第二单元 电容与电感
《电容元件和电感元 》课件
PART 03
电容元件和电感元件的特 性比较
REPORTING
静态特性比较
总结词
在静态条件下，电容元件和电感元件的特性存在显著差异。
详细描述
电容元件在静态时表现为隔直流通交流的特性，其两端电压 与电流相位差为90度；而电感元件在静态时表现为通直阻交 流的特性，其两端电压与电流相位差为0度。
动态特性比较
机械应力
电感元件应能承受一定的 机械应力，如振动和冲击 。
THANKS
感谢观看
REPORTING
选频。
扼流：在高频电路中，电 感可以抑制高频信号的突
变。
旁路：在高频信号下，电 容可以作为旁路，使信号
顺利通过。
电感元件
滤波：对于高频信号，电 感可以滤除特定频率的信
号。
PART 05
电容元件和电感元件的选 用原则
REPORTING
根据电路需求选择合适的元件
滤波电路
耦合电路
选择低损耗、高绝缘电阻的电容或电 感元件。
电容
电容元件的电学量，表示电容器 容纳电荷的本领，与电容器极板 的面积、距离和介质有关。
电容元件的种类
01
02
固定电容
电容量固定的电容器，常 见有瓷介电容、薄膜电容 等。
可变电容
电容量可调的电容器，常 见有空气电容、可变电容 器等。
电解电容
有极性的电容器，正极和 负极材料不同，常见有铝 电解电容、钽电解电容等 。
总结词
在动态条件下，电容元件和电感元件的特性也表现出不同的特点。
详细描述
电容元件在动态时表现为充电和放电的过程，其阻抗随频率的升高而减小；而电 感元件在动态时表现为电流的磁效应，其阻抗随频率的升高而增大。
电容与电感
电感
• 电感是指线圈在磁场中活动时，所能感应 电感是指线圈在磁场中活动时， 到的电流的强度，单位是“亨利” 到的电流的强度，单位是“亨利”（H）。 ）。 也指利用此性质制成的元件。 也指利用此性质制成的元件。 它会阻碍电流的变化
电容器通常简称其为电容，用字母 表 电容器通常简称其为电容，用字母C表 电容器，顾名思义， 示。电容器，顾名思义，是‘装电的容 器’，是一种容纳电荷的器件。 是一种容纳电荷的器件。 英文名称： 英文名称：capacitor。 。 电容是电子设备中大量使用的电子元件 之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤 之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路， 调谐回路， 能量转换， 波，调谐回路， 能量转换，控制电路等方 面。 电容器， 电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近 的导体（包括导线）间都构成一个电容器。 的导体（包括导线）间都构成一个电容器。
比较接近这 的管脚为它的负极， 若是新的电容器则长 的管脚为正
• 图中所示的就是一个 电解电容， • 1000uf和16v分别代表 了它的电容量和它的 最大工作电压
瓷介电容
• 穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一 穿心式或支柱式结构瓷介电容器， 个电极就是安装螺丝。 个电极就是安装螺丝。 • 优点：频率特性好，介电损耗小，有温度 优点：频率特性好，介电损耗小， 补偿作用。 补偿作用。 • 缺点：不能做成大的容量，受振动会引起 缺点：不能做成大的容量， 容量变化。 容量变化。 • 它特别适于高频旁路。 它特别适于高频旁路。
• 涤纶电容和瓷介电容一样，没有正负极。 读数也和瓷介一样。图中两个涤纶电容的电 容量分别为10容器是1956年由美国贝乐试验室首先研 年由美国贝乐试验室首先研 制成功的，它的性能优异， 制成功的，它的性能优异，是所有电容器中体积 小而又能达到较大电容量的产品。 小而又能达到较大电容量的产品。钽电容器外形 多种多样， 多种多样，并容易制成适于表面贴装的小型和片 型元件。 型元件。适应了目前电子技术自动化和小型化发 展的需要。虽然钽原料稀缺，钽电容价格较昂贵， 展的需要。虽然钽原料稀缺，钽电容价格较昂贵， 但由于大量采用高比容钽粉（ 但由于大量采用高比容钽粉（30KuF.g100KuF.V/g)，加上对电容器制造工艺的改进和 ， 完善，钽电解电容器还是得到了迅速的发展， 完善，钽电解电容器还是得到了迅速的发展，使 用范围日益广泛。 用范围日益广泛。
《电容以及电感》课件
电感的应用场景和实例
滤波
电感常用于滤波电路中，如电 源滤波器和信号滤波器。
振荡
电感与电容配合使用，可构成 LC振荡电路，用于产生特定频 率的信号。
磁屏蔽
大电流的导线绕在铁氧体磁芯 上，可构成磁屏蔽，用于减小 磁场对周围电子设备的干扰。
传感器
利用电感的磁路和电路特性， 可制成位移、速度、加速度等
传感器。
。
信号处理
电容和电感在信号处理中起到关键 作用，能够实现信号的过滤、耦合 和转换等功能。
电路稳定性
电容和电感在电路中起到稳定电流 的作用，有助于提高电路的可靠性 和稳定性。
电容和电感的发展趋势和未来展望
微型化
随着电子技术的不断发展，电容和电感元件正朝着微型化 、高密度集成方向发展，以满足现代电子产品对小型化和 轻量化的需电源滤波电 路中，滤除交流成分，保 持直流输出平稳。
高频信号处理
陶瓷电容和云母电容用于 高频信号处理电路中，如 调频收音机和电视机的信 号处理。
耦合
电容用于信号耦合，将信 号从一个电路传输到另一 个电路，如音频信号的传 输。
03 电感的工作原理和应用
电感的磁路和电路特性
02 电容的工作原理和应用
电容的充电和放电过程
充电过程
当直流电压加在电容两端时，电容开 始充电，正电荷在电场力的作用下向 电容的一极移动，负电荷向另一极移 动，在极板上形成电荷积累。
放电过程
当充电后的电容两端接上负载电阻时 ，电容开始放电，电荷通过负载电阻 释放，电流逐渐减小，最终电容内的 电荷完全释放。
