电容电路课件
1-8 电容器的电容 课件(共49张PPT)
第一章
8
成才之路 ·高中新课程 ·学习指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
知识体系构建
第一章
8
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第一章
8
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考点题型设计
第一章
8
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成才之路· 物理
人教版 ·选修3-1
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
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第一章
静电场
第一章
静电场
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第一章
8 电容器的电容
第一章
8
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题型1
对电容及电容器的理解
下面关于电容器及其电容的叙述正确的是
(
) A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了
电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代 数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比
第一章
8
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答案：A
第一章
8
成才之路 ·高中新课程 ·学ห้องสมุดไป่ตู้指导 ·人教版 ·物理 ·选修3-1
εrS Q 点评：①将 C＝Q/U，C＝ 与 E＝F/q、E＝k 2对比， 4πkd r 弄清哪是定义式，哪是决定式。 Q ΔQ ②由 C＝U可推得 C＝ ，有时应用很方便。 ΔU
《电容器的电容》PPT课件(第1课时)
[观察探究]
核心要点 对电容器电容的理解
按如图所示电路连接好器材，使开关S先后接触a、b，观察电流表指针的偏转情 况。试结合上述现象讨论： (1)当S先后接a和接b时，观察到电流表指针的偏转情况是怎样的？ (2)电容器的工作过程是怎样的？工作过程中能量是如何转化的？
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(3)电容器带的电荷量Q与两极板间的电压U有什么关系？反映了电容器怎样的特 性？怎样描述？ 答案 (1)当S接a时，电流表指针发生偏转；当S接b时，电流表指针反向偏转。 (2)①充电过程和放电过程。②充电过程中其他形式的能转化为电能，放电过程 中电能转化为其他形式的能。
24
解析 电容反映电容器容纳电荷本领的大小，A 正确；电容器 A 的电容比 B 的大， 只能说明电容器 A 容纳电荷的本领比 B 强，与是否带电无关，B 错误；电压为 10 V， 电荷量为 2×10－5 C 时，电容 C＝UQ＝2×10－6 F，D 错误。 答案 AC
25
[例2] 有一充电的平行板电容器，两板间电压为U＝2 V，现使它的电荷量增加ΔQ ＝5×10－6 C，于是电容器两板间的电压升高为6 V。求： (1)电容器的电容是多大？ (2)电容器原来所带的电荷量是多少？ (3)若放掉全部电荷，电容器的电容是多大？
23
[试题案例] [例1] (多选)下列关于电容的说法正确的是( )
A.电容是反映电容器容纳电荷本领的物理量 B.电容器 A 的电容比 B 的大，说明 A 的带电荷量比 B 多 C.电容在数值上等于使两极板间的电势差为 1 V 时电容器需要带的电荷量 D.由公式 C＝UQ知，若电容器两极间电压为 10 V，极板带电荷量为 2×10－5 C，则 电容器电容大小为 5×105 F
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(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量 Q 保持不变。 由 C＝4επrkSd∝εdrS可知 C 随 d、S、εr 的变化而变化。 由 U＝QC＝4πεkrSdQ∝εdrS可知，当 Q 不变时，U 也随 d、S、εr 的变化而变化。 由 E＝Ud ＝CQd＝4πεrkSQ∝ε1rS可知，E 随 S、εr 的变化而变化，而与 d 无关。
纯电容电路介绍课件
纯电容电路纯电容电路由绝缘电阻很大、介质损耗很小的电容器组成的交流电路.可以近似认为纯电容电路。
