电容器的连接

谢谢！
U=U1=U2=U3
I =I1+I2+I3 U=U1=U2=U3
C = C1 + C 2 + C 3
【案例】分析二 案例】
小李的问题： 已有若干电容器:C0 = 200 µF，耐压值为 U0 =50 V。 电路要求：容量C = 200 µF，耐压值U ≥ 120 V
三个电容器串联后：耐压值U=150V>120V 满足要求
【沙场练兵】 沙场练兵】
电路如题6图所示，R1=100 ,R2=300 ,C1=2µF,若电 压表的读数为0，则C2的电容等于（08高考）
A. 2µF B. 5µF
C R
2
C. 2/3µF
D. 3/4µF
2
b
V
a
U
S
C
1
R
1
答案： 答案：B
【课堂小结】 课堂小结】 1．电容器串联电路的特点 2. 电容器串联电路的应用 【课后作业】 课后作业】 P66 4.(6)、 4.(6)、(7)
【观察与思考】电容器串联电容器容量与其分压关系 观察与思考】
C1= 2 µF U1=250V
C2= 10 µF U2=50V
C2 = U 2 C1
U1
电容器的串联电路电压分配特点： 电容器的串联电路电压分配特点：
电容值不等的电容器串联使用时， 电容值不等的电容器串联使用时，每只电容上分配的电 压与其电容成反比。 压与其电容成反比。
方法二 已知：C1为 “2 µF，160 V”，C2为 “10 µF， 250 V”，U=300 V
根据电容器串联，电压与电容值呈反比的 特性，利用分压分式可求出两只电容器上 实际加的电压：
C2 10 U1 = U= × 300V = 250V C1 + C 2 2 + 10 C1 2 U2 = U= × 300V = 50V C1 + C 2 2 + 10
160 V”，C2为 “10 µF，250 V”，U=300 V 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
【例】如右图所示已知：C1为 “2 µF，
C=
各电容的电荷量为 各电容器上的电压为
C1C 2 2 × 10 = µF = 1.67µF C1 + C 2 2 + 10
电容器混联： 电容器混联： µF 不满足要求 等效电容C=66.7<200既有电容器串 C=66.7<200
解决办法： 解决办法：
联又有电容器并联的电路。 联又有电容器并联的电路。
U‘= U=150V
C’=3C=200 µF
三、 电容器连接的应用
1.电容器串联电路的应用 1.电容器串联电路的应用 实际应用中当电容器的电容量较大， 实际应用中当电容器的电容量较大，而耐压 值小于外加电压时可采用将电容器串联的连接方 法。
小李在维修电路时，碰到了以下情况： 小李在维修电路时，碰到了以下情况：有一实际电路需 要用到一个200uF、120V电容器，而手边只有若干200uF， 要用到一个200uF、120V电容器，而手边只有若干200uF， 200uF 电容器 200uF 50V的电容器，该怎么办？ 50V的电容器，该怎么办？ 的电容器
【观察与思考】 观察与思考】
标称容量2200uF 标称容量
额定工作电压25V 额定工作电压
图中电容器容体上分别显示的是电容器的 那几个参数，它们各有什么意义？
标称容量：反映电容器储存电荷的能力 额定工作电压：反映电容器正常工作时 所能承受的最大电压。
电容器在电路中安全工作的要求：
UN ≥ U
【案例】 案例】
C1 “2 µF，160 V”，C2 “10 µF，250 V”
想一想：这两只串联的电容器最大能承受多大的电压？ 想一想：这两只串联的电容器最大能承受多大的电压？ 每只电容器允许充入的电荷量分别为
q1 = 2 × 10 −6 × 160 C = 3.2 × 10 −4 C q2 = 10 × 10 −6 × 250 C = 2.5 × 10 − 3 C
1 1 1 1 = + + C C1 C 2 C 3
I1=I2=I3=I U=U1+U2+U2
【案例】分析一 案例】
小李的问题： 已有若干电容器:C0 = 200 µF，耐压值为 U0 =50 V。 电路要求：容量C = 200 µF，耐压值U ≥ 120 V
存在问题： 存在问题：电容器耐压值不能满足要求
你能帮小 李解决这 些问题吗？ 些问题吗？
电容器的连接