在RC振荡器中，通过改变电容的容量或电阻的阻值，可以调节振荡器的 输出频率。在LC振荡器中，通过改变电感的量或电容的容量，也可以调
电容与电感的性质知识点总结
电容与电感的性质知识点总结在电子电路的世界里，电容和电感是两个非常重要的元件，它们具有独特的性质，对电路的性能和功能起着至关重要的作用。
接下来，让我们一起深入了解一下电容与电感的性质。
一、电容的性质电容，简单来说，就是能够储存电荷的元件。
它由两个导体极板以及中间的绝缘介质组成。
1、电容的定义式电容（C）等于电荷量（Q）与极板间电压（U）的比值，即 C ＝ Q ／ U 。
这意味着，给定一个电容，当加上一定的电压时，它所能储存的电荷量是固定的。
2、电容的单位电容的单位是法拉（F），但在实际应用中，常用的单位还有微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。
3、电容的充电与放电当电容连接到电源时，它会充电，电流逐渐减小，直到电容两端的电压等于电源电压，充电完成。
而当电容与负载连接时，它会放电，释放储存的电荷。
4、电容对电流的阻碍作用电容对交流电流呈现出一定的容抗（Xc），容抗的大小与电容值（C）和交流信号的频率（f）有关，其计算公式为 Xc ＝ 1 ／（2πfC) 。
频率越高，容抗越小，电容对电流的阻碍作用就越小；反之，频率越低，容抗越大，电容对电流的阻碍作用就越大。
5、电容的储能特性电容储存的能量（W）等于 1/2 × C × U²。
在充电过程中，电能被转化为电场能储存起来；放电时，电场能又被释放出来。
6、电容在滤波电路中的应用由于电容对交流信号的频率特性，它常被用于滤波电路中。
例如，在电源电路中，通过并联一个大电容，可以滤除低频噪声，使输出电压更加稳定；而在音频电路中，通过串联或并联不同电容，可以调整音频信号的频率响应。
7、电容的串联与并联多个电容串联时，总电容的倒数等于各个电容倒数之和；多个电容并联时，总电容等于各个电容之和。
二、电感的性质电感，是能够储存磁能的元件，通常由线圈组成。
1、电感的定义电感（L）是指当通过线圈的电流发生变化时，线圈产生的自感电动势（ε）与电流变化率（ΔI ／Δt）的比值，即 L ＝ε ／（ΔI ／Δt) 。
《电容和电感》课件
用于储存电能，常用于应急电源、蓄电池等场合。
储能元件
用于抑制电磁干扰，提高电子设备的电磁兼容性。
电磁干扰抑制
04
CHAPTER
电容和电感在电路设计中的应用
电容器可以吸收电路中的交流成分，起到滤波作用，使电路中的直流成分通过。
滤波作用
电容器可以存储电荷，在电路中提供瞬时大电流，如闪光灯等。
储能作用
瓷介电容器、薄膜电容器、电解电容器、纸质电容器等。
种类
具有固定容量，容抗与频率成反比，主要用于滤波、耦合、旁路等。
特性
容量较小，介质常数较高，稳定性较好。
瓷介电容器
容量较大，介质损耗较小，绝缘性能好。
薄膜电容器
容量较大，内阻较小，适用于低频交流电路。
电解电容器
容量较小，介质损耗较大，适用于高频电路。
在信号传输过程中，电容器可以将前级信号传递给后级电路，同时隔断直流成分。
耦合作用
电感器对交流信号具有阻碍作用，而对直流信号则可视为短路。
阻交流、通直流
在电源电路中，电感器可构成扼流圈，用于抑制电磁干扰和射频干扰。
扼流圈
在振荡器和调谐器中，电感器是关键元件，用于确定振荡频率。
调谐电路
相位补偿
在复杂电路中，电容和电感可以相互补偿，以实现电路的相位平衡。
《电容和电感》ppt课件
目录
电容和电感的基本概念电容的种类和特性电感的种类和特性电容和电感在电路设计中的应用电容和电感的测量与检测
01
CHAPTER
电容和电感的基本概念
电容是存储电荷的物理量，表示电容器容纳电荷的本领。
定义
充电和放电
隔直流通交流
当电容器两端加上电压时，电容器内部产生电荷，实现充电；当电压移除时，电荷释放，实现放电。
电容与电感课件ppt
旁路去耦
总结词
电容在电路中具有去耦的作用，能够消除电路中的自激振荡和噪声干扰。
详细描述
在电子电路中，常常通过在关键部位增加适当的去耦电容来消除自激振荡和噪声干扰。去耦电容能够旁路掉电源 中的高频噪声，提高电路的信噪比和稳定性。
能量存储
总结词
电容作为一种储能元件，能够存储电能并在需要时释放。
详细描述
电容的能量存储特性
能量存储
电容可以存储电能。当电压升高时，电容充电并存储能量。当电压降低时，电 容放电并释放能量。
储能计算
电容所储存的能量可以用以下公式表示：E = 1/2CV²，其中C是电容的电容量 ，V是电容两端的电压。
03
电容的应用
滤波稳压
总结词
电容在滤波稳压电路中发挥着重要的作用，能够平滑输出电 压，提高稳定性。
应用场景
扼流圈广泛应用于各种电子设备中 ，如电源、音频设备等，用于稳定 电流和防止电磁干扰。
变压器
定义
变压器是一种利用电磁感应原理 改变交流电压的装置。
工作原理
变压器由两个或多个绕组组成， 当一个绕组上施加交流电压时， 磁场在另一个绕组上产生感应电
动势，从而改变电压的大小。
应用场景
变压器广泛应用于电力系统和电 子设备中，如电源、电机控制、 音频设备等，用于升压、降压、
制造工艺上的联系与差异
总结词
电容和电感的制造工艺既有联系又有差异。
详细描述
它们的基本结构都是由导线绕制成线圈，但 电容的导线之间是并联关系，而电感的导线 之间则是串联关系。此外，电容的内部填充 物通常为绝缘材料，而电感的内部则可能填
充磁性材料。
THANKS。
电容的物理意义
电容的主要作用是储存电能。
电路基础原理电容与电感
电路基础原理电容与电感在学习电路基础原理时，我们常常会遇到两个重要的元件，即电容和电感。
它们分别代表了电路中的储能元件和储能方式。
本文将介绍电容和电感的基本概念、特性以及在电路中的应用。
一、电容1.1 电容的定义和特性电容是一种能够存储电荷和电能的元件。