1) 电压与电流的相位关系当电容器接到交流电流上时，由于外加交变电压在不断变化，电容器就不断进行充、放电，电路中就产生交变电流，其数值等于电容极板上电荷量的变化率，即式中——电容两端电压变化率。
纯电容电路中正弦电压和电流的波形如图2 -26所示。
把一个周期内的电压变化也分为四个阶段来分析：(1)在电压的第一个1/4周期内，电容两端电压由零增加到正向的最大值，电压变化率为正，所以电流为正，这就是充电电流。
电压为零时，电压变化率最大，充电电流最大;电压为最大值时，电压变化率为零，充电电流为零。
(2)在电压的第二个1/4周期内，电容两端电压由正的最大减小到零，电压变化率为负，电流为负，这就是放电电流。
在电压最大时，放电电流为零;在电压为零时，放电电流与充电电流相反。
(3)在电压的第三个1/4周期内，电压由零变化到负的最大，电容器反向充电，电流为负值。
(4)在电压的第四个1/4周期内，电压由负的最大变化到零，电容器反向放电，电流变为正值图2-26中画出了电容上电流的波形图。
由图可见，电容电流的变化规律为正弦波形图,其频率与电压相同；电容上的电流超前电压90°，它们的相量图如图2-27所示。
2)电流与电压的关系我们也可以像纯电感电路那样做一个交流电压加在纯电容上的实验，通过分析数据，也能得到与纯电感类似的结论。
在纯电容电路中，电压与电流有效值之比为一常数.用Xc来表示.称为容抗,或与感抗类似，容抗Xc在电容电路中起着阻碍电流通过的作用，它的单位也是欧姆(Ω).经分析证明，容抗Xc与电容C、频率f的乘积成反比，即式中C—电容器的电容量(F);f—电源电压的频率(Hz)Ω—电源电压的角频率(rad/s),ω=2Πf3)纯电容电路的功率纯电容电路中的瞬时功率与纯电感电路中的功率很相似,其瞬时电压值与瞬时电流值逐点相乘，就可以画出如图2-28所示的瞬时功率波形图。
电容器的串并联PPT课件
C C1 C2 C3
即并联电容器的总电容等于各个电容器的电容之和。
§3-4 电容器中电场能
一、电容器的充电和放电
电容在充电过程中，电容器储存了电荷，也储存了能量； 在放电过程中，电容器将正、负电荷中和，也随之放出了能 量。
2．储能大小的计算
WC
1 CU 2 2
谢谢观赏
充放电过程中，电容器极板上储存的电荷发生了变化，电
路中有电流产生。其电流大小为
i q t
由 q CuC ，可得q CuC 。所以 i q C uC t t
需要说明的是，电路中的电流是由于电容器充、放电形 成的，并非电荷直接通过了介质。
电容充放电－注意事项
（1）若电容两端加直流， iC
C uC t
0
，电容器相当于开路，所以电容器具有 隔直流的作用。
（2）若将交变电压加在电容两端，则 电路中有交变的充发电流通过，即电容 具有通交流作用。
二、电容器中的电场能
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，此能量是从电源吸取过来储存在电容器 中的。 从能量转化角度看，电容器的充放电过程，实质上是电容 器与外部能量的交换过程。在此过程中，电容器本身不消耗能 量，所以说电容器是一种储能元件。
适用情形：当单独一个电容器的电容量不能满足电路 的要求，而其耐压均满足电路要求时，可将几个电容 器并联起来，再接到电路中使用。
并联电容的计算
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，所带的电量分别为 q1、q2、q3，则
纯电容电路PPT课件
S P2 Q2
这一关系称为功率三角形， 如图 8-7 所示。
图 8-7 功率三角形
《电工技术基础与技能》演示文稿 二、电阻、电感、电容电路的功 率1．纯电阻电路的功率
在纯电阻电路中，由于电压与电流同相，即相位差 = 0，
95.5 mH，外加频率 f = 50 Hz、U = 200 V 的交流电压源，试求：
(1) 电路中的电流 I ； (2) 各元件电压UR、UL；(3) 总电压与电
流的相位差 。
解：(1) XL= 2fL 30 ， Z
R2
X
2 L
50 Ω ，则I
U Z
4A
(2)UR = RI = 160 V，UL = X LI = 120 V，显然 U
S P2 Q2 QL
即纯电感电路不消耗功率(能量)，电感与电源之间进行着可逆 的能量转换。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．纯电容电路的功率
在纯电容电路中，由于电压比电流滞后 90，即电压与电流
的相位差 = 90，则瞬时功率
pC = UIcos[1 cos(2 t)] UI sin sin(2 t)= UI sin(2 t)
瞬时功率在一个周期内的平均值(即有功功率)
P = UI cos = UI 其中 = cos 称为正弦交流电路的功率因数。
《电工技术基础与技能》演示文稿
3．视在功率 S
定义：在交流电路中，电源电压有效值与总电流有效值 的乘积(UI)称为视在功率，用 S 表示，即 S =UI ，单位是 VA (伏安)。