一、 电容器的串联
与电阻的串联一样， 与电阻的串联一样，将几个电容器首尾相连 组成一个电路的连接方式称为电容器的串联。 组成一个电路的连接方式称为电容器的串联。
图3-15
电容器串联电路的特点
⑴ 电荷量特点
q1=q2=q3=q
U = U1 + U 2 + U 3
这两只电容器串联后电路的电荷量不超过 3.2 × 10−4 C，则外加总电 压应不超过
3.2 × 10 −4 U= V ≈ 192 V −6 1.67 × 10
“10 µF，250 V”，U=300 V 问：每只电容器上的电压是所示已知：C1为 “2 µF，160 V”，C2为
2.电容器并联电路的应用 2.电容器并联电路的应用
如图所示一种多片可调电容器， 如图所示一种多片可调电容器， 它相当于4个电容器并联 个电容器并联， 它相当于 个电容器并联，达到增 加电容又减小电容器体积的目的。 加电容又减小电容器体积的目的。
可调电容器实物图
可调电容器内部结构图
注意
每个电容器都有各自的耐压值， 每个电容器都有各自的耐压值， 在实际应用中应保证每只电容 器上承受的电压都小于其耐压 值，这样才能保证电路的正常 运行
⑵ 电荷量特点
q = q1 + q2 + q3
总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。 总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。
⑶ 电容特点
C = C1 + C2 + C3
总电容等于各个电容器的电容之和。 总电容等于各个电容器的电容之和。
电容器并联与电阻器并联电路特点比较
电容器串联 电阻器串联
q =q1 + q2 + q3
每个电容器带的电荷量相等。 每个电容器带的电荷量相等。
⑵ 电压特点
总电压等于各个电容器上的电压之和。 总电压等于各个电容器上的电压之和。
⑶ 电容特点
1 1 1 1 = + + C C1 C2 C3
总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。 总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。
等效电容： 等效电容：
将图3-15的电容器串联电路等效为图 的电容器串联电路等效为图3-16所示的 将图 的电容器串联电路等效为图 所示的 电路，等效电容C两极板电量也为 两极板电量也为q。 电路，等效电容 两极板电量也为 。
图3-16
电容器串联与电阻器串联电路特点比较
电容器串联电路 电阻器串联电路
q1 = q2 = q3 = q U=U1+U2+U2
U= U0 + U0 + U0
解决办法： 解决办法：
=3 U0 =3× U0 =150V
C=
C 0 200 µF ≈ 66.67 µF = 3 3
【经验总结】当n个电容均为 C0的电容 经验总结】
C0 元件串联时，其等效电容为 C = n
其耐压值为 U = nU0
【启示】很多的规律和道理是从实践中总 启示】 结出来的， 结出来的，以后它们又会去指导我们进行 新的实践，这样我们就会不断的进步。 新的实践，这样我们就会不断的进步。
q1 = q2 = CU = 1.67 × 10 −6 × 300C ≈ 5 × 10 −4 C
q1 5 × 10 −4 U1 = V = 250 V = −6 C1 2 × 10 5 × 10 −4 q2 V = 50 V U2 = = −6 C 2 10 × 10
结论：由于 结论：由于U1>U1N ，所以C1可能会被击穿；当 C1 被击穿后， 300 V的电压将全部加在C2 上，即U2>U2N，因而C2也可能被击穿。 ，
二、 电容器的并联
将几个电容器的一个极板连在一起， 将几个电容器的一个极板连在一起，另一个 极板也连在一起的连接方式称为电容器的并联。 极板也连在一起的连接方式称为电容器的并联。
电容器的并联电路的特点
⑴ 电压特点
U = U1 = U 2 = U 3
每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。 每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。