它由两个平行的导体板组成，中间被绝缘物（如电介质）隔开。
当我们在电容的两端加上电压时，电荷会在两个导体板之间积累，并且形成电场。
电容的存储能力可以通过电容的大小来表示，它与电容板的面积以及板之间的距离成反比。
1.2 电容的工作原理和应用电容的工作原理依赖于电场的作用。
当电流通过电容时，电荷会在电容板之间积累，形成电场。
在电容的充电和放电过程中，电场能量会转化为电能，并在电路中储存和释放。
电容广泛应用于滤波器、电源电路和定时器等电路中，起到储能、平滑和定时的作用。
二、电感2.1 电感的定义和特性电感是一种储存电能的元件，它由导线或线圈组成。
当通过电流时，电感会产生磁场，并储存电荷。
电感的存储能力可以通过电感系数（单位：亨利）来衡量。
电感的大小与线圈的匝数、线圈的长度以及电感系数有关。
2.2 电感的工作原理和应用电感是利用磁场储存能量的元件。
当电流通过电感时，磁场会储存能量，并在电流变化时释放出来。
电感在电路中常用于滤波器、振荡器和传感器等应用中。
在这些电路中，电感起到了调节频率、稳定信号和储存能量的作用。
三、电容与电感的比较与应用电容和电感虽然在储存电能的方式上有所不同，但在电路中常常是相辅相成的。
它们可以结合使用以产生更多的效果。
3.1 并联与串联当电容和电感并联时，它们可以共同储存电能，并形成一个共振回路。
这种并联的电路在无线电通信和振荡器中经常使用，可以形成稳定的频率。
当电容和电感串联时，它们可以共同组成一个滤波电路来削弱或消除电路中的某个频率成分。
这种串联的电路常用于滤波器中，用于消除噪声和干扰。
3.2 储能与传输电容和电感既可以储存电能，也可以传输电能。
电感与电容的关系公式
电感与电容的关系公式电感和电容这两个电学中的概念，就像是一对欢喜冤家，总是有着千丝万缕的联系。
咱们先来说说电感，电感这家伙，就像是一个“记忆大师”，它能记住电流的变化。
当电流变化时，电感会产生自感电动势来阻碍这种变化。
而电容呢，则像个“能量储存罐”，能把电能储存起来。
电容的大小取决于两个极板的面积、极板之间的距离以及中间介质的介电常数。
说到电感与电容的关系公式，那就是在交流电路中，电感的感抗XL = 2πfL ，电容的容抗XC = 1 / (2πfC) 。
这里的 f 是交流电源的频率，L 是电感量，C 是电容量。
这两个公式就像是打开电感和电容神秘世界的钥匙。
比如说，在一个电路中，如果电感量增大，感抗也就增大，电流通过就会变得更困难；而如果电容量增大，容抗就会减小，电流通过就会更顺畅。
我想起之前给学生们讲这部分内容的时候，有个学生一脸困惑地问我：“老师，这电感和电容怎么感觉这么抽象啊，怎么才能更好地理解呢？”我就给他举了个例子。
咱们把电流想象成一群调皮的小朋友在跑马拉松。
电感就像是路上的减速带，小朋友们跑过去的时候会受到阻力，速度变化就会受到阻碍；而电容呢，就像是路边的补给站，能储存能量，让小朋友们跑得更有力气。
这个例子虽然不太严谨，但能让学生们有个比较直观的感受。
在实际应用中，电感和电容的关系可重要啦。
比如说在滤波电路中，电感和电容常常联手合作。
电感可以阻挡高频信号，让低频信号通过；电容则能让高频信号通过，把低频信号拦住。
它们相互配合，就像一对默契的搭档，把杂乱的信号变得整齐有序。
再比如在谐振电路中，当电感和电容的参数达到一定的比例时，电路会发生谐振现象。
这时候，电路中的电流和电压会达到最大值，能量的交换也会变得非常高效。
总之，电感和电容的关系公式虽然看起来有点复杂，但只要我们深入理解，结合实际应用，就能发现它们的奇妙之处。
就像我们在探索电学世界的旅程中，这两个小伙伴一直陪伴着我们，为我们带来无尽的惊喜和发现。
电容和电感的关系
电容和电感的关系电容和电感是电路中常见的两种元件，它们在电路中起着不同的作用。
电容是一种能够存储电荷的元件，而电感则是一种能够存储磁场能量的元件。
虽然它们的作用不同，但是在电路中它们之间存在着密切的关系。
一、电容和电感的基本概念电容是指两个导体之间的电荷储存能力，通常用法拉（F）作为单位。
电容器是一种能够存储电荷的元件，它由两个导体板和介质组成。
当电容器两端加上电压时，电荷会在两个导体板之间积累，形成电场。
电容器的电容量与介质的介电常数、导体板的面积和板间距离有关。
电感是指导体中存储磁场能量的能力，通常用亨利（H）作为单位。
电感器是一种能够存储磁场能量的元件，它由导体线圈和铁芯组成。
当电流通过导体线圈时，会在铁芯中产生磁场，导体线圈中存储的能量与电流的大小和铁芯的磁导率有关。
二、电容和电感的作用电容和电感在电路中起着不同的作用。
电容器可以用来存储电荷，当电容器两端加上电压时，电荷会在两个导体板之间积累，形成电场。
电容器可以用来滤波、稳压、调节电压等。
电感器则可以用来存储磁场能量，当电流通过导体线圈时，会在铁芯中产生磁场，导体线圈中存储的能量可以用来产生电磁感应、滤波、稳压等。
三、电容和电感之间存在着密切的关系，它们可以相互转换。
当电容器两端加上电压时，电荷会在两个导体板之间积累，形成电场。
当电容器两端的电压发生变化时，电容器中的电荷也会发生变化，从而产生电流。
这个过程中，电容器的电流与电容器两端的电压成正比，电容器的比例系数就是电容量。
而当电流通过导体线圈时，会在铁芯中产生磁场，导体线圈中存储的能量可以用来产生电磁感应、滤波、稳压等。
这个过程中，电感器的电压与电流成正比，电感器的比例系数就是电感。
在电路中，电容和电感可以组成谐振电路。
谐振电路是一种能够产生共振的电路，它可以用来产生稳定的振荡信号。
当电容和电感的数值满足一定的条件时，谐振电路就会产生共振，产生稳定的振荡信号。
综上所述，电容和电感在电路中起着不同的作用，但是它们之间存在着密切的关系。
电容和电感的教学设计及教案分享
电容和电感作为电学中的两个基本电子元器件，在中小学物理教学中占据着非常重要的地位。