2．纯电感电路的功率
在纯电感电路中，由于电压比电流超前 90 ，即电压与电
电容ppt课件
电容器的选用原则
耐压值选择
根据电路电压选择合适的 1
耐压值，确保电容器的安 全运行。
介质材料选择
4
根据使用环境和性能要求 选择合适的介质材料，如 聚酯、聚丙烯等。
容量选择
2
根据电路需求选择合适的
容量，以满足滤波、耦合
等需求。
频率特性选择
3 根据电路的频率特性选择
合适的电容器，以确保良 好的性能表现。
电桥法
利用电桥平衡原理，通过测量电 容器与标准电容器的电学参数， 计算出待测电容器的电容值。
谐振法
利用电感器和电容器构成的谐振 回路，通过测量谐振频率和品质 因数，计算出电容器的电容值。
电容表的原理和使用
电容表的工作原理
电容表的注意事项
基于电容器充放电原理，通过测量电 容器充放电时间，计算出电容值。
。
电容器常见故障及处理方法
电容器鼓包
由于内部故障或过压运行导致，应立即更换 电容器。
电容器发热
由于过流运行或通风不良导致，应加强通风 或更换更大容量的电容器。
电容器漏液
由于密封不良或外部损伤导致，应立即停止 使用并进行维修。
电容器容量减小或失效
由于老化或长期储存导致，应更换新的电容 器。
THANKS
感谢您的观看
VS
详细描述
旁路电容一般连接在放大器输入端或输出 端，能够将交流信号旁路到地线，从而避 免信号在某些元件或电路中产生损耗。旁 路电容的选择需根据具体电路的频率特性 进行匹配。
Part
04
电容的测量
电容的测量方法
直接测量法
通过直接接入电路测量电容器的 电流和电压值，计算出电容值。
脉冲宽度法
电容串联和并联ppt课件
实验结果与数据分析
数据整理
将实验数据整理成表格或图表形 式，便于分析。
结果分析
根据实验数据，分析电容串联和 并联的特点和规律。
结论总结
总结实验结果，得出结论，并与 理论进行对比验证。
THANKS
感谢观看
电容容串联 • 电容并联 • 电容串联与并联的区别 • 电容串并联在电路中的作用 • 电容串并联的实验与演示
01
电容串联
定义与原理
定义
将两个或更多电容器的正极与正 极相连，负极与负极相连，构成 的电路称为电容器的串联。
原理
电容器串联时，各电容器上的电 压与其电容量成反比，总电压等 于各电容器上电压之和。
03
电容串联与并联的区别
电路结构差异
串联电容
在串联电路中，电容按照一定的顺序 依次连接，电流从第一个电容的一端 流入，从另一端流出，再流入下一个 电容，以此类推。
并联电容
在并联电路中，电容是并排连接的， 每个电容的两端都直接与电路的其它 部分相连。
电容值的变化
串联电容
总电容的倒数等于各个串联电容的倒数 之和，即总电容C=C1*C2/(C1+C2)。
电路符号与表示
电路符号
通常用平行线表示并联电容，平行线中间标有电容器的数值。
表示方法
在电路图中，可以用交叉的短线表示并联的电容器，交叉点标注电容器的数值。
计算公式与实例
计算公式
总电容C_total = C1 + C2 + ... + Cn
实例
假设有两个电容分别为2μF和3μF的电容器并联，总电容C_total = 2μF + 3μF = 5μF。
VS
并联电容
电容ppt课件
敏度和快速响应的特点。
电容在电力系统的应用
无功补偿
电容可以提供无功功率，提高电力系 统的功率因数，减少线路损耗。
滤波和消除谐波
电容可以吸收谐波电流，减少对电力 系统的干扰和损耗。
储能
电容可以存储电能，用于平衡电力系 统中的有功和无功功率。
瞬态保护
微法拉是法拉的千分之 一，常用于表示小电容
值。
皮法拉（pF）
皮法拉是微法拉的千分 之一，常用于表示非常
小的电容值。
纳法拉（nF）
纳法拉是皮法拉的千分 之一，常用于表示非常
小的电容值。
电容的表示方法
01
02
03
直标法
直接在电容器上标明电容 值。
色标法
通过不同颜色的环来表示 电容值，不同颜色代表不 同的有效数字和倍率。
爆炸或冒烟
可能是由于内部短路或使用不当等原因引起，需 要立即切断电源并更换损坏的电容器。
05
电容RS TO CREATE A NEW
ERA
电容技术的发展趋势
要点一
总结词
小型化、高性能、环保化
要点二
详细描述
随着电子设备向便携化、智能化方向发展，对电容器的体 积、性能和环保性提出了更高的要求。未来电容技术的发 展将更加注重小型化设计，以适应更紧凑的电子设备内部 空间。同时，高性能、高稳定性的电容器将成为主流，以 满足电子设备高效率、高可靠性的需求。环保材料和生产 工艺的应用也将成为电容技术发展的重点，以降低对环境 的影响。
数字表示法
通过数字和字母来表示电 容值，例如104K表示 10,000pF的电容，K表示 误差为±10%。
02
纯电容电路(共14张PPT)
二、电容器对交变电流的阻碍作用
第五页，共14页。
1．实验:表明电容器对交流有阻碍作用．
