第四章电容与电容器

第四章电容

§4-1 电容和电容器

教学目标

1、知道什么是电容器以及常用的电容器

2、理解电容器电容的概念及其定义C=Q/U，并能用来进行有关的计算

3、知道平行板电容器的电容与那些因素有关,有什么关系

课前练习

一、复习

1、导体对电流的作用称为电阻。在一定温度下，电阻与、成正

比，与成反比，即R= ，称为电阻定律。

2、线性电阻的伏安特性曲线是穿过的一条直线，所以线性电阻的阻值不

随、的变化而变化。

二、预习

1、两个彼此而又相互的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容

器的两个。

2、电容器是储存和容纳的装置，也是储存电场能量的装置。电容器所储存

的电荷的量叫电容器的电量。

3、将电容器两极板分别接到电源的正负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，

这个过程叫电容器的过程。电容器充电后，极板间有电场和电压。

4、用一根导线将电容器两极板相连，两极板上正负电荷中和，电容器失去电量，这个过

程称为电容器的过程。

教学过程

一、电容器（是一种储存和的容器）

1、结构

两个彼此又的导体，就构成了一个电容器。这对导体叫电容器的两个极板。

2、分类

电容器按其电容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器，可变电容器还包括半可变电容器，它们在电路中的符号见下。

3、作用

电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储

存的电荷的量叫电容器的电量。 4、平行板电容器

由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器，叫平行板电容器。是一种最简单的电容器。

二、电容量（简称：电容）

1、定义：电容器所带 与两极板间 之比，称为电容器的电容。

2、公式（定义式）：

电容反映了电容器储存电荷能力的大小，它只与电容本身的性质有关，与电容器所带的 及电容器两极板间的 无关。 3、单位

法拉(F)、微法(

F)、皮法(pF)，它们之间的关系为： 1 F =

F = pF

三、平行板电容器的电容

1、电容C 跟 成正比，跟 成正比，跟 成反比。

名称

电容器

电解电容器

半可变 电容器

可 变 电容器 图形符号

公式（决定式）：C =

2、介质的介电常数

的大小：单位：

真空介电常数0F/m。

相对介电常数r，即r = 。

3、注意：

（1）线性电容元件：C=常数

（2）电容量C仅由电容器自身的几何尺寸和选用的电介质类型决定；

（3）电容量C与电容器所加的电压U及储存的电荷量Q的大小无关。不存在C与Q成正比，与U成反比的数学关系。

课堂练习

1、将一个电容为6.8 F的电容器接到电动势为1000 V的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电量。

2、有一真空电容器，其电容是8.2 F，将两极板间距离增大一倍后，其间充满云母介质，求云母电容器的电容。

3、在下列各情况下，空气平行板电容器的电容，两极板间电压，电容器的电荷量各有什么

变化

⑴充电后保持与电源相连，将极板面积增大一倍；

⑵充电后保持与电源相连，将极板间距增大一倍；

⑶充电后与电源断开，再将极板间距增大一倍；

⑷充电后与电源断开，再将极板面积缩小一半；

⑸充电后与电源断开，再在极板间插入εr=4的电介质；

4、有人说：“电容器带电多则电容就大，带电少则电容就小，不带电就没有电容”。这种说法对吗

5、有两个电容器，一个电容较大，另一个电容较小，如果它们的电荷量一样，那么哪一个电容器的电压高如果它们的电压相等，哪一个电容器的电荷量大

课后练习

1、平行板电容器的极板面积为100cm2，两极板间的介质为空气，两板间的距离为5mm,今将电压为120V的直流电源接在电容器的两端，求（1）该项平行板电容器的电容及所带的电量；（2）若将上述电容器的两极板浸入εr=油中,则此时电容器的电容又是多大

2、以空气为介质的平行板电容器当发生下列变动时,电容量有何变化

(1)增大电容器极板的有效面积;

(2)插入介电常数为εr的介质;

(3)缩小极板间的距离。

§4-2电容器的连接（1）---串联

教学目标

1、了解电容器的连接方式，掌握电容器的串联特点。

2、掌握电容器串联等效电容的求法

3、能够分析电容器串联后耐压值的计算。

课前练习

一、复习

1、电阻的串联的特点

（1）等效总电阻R= ；

（2）电阻的端电压与电阻值成比，即U1/U2= ；

（3）电阻的功率与电阻值成比，即P1/P2= 。

2、R1“1KΩ，”，R2“2KΩ，20W ”，则U N1= ，I N1= ；U N2= ，

I N2= ；若串联接在250 V的电源两端，是否安全为什么它们两端可加的最大电压是多少

教学过程

一、电容器的主要参数（补充）

1、标称容量：电容器上所标明的电容值。

2、额定工作电压：是指电容器能长时间工作而不引起介质电性能遭到任何破坏的直流电

压数值。

3、电容器的击穿：加在电容器两极间的电压高到某一数值时，介质被击穿，此时电容器

相当于短路。

实际中，取耐压值为击穿电压的

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1 一般计算过程中，若U 实＞U N ，就认为击穿。

二、电容的串联

1、定义：把几个电容器首尾相接连成一个无分支的电路，称

为电容器的串联。

2、特点与性质 （1）电荷量：

（2）电压：

（3）等效电容：

例题：求下列各组串联电容的等效电容。

(1) 6uf, 3uf （2） 6uf, 3uf, 2uf (3 ) 10uf, 10uf

（4） 6uf, 6uf, 6uf