因此，在教学过程中，必须注重学生的理解和掌握程度，让他们能够真正领悟电容和电感的真谛。
本文将分享一份关于电容和电感的教学设计及案，以供相关教师参考。
一、教学目标1、了解电容和电感的基本概念及其特性。
2、理解电容和电感对于电路的影响及其使用场景。
3、掌握电容和电感的相关计算方法。
4、培养学生的动手能力及实验精神。
二、教学内容1、电容的基本概念和特性（1）什么是电容？电容是一种储存电能的电子元器件。
电容器由至少两个导体组成，在两个导体之间用绝缘体分隔开。
当电容器两极相连，电容器便能够储存电量。
（2）电容的特性是什么？电容的电量和电位差成正比，与电容器的电容量和电位差有关。
电容器的电容量和电位差越大，它所能储存的电量就越大。
2、电感的基本概念和特性（1）什么是电感？电感是一种电子元器件，它是由磁性的导体线圈组成的。
当导体线圈内部有电流流过时，它产生的磁场会使导体线圈中储存电能。
（2）电感的特性是什么？当电流通过电感时，电感储存了电能，如果从电感中断电流，磁场将崩溃并产生反电动势。
反电动势是电感器件特有的一种现象，它会导致电流减少或消失。
三、教学过程1、电容的教学过程（1）展示不同规格的电容器，并让学生了解电容器的主要参数，例如电容量、电压容忍度、尺寸、极性等。
（2）介绍电容器的原理，并手动演示电容器的充电和放电过程，以让学生了解电容器如何储存电荷和放电。
（3）让学生在实验室中动手进行电容器的充电和放电实验，并让他们测量不同容量的电容器所储存的电荷量。
（4）讲解电容器的串联和并联原理，以及串联和并联的实际应用场景，以帮助学生全面理解电容器的使用方法。
2、电感的教学过程（1）介绍电感器件的原理，并展示不同形状和不同规格的电感器件，让学生了解电感器件的电感量和电流变化规律。
（2）讲解电感器件的主要参数，例如电感量、自感系数、磁通量等，以及它们与电感器件性能之间的关系。
电容与电感习题解析
电容与电感习题解析第⼆章电容与电感⼀、选择题1．某电容器的电容为c，如不带电时它的电容是( )A．0 B．C C．⼩于C D．⼤于C2．有⼀电容为30µF的电容器，接到直流电源上对它充电，这时它的电容为30µF，当它不带电时，它的电容是（）A．0 B．15µF C．30µF D．10µF3．下⾯对电容器的说法正确是（）A．电容器的电容量C的⼤⼩与外加电压U成反⽐，与电荷量成反⽐B．电容器的电容量C的⼤⼩与外加电压U的变化率成正⽐C．电容器的电容量C与电容器本⾝的⼏何尺⼨及介质有关D．电容器的电容量C与所储存的电荷量成正⽐4．某电容器两端电压为40V,它所带的电量为0.4C，若把它两端电压将为20V，( ) A．电容器的电容降低⼀半 B. 电容器的电容保持不变C.电容器的电荷量保持不变 D .电容器的电荷量保持不变5．有两只电容器C1＞C2，如果它们两端电压相等，则（）Ａ．C1所带的电量较多Ｂ．C2所带的电量较多Ｃ．它们所带的电量⼀样多Ｄ．⽆法确定带电量多少6．如果有两个电容，所带电荷量为q1A. C1B. C1>C2C. C1=C2D. ⽆法确定7．如果有两个电容，所带电荷量为q1A . C1C2 C. C1=C2 D. ⽆法确定8．现有⼀个电容器，它的电容为30微法，加在电容器两端的电压为500V，则该电容器极板上储存的电荷量为库．A. 0.015B. 0.01C. 0.025D. 0.029．现有⼀个电容器，它的电容为30微法，加在电容器两端的电压为500V，则该电容器极板上储存的电荷量为（）A . 0.015C B. 0.01C C. 0.025C D. 0.02C 10．电容器上标有“30µF，600V”的字样，600V是指( )A．额定电压 B．最⼩电压 C．平均电压 D．瞬时电压11．电容器上标有“400µF，50V”的字样，则该电容器两端加25V电压时，其电容量为( )A．200µF B．400µF C．800µF D．012．电容量之间的换算关系是（）A. 1µF=10-3F ,1pF=10-3µF ，B. 1µF=10-6F ,1pF=10-6µFC. 1µF=10-9F ,1pF=10-9µFD. 以上答案都不对13．电容器在充电过程中，充电电流逐渐 ( )A．增⼤ B．减⼩ C．不变 D．⽆法确定14．电容器在充电过程中，电流和电压的变化情况是( )A.电流变⼤，电压变⼩B. 电流变⼩，电压变⼩C.电流变⼤，电压变⼤D. 电流变⼩，电压变⼤15．电容器充电和放电过程中，由⼤变⼩的是（）A．回路中的电流 B．电容器两端的电压 C．回路中的电流和电压 D．电容器的电容量16．下列电容器中有正负极的是（）A．陶瓷电容器 B．纸质电容器 C．电解电容器 D．可变电容器17．电解电容器在使⽤时，下⾯正确的是（）A．电解电容器有极性，使⽤时应负极接低电位，正极接⾼电位B．电解电容器有极性，使⽤时应负极接⾼电位，正极接低电位C．电解电容器与⼀般电容器相同，使⽤不⽤考虑极性D．电容器在交．直流电路中均可使⽤18．照相机上的闪光灯是利⽤电容器的_____⼯作的。
电感和电容PPT课件
不能通直流，只能 通变化的电流
决 定 因 素
由导体本身( 长短、粗细、 材料)决定， 与温度有关
由线圈的自感系 由电容的大小和交 数和交流电的频 流电的频率决定( 率决定(成正比) 成反比)
电
能 转
电能转化为内 能
电能和磁场能转 化
电能与电场能转化
化
(1)隔直电容器：如图所示， 电容器的作用是“通交流、隔 直流”，因为直流电不能通过 电容器，交流电能“通过”电容 器。这种电容器的电容一般比 较大。
率决定(成正比)
由电容的大小和交 流电的频率决定(成 反比)
电能的 电流通过电阻做 转化与 功，电能转化为 做功 内能
电能和磁场能往 电能与电场能往复
复转化
转化
