料,在金属圆筒上引出电极 在金属圆筒上引出电极， 两个金属圆筒之间填充绝缘材料 在金属圆筒上引出电极，这样的 电容器为圆柱电容器，如图3–4所示。圆柱电容器的电容为 所示。 电容器为圆柱电容器，如图 所示