3．影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率，电容
越大，频率越高，容抗越小．
4．实际应用
让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级z
第六页，共14页。
正弦电路中电容电压与电流的关系
如图所示的电容电路：
1、如图所示电路中，三只电灯的亮度相同， 如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将 如何改变？为什么？
灯L1变暗 灯L2变亮
灯L3亮度不变
第十二页，共14页。
〖例1〗如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ 200V、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 （ ）
纯电容电路
第一页，共14页。
引入
复习：1、电容器的特性？ 2、纯电阻电路和纯电感电路的特点？
知识巩固：有一个电感线圈，它的电阻可以忽 略。把它接到220V、50Hz的交流电路中，通 过它的电流为1A.。求线圈的自感系数。
第二页，共14页。
一、交变电流能够通过电容器
实验电路如图所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等 的直流电源和交流电源上，观察灯泡的亮暗．
时，氖管发光，这是为建什立么？电场;
直流下频率f =0，所以XC=∞。
送出能量; 电容充电; 送出能量;
；在一个周期内，C充电
p >0
电容放电; 建立电场; 电容放电;
吸收的电能等于它放电发 出的电能。
p<0
p >0
p<0
第九页，共14页。
（2）平均功率（有功功率）P
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电容电路课件
一、纯电容电路的基本概念
1、纯电容电路的组成
（1）电阻器、电容器和电源
（2）电容器两端的电压与电流的关系
2、纯电容电路的特性
（1）电容的特性曲线是通过坐标原点的直线，时不变特性曲线。
（2）电容的电流与电压的变化率成正比。
（3）电容的电流超前电压90度。
二、纯电容电路的分析方法
1、动态分析法
（1）定义：在电容电路中，由于电源的改变引起电路中电流和电压的变化，这种变化称为动态变化。
因此，对电容电路进行分析的方法称为动态分析法。
（2）动态分析法的步骤：
①根据电路的结构和参数，建立电路方程。
②根据电路方程求解电流和电压的变化规律。
③画出电流和电压的变化曲线，分析电路的工作过程。
2、稳态分析法
（1）定义：在电容电路中，当电路达到稳定状态时，电流和电压的值不再随时间变化，这种状态称为稳态。
因此，对电容电路进行分析的方法称为稳态分析法。
（2）稳态分析法的步骤：
①根据电路的结构和参数，建立稳态电路方程。
②根据稳态电路方程求解电流和电压的值。
③画出电流和电压的波形图，分析电路的工作波形。
三、纯电容电路的应用实例
1、电容降压电路
（1）工作原理：利用电容在交流信号作用下可以产生瞬时电流的原理，将交流电源加在电容两端，使电容充电，当充电到一定程度时，电容两端的电压达到极限值，此时电容放电，完成一个周期的充放电过程。
在电路中，通过改变电容的容量和数量，可以控制输出电流的大小和方向。
（2）应用实例：LED手电筒、电子门铃等。
2、电容滤波电路
（1）工作原理：利用电容的充放电特性，将高频信号通过电容传递到下一级电路中，同时将低频信号或直流分量进行抑制或隔离。
在电路中，通常将滤波电容与电阻器、电感器等元件组成RC滤波网络或LC滤波网络，以实现更精确的滤波效果。
（2）应用实例：开关电源、电子稳压器、整流器等。
四、纯电容电路的实验与设计
1、实验内容
（1）电容器的充电和放电实验
（2）电容器的充放电时间常数测量
（3）电容器的应用实验，如滤波器、延时器等
2、设计内容
（1）电容降压电路的设计
（2）电容滤波电路的设计
（3）电容延时电路的设计
（4）电容储能电路的设计
五、纯电容电路的注意事项
1.注意安全使用电容器，避免电容器过压、过流、过温等情况。
2.注意选择合适的电容器，根据具体的应用场景选择容量、耐压、
介质等参数符合要求的电容器。
3.注意正确连接电容器，遵循“先接电源，再接负载；先断开负载，
再断开电源”的连接顺序。
4.注意正确测量电容器，使用合适的测量仪器和测试方法，避免误
差和误判。
六、纯电容电路的发展趋势和未来展望
随着电子技术的不断发展和应用场景的不断扩展，纯电容电路在未来也将有更广泛的应用和更重要的地位。
未来，纯电容电路将朝着更高效、更稳定、更可靠、更智能的方向发展，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
同时，随着环保和能源问题的日益突出，纯电容电路作为一种清洁能源的储存和利用方式，也将得到更广泛的应用和推广。