(1)如果将电容器与负载并联， 然后与电感器串联，就能更 好地起到滤掉电流中交流成 分或高频联， 就能更好地起到滤掉电流 中直流成分和低频成分的 作用。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因 此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少 量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特 点，使绝大部分高频成分从C流过。
例2、如图所示，线圈L的自感系数和电容器的 电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此 电路的主要作用是---------（ ）D
A．阻直流、通交流，输出交流 B．阻交流、通直流，输出直流 C．阻低频、通高频，输出高频交变电流 D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直 流电
例3、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相 同（L无直流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （AC ）
4.实际应用：扼流圈 （1）低频扼流圈：
电容与电感
产生暂态过程的原因：
一般电路不可能！
由于物体所具有的能量不能跃变而造成
在换路瞬间储能元件的能量也不能跃变
∵
C
储能：WC
1 2
CuC2
∵
L储能：WL
1 2
LiL2
\ u C 不能突变
\ iL不 能 突 变
2.换路定则
设：t=0 — 表示换路瞬间 (定为计时起点) t=0-— 表示换路前的终了瞬间 t=0+—表示换路后的初始瞬间（初始值）
稳态分量
uC
+U 电路达到 63.2%U
uC uC
稳定状态 时的电压
o -36.8%U
uC t
-U
暂态分量
仅存在 于暂态 过程中
uC
U
(1
e
t RC
)
U
(
1
e
t
)
(t 0)
u 2.电流
iC
iC
C
的变化规律
duC
U
t
e
dt R
3.
uC、iC 变化曲线
uC U (1 e
放电电流不低于950A，放电峰值电流可达1680A。 4.充电速度快，充电10秒～10分钟可达到其额定容量的
95％以上。 5.可以在很宽的温度范围内正常工作（-40℃－+70℃），
而蓄电池很难在高温特别是低温环境下工作。
6超级电容器用的材料是安全的和无毒的，而铅酸蓄电 池、镍镉蓄电池均具有毒性。
超级电容器自面市以来，全球需求量快速扩大，已成为
(2)
物理意义
uC (
电磁学中的电容和电感
电磁学中的电容和电感电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电和磁的相互作用以及它们在自然界中的表现。
其中，电容和电感作为电路中的两个基本元件，扮演着重要的角色。
在本文中，我将深入探讨电容和电感的原理、特性以及它们在实际应用中的重要性。
首先，我们来了解电容。
电容是指电路中存储电荷的能力。
它由两个电极和介质组成，介质可以是空气、绝缘体或电解质等。
当电容器两极之间施加电压时，正电荷聚集在一个电极上，负电荷聚集在另一个电极上，形成电场。
电容的大小与电容器的几何形状、两极之间的距离以及介质的特性有关。
电容的单位是法拉（F）。
电容的一个重要特性是充放电过程。
当一个电容器与电源相连时，电荷开始从电源流入电容器，电容器逐渐充满电荷。
这个过程称为充电。
当电容器与电源断开连接时，电荷开始从电容器流出，电容器的电荷逐渐减少。
这个过程称为放电。
充放电过程中，电容器的电压和电荷量随时间的变化可以用数学公式进行描述。
接下来，我们来了解电感。
电感是指电路中储存磁能的能力。
它由线圈或线圈的组合构成，当电流通过线圈时，会产生一个磁场。
电感的大小与线圈的匝数、线圈的形状以及线圈中的磁性材料有关。
电感的单位是亨利（H）。
电感的一个重要特性是自感现象。
当电流通过线圈时，线圈内部会产生一个磁场，磁场的变化又会导致线圈内部的电流发生变化。
这种自感现象使得电感在交流电路中起到了重要的作用。
电感可以阻碍电流的变化，使得电路中的电流随时间变化而产生滞后。
电容和电感在实际应用中都起到了重要的作用。
例如，电容器可以用于储存能量，供电路中的其他元件使用。
电容器还可以用于滤波，去除电路中的高频噪声。
电感则可以用于变压器和电感耦合器等电子设备中，实现信号的传输和隔离。
电感还可以用于滤波和稳压，使得电路中的电流和电压保持稳定。
除了这些基本应用之外，电容和电感还在无线通信、电力系统和电子设备等领域中扮演着重要的角色。
例如，在无线通信中，电容和电感被用于调谐电路和天线设计，以实现信号的传输和接收。
九年级物理认识电路中的电容和电感
九年级物理认识电路中的电容和电感电容和电感是电路中重要的元件，它们在电路中扮演着不同的角色。
电容是一种储存电荷的装置，而电感则是一种储存磁能的装置。
本文将从电容和电感的基本概念、性质和应用等方面进行探讨。
一、电容1.1 电容的基本概念电容是指能够储存电荷的元件。
它由两个导体板及之间的绝缘介质组成。
当我们将电容器连接到电源时，正电荷会聚集在一块金属板上，而负电荷则聚集在另一块金属板上，形成了电场。
电容的单位是法拉(F)，常用的单位是微法(F)。
1.2 电容的性质①电容的大小与板间距、板面积和绝对介电常数有关。
板间距越小，板面积越大，绝对介电常数越大，电容的大小也越大。
②电容与电压和电荷量有关。
电容大小与储存的电荷量成正比，与电压成反比。
③电容器具有存储电能的能力。
当电容器充电时，电能储存在电场中；当电容器放电时，电能转化为其他形式的能量。
1.3 电容的应用①电容器常用于电子元器件中，如滤波器、集成电路等。
它们具有稳压、滤波等重要作用。
②电容器还广泛应用于电力系统中，用于储存或调节电能。
比如电容补偿装置可以消除功率因数不良，提高电网的稳定性。
二、电感2.1 电感的基本概念电感是指将电能储存在磁场中的元件。
它由导体线圈和磁铁芯组成。
当电流通过导体线圈时，会产生磁场，导体线圈中储存的电能就是电感。
电感的单位是亨利(H)，常用的单位是毫亨(H)。
2.2 电感的性质①电感的大小与线圈的匝数、线圈的长度、磁性材料的磁导率有关。
匝数越大，长度越长，磁导率越高，电感的大小也越大。
②电感与电流和时间有关。
电感的大小与通过它的电流成正比，与时间成正比。
③电感具有阻碍电流变化的作用。
当电路中的电流发生变化时，电感会产生反向的电势，阻碍电流的变化。
2.3 电感的应用①电感器常用于电子元器件中，如变压器、电感继电器等。
它们具有储存能量、改变电压、阻断电流等功能。
②电感器也广泛应用于电力系统中，用于传输电能或储存电能。
例如变压器用于改变电压，电感能储存电能以应对瞬时的高功率需求。
职业中专电工电子第二章电容与电感
职业中专电⼯电⼦第⼆章电容与电感第⼆章电容与电感第⼀节电容元件基本知识1、任何两个彼此绝缘⽽⼜互相靠近的导体，都可以看成是。
电容器⼴泛应⽤于各种⾼、低频电路和电源电路中，起、、、、、等作⽤。
电容器的基本作⽤是。
2、电容器所带的和的⽐值称为电容器的电容，公式：。
电容反映了电容器，与电容器的带电量和两极板间的电压。
电容是由电容器本⾝结构决定的，包括、、。
3、电解电容器有正负极之分，使⽤时不可，否则会将。
⼀般情况下，电解电容器的正极的引线。
4、电容器上所标明的电容值称为。
标称容量和实际容量之间是。
使⽤电容器加在电容器上的电压不应超过。
电容器上所标明的额定⼯作电压，通常是指，在交流电路中，应是交流电压的最⼤值它的额定⼯作电压值。
5、利⽤电容器的现象，可⽤万⽤表的（R ）来判断电容器的质量好坏。
⽅法是：将万⽤表的表笔分别与电容器的两端相接，若指针偏转后有返回到接近于起始位置的地⽅，则说明质量；若指针回不到起始位置，停在标度盘某处，则说明；若指针偏转到零位置不再回去，说明；若指针根本不偏转，说明。
⼆、课后练习：1、电容器的单位是（）A、法B、亨C、安D、伏2、电解电容器在使⽤时，下⾯说法正确的是（）A、电解电容器有极性，使⽤时应使负极接低电位，正极接⾼电位。
B、电解电容器有极性，使⽤时应使正极接低电位，负极接⾼电位。
C、电解电容器与⼀般电容器相同，使⽤时不⽤考虑极性。
D、⼀个电解电容器在交、直流电路中都可使⽤。
3、⼀个电容器外壳上，标有“400µF，50V”，则该电容器两端加上25V电压时，其电容量为（）A.200µF B、400µF C、800µF D、04、有⼀电容C=100µF的电容器，充电到U=6V，它带的电量是（）A、6×10-4CB、600CC、6×10-2CD、6×10-1C5、某电容器的电容为C，如果不带电时它的电容是（）A、0B、CC、⼩于CD、⼤于C6、⼀个电容为C的平⾏板电容器与电源相连，开关闭合后，电容器极板间的电压为U，极板上的电荷量为q，在不断开电源的情况下，把两极板间的距离拉⼤⼀倍，则A、U不变，q和C都减⼩⼀半B、U不变，C减⼩⼀半，q增⼤⼀倍C、q不变，C减⼩⼀半，U增⼤⼀倍D、q、U都不变，C减⼩⼀半7、当⽤万⽤表的红、⿊表笔接触电容器的两端时，指针迅速向右偏转到最⼤然后返回，但返回不到起始位置A、电容内部开路B、电容短路C、电容漏电D、电容质量完好⾼考回顾1、（2011）当万⽤表选择开关置于R×1K挡时，将表笔与电容器两端相接，若指针转到0位置后不再回去，说明电容器（）A、漏电B、内部断路C、内部短路D、质量好2、（2011）某电容器充电后两极电压为10V，所带电量为9C，则它不带电时的电容为（）A、9FB、0.9FC、90FD、03、（2012）⽤万⽤表的R×1K挡检测⼀只10µF电容器时，将表笔搭接在电容器两端，若发现指针迅速右偏后，逐渐退回到起始位置，则说明电容器（）A、已击穿B、漏电C、内部断路D、质量好4、（2013）给⼀电容器充电，电压从2V充到4V，则（）A、电容量增加⼀倍B、电容量减少⼀半C、电荷量增加⼀倍D、电荷量减少⼀半第⼆节磁场⼀、基础知识1、具有吸引、、等物质的性质称为磁性，具有磁性的物质称为。
电路中的电感与电容的特点与应用
电路中的电感与电容的特点与应用在电子学和电路设计中，电感和电容是两个常见的元件。
它们具有不同的特点和应用，对于电路的工作起着重要的作用。
一、电感的特点和应用电感是一种存储电能的元件，其特点是产生自感电动势。
当电流在电感中变化时，会产生电磁感应作用，从而产生自感电动势。
电感具有以下特点：1. 阻碍电流的变化：电感对直流电阻抗很小，几乎可以看作是导线。
但是对于交流电，由于电流的变化，电感会阻碍电流随时间的变化，这个特性被称为电感的“电感性”。
2. 储存电能：电感可以将电能储存在磁场中，当电路中断电时，电感会释放出储存的电能。
这种特性使得电感常被用来稳定电压或电流，例如阻抗匹配、滤波、电源平衡等。
3. 惯性特性：电感具有惯性特性，它是电流改变的惯性抵抗。
因此在电子设备和电路中，电感经常用于控制电流的变化率，例如限流电感、共模电感等。
电感在电子设备和电路中有广泛的应用。
它常用于滤波电路，通过振荡电路，稳定电源，配合电容实现谐振电路等。
二、电容的特点和应用电容是另一种存储电能的元件，它具有两个电极，之间通过电介质隔开。
电容的主要特点是对电流的变化有强烈的响应，其电容性取决于电极之间的面积和距离，以及所使用的电介质。
电容具有以下特点：1. 存储和释放电能：电容通过存储电荷来储存电能，并在需要时释放出来。
当电容被充电时，正极聚集了正电荷，负极聚集了负电荷。
当电容被放电时，电荷从正极流向负极，释放储存的电能。
2. 延迟电流变化：由于电容对电流变化的敏感性，它可以延迟电流变化。
这在许多电路中非常重要，例如滤波器和频率选择器。
通过调整电容的大小，可以调整电路的频率响应。
3. 隔离电流：电容可以将直流电隔离，只允许交流电通过。
这在耦合和解耦电路中非常有用，可以将电源与负载隔离，防止干扰。
电容在电子设备和电路中也有广泛的应用。
它常用于滤波电路、隔离电路、定时电路等。
此外，电容还用于电源解耦、信号耦合等。
总结：电感和电容是电子学中常见的元件，它们在电路中具有不同的特点和应用。
第二单元 电容与电感
2、通电螺线管的磁场方向（右手螺旋定则） 右手握住螺线管,并把拇指伸开, 弯曲四指 电流方向 拇指 磁场北极
Ｓ
Ｎ
Ｎ
Ｓ
课堂练习
1、判断电流的磁场方向 2、判断电流方向
Ｓ
Ｎ
二、描述磁场的主要物理量
1、磁感应强度B： 描述磁场强弱
F B IL
单位：特斯拉 T F—与磁场垂直的通电导体在磁场中受力 Ｉ—导体中的电流 L—导体在磁场中的有效长度
电容器的检测 电容器的常见故障是击穿短路、断路、漏电、 容量减小、变质失效及破损等，用万用表可 以检测电容器的常见故障。
将万用表转换开关拨到电阻挡‚R×100”的位 置上，红表笔接电容负极，黑表笔接电容正 极，可以见到万用表指针摆动一下后，很快 返回到‚0”处，说明这只电容器性能正常， 如图2.4所示。
+ ++ + ____
Q 电容的大小： C U
Q—电容器所带的电荷量，单位为库仑（C） U—电容器两极板间的电压，单位为伏特（V） C—电容器的电容量，单位为法拉（F） 单位：法拉F 1μF＝10－6F 1pF＝10－12F
课堂练习
1、一个电容器，当它接到220V直流电源上时， 每个极板上所带电荷量为2.2X10－5C，电容器 的电容是多少？若将它接到110V的直流电源上， 每个极板所带的电荷量是多少？ 5 解：(1)C Q1 2.2 10 10 7 F
二、感应电流方向（观看动画） 1、右手定则 伸平右手，拇指和四 指垂直，让磁感线穿入掌 心，拇指指向导体运动方 向，四指所指方向为感应 电流方向。
图中AB向右运动 感应电流方向：B A a c AB相当于电源,上端为+极 下端为-极ຫໍສະໝຸດ B× × ×a
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感应电动势方向： B
c
× ×
×
× ×
× B
× × ×
× × ×
× × ×
d
2、楞次定律
感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻 碍引起感应电流的磁通量的变化
N
+
S
线圈相当于一个电源,上端是+极,下端是-极
练习一：如图，判断感应电流的方向。
ab向上运动
× × × ×
× × ×
ab垂直屏幕 向外运动向
电容器两端电压增加时，电容器便从电 源吸收能量储存在它两极板之间的电场中。 而当电容器两端电压降低时，它便把原 来所储存的电场能量释放出来。 即电容器本身只与电源进行能量的交换 ，而并不消耗能量，所以说电容器是一种储 能元件。
*生产生活案例： 1. 如果电容器的电容足够大并已充电，当用导线 将它的两极板连接起来时，可看到放电火花，并发 出声音。在闪光灯中，就是将大电容器先充电，然 后通过闪光灯放电，使其发出强烈的闪光。 2. 储能焊机又称电容式储能焊机，其工作原理主 要是利用电容储存能量，当能量能使小面积焊点熔 化时，电容瞬时放电完成焊接。储能焊机的焊接时 间一般为千分之3秒，且焊接时间是不能调节的。
2、自感电动势的大小和方向
（1）大小
i EL L t t
二、感应电流方向（观看动画） 1、右手定则 伸平右手，拇指和四 指垂直，让磁感线穿入掌 心，拇指指向导体运动方 向，四指所指方向为感应 电流方向。
图中AB向右运动 感应电流方向：B A a c AB相当于电源,上端为+极 下端为-极
B
× × ×
a
× × ×
A
+×
× ×
× × ×
× × ×
b
第二单元
模块1
电容与电感
电 电 容 感
模块2
模块1 电 容
任务一 认识电容 任务二 认识电容的连接方式 任务三 认识电容器的充电和放电
任务一
认识电容
电容器是电子设备中大量使用的电子元 件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤 波，调谐回路， 能量转换，控制电路等方 面。 电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是 一种容纳电荷的器件。
课堂练习
书P107，思考与练习
发光二极管亮度 流过电容器的电 电容器两端电压的 变化 流变化 变化 开 关 SB 拨 向 1 LED1开始较亮， 逐渐减小至0 逐渐增大至与电源 端 电动势相等 然后逐渐变暗， 最后不亮 LED2始终不亮 开 关 SB 拨 向 2 LED2开始较亮， 逐渐减小至0 端 然后逐渐变暗， 最后不亮 LED1始终不亮 逐渐减小至0
一、电容的概念 1、电容器结构：两个导体中间用绝缘物质隔 开就构成电容器。 两个导体叫——极板 中间的绝缘物质叫——介质 电容器符号: C
电容器最基本的特性是：能够储存电荷
2、电容量： 电容器的电容量——简称电容 将电容器的两极板分别接到电源的正、负极 上，电容器两极板就会带有等量的异种电荷 。 ------这个过程叫给电容器充电
电容器的检测 电容器的常见故障是击穿短路、断路、漏电、 容量减小、变质失效及破损等，用万用表可 以检测电容器的常见故障。
将万用表转换开关拨到电阻挡‚R×100”的位 置上，红表笔接电容负极，黑表笔接电容正 极，可以见到万用表指针摆动一下后，很快 返回到‚0”处，说明这只电容器性能正常， 如图2.4所示。
2、磁场方向和磁感线 磁场方向：在磁场中的任意一点，小磁针静 止时N极的指向。 磁感线：磁场中画出的一系列假想的曲线， 曲线上的切线方向就是该点的磁场方向。 在磁体外部：磁感线从N 在磁体内部：磁感线从S 磁感线不相交 S N
磁体周围磁感线分布
3、电流的磁场 通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁 效应。 1、通电长直导线的磁场方向 右手螺旋定则：右手握住导线并把拇指伸开， 拇指 电流方向 环绕四指 磁场方向
加在每一个电容器上的电压是相同的。 U=U1=U2=U3 总电荷量等于每个电容器上所带电荷量之和。 Q=Q1+Q2+Q3 总电容等于每个电容器电容之和 C=C1+C2+C3
电容串联、并联的特点
串 联 并 联
电容的关系 电量关系
电压关系
1 1 1 1 C C C C
1 2
C=C1+C2+C3 Q=Q1+Q2+Q3
项目
模块2 电 感
任务一 认识磁场 任务二 认识电磁感应 任务三 认识自感与电感元件 任务四 认识互感及其应用
任务一 一、磁场
认 识 磁 场
1、磁场 磁性：某些物质具有吸引铁、钴、镍等物质的 性质，叫磁性。 磁体：具有磁性的物质叫磁体。 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极 磁场：磁体周围存在特殊物质叫磁场
任务二 认识电容器的连接方式
现有额定电压10V，电容50μF的电容器。 需要50V，50 μF的，怎么办？
当单独一个电容器的耐压不够，容量 够大，可将几个电容器串联起来。
一、电容器的串联 + U C1 +Q -Q C2 +Q -Q
U
+Q C -Q
总电容的倒数是各个电容器电容的倒数之和。
1 1 1 1 C C1 C 2 C3
磁场对通电导线的作用力(安培力)的方向： 左手定则：伸开左手， 让磁感线垂直进入手心, 四指指向电流方向， 大拇所指方向为导线受力 方向。
课堂练习
1、判断导体ab在磁场中受力情况
课堂练习
2、判断线圈在磁场中受力情况
这就是 电动机 的工作 原理
课堂练习
判断通电导体受力方向
ab垂直屏幕 向里运动向
每个电容器都带有相等的电荷量。 Q=Q1=Q2=Q3 总电压等于每个电容器两端的电压之和。 U=U1+U2+U3
课堂练习
书P105，思考与练习2,
作 业
4
书P105，思考与练习3,
5
二、电容器的并联 电容量不够，耐压满足要求时，可将几个电 容器并联起来。 + C1 C2 C3 U Q2 Q1 Q3 + U C Q
２、磁通
磁感应强度Ｂ和与其垂直的某一截 面积Ｓ的乘积 ＝ＳＢＳin 单位:韦伯Wb
Ｂ Ｓ Ｂ Ｓ
3、磁导率
磁导率是表示物质导磁性能的物理量，用字 母μ 表示，单位是亨利每米，用符号H/m表示。 不同的媒介质有不同的磁导率。 7 4 10 H /m 真空中的磁导率是一个常数： 0 某种介质的磁导率与真空中的磁 r 导率的比值称为相对磁导率： 0
U1 220
(2)Q2 CU 2 107 110 1.1105 c
特别关注： 常用的电容器有平行板电容器 平行板电容器的电容与极板面积S及电介质的 介电常数ε 成正比，与极板间的距离成反比。 s—极板的有效面积 S C d—两极板间的距离 d ε—某种电介质的介电常数
二、电容器的参数 1、额定工作电压 是指电容器能长时间地稳定工作，并且保证 电介质性能良好的直流电压数值。 额定电压一般叫——耐压 一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电 压超过电容器的耐压电容器将被击穿，造成不 可修复的永久损坏。
r 1
反磁性物质，在这类物质中产生的 磁场比真空中弱。 顺磁性物质在这类物质中产生的磁 场比真空中强。 铁磁性物质，在这类物质中产生磁 场比真空中的磁导率大几千甚至几 万倍。
r
r
1 1
4、磁场强度
磁场中某点的磁感应强度B与媒介质磁导率 μ 的比值，叫做该点的磁场强度，用H表示， 即 H B
电容器的短路、漏电检测： 1、 万用表电阻挡置于‚R×1 k”测量无极性 电容器，表针最后应指向∞，好的。指向0电 容器短路。 2、万用表电阻挡置于‚R×10 k测有极性电解 电容器，表针最后有一点偏转表明电容器正 常，如偏转较明显，说明电容器漏电较大， 不宜使用。
课堂练习
书P102，思考与练习
+ ++ + ____
Q 电容的大小： C U
Q—电容器所带的电荷量，单位为库仑（C） U—电容器两极板间的电压，单位为伏特（V） C—电容器的电容量，单位为法拉（F） 单位：法拉F 1μF＝10－6F 1pF＝10－12F
课堂练习
1、一个电容器，当它接到220V直流电源上时， 每个极板上所带电荷量为2.2X10－5C，电容器 的电容是多少？若将它接到110V的直流电源上， 每个极板所带的电荷量是多少？ 5 解：(1)C Q1 2.2 10 10 7 F
t
（2）导线切割磁感线运动产生的感应电动势
e BLV Sin
B — 磁感应强度 L — 导线长度 V — 导体切割磁感线运动速度 — B与V的夹角
课堂练习
书P125，思考与练习： 一、选择题 二、填空题
作 业
书P126，计算题：2、3
任务三 认识电感与电感元件 一、自感现象 1、自感现象和自感电动势的概念 观察：现象 因通过线圈的电流发生变化而在线圈 自身引起电磁感应现象，叫自感现象。 产生的电动势称自感电动势。
2、通电螺线管的磁场方向（右手螺旋定则） 右手握住螺线管,并把拇指伸开, 弯曲四指 电流方向 拇指 磁场北极
Ｓ
Ｎ
Ｎ
Ｓ
课堂练习
1、判断电流的磁场方向 2、判断电流方向
Ｓ
Ｎ
二、描述磁场的主要物理量
1、磁感应强度B： 描述磁场强弱
F B IL
单位：特斯拉 T F—与磁场垂直的通电导体在磁场中受力 Ｉ—导体中的电流 L—导体在磁场中的有效长度
磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中 ，它的方向和磁感应强度的方向一致。在国际 单位制中，它的单位为A/m(安/米)。