3电工基础第三章教案

第三章 电容器 3－1、电容器 教学目的 1、知道电容器的概念，相识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，驾驭电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简洁的计算。 2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道变更平行板电容器的电容大小的方法。 教学重、难点 教学重点电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。 教学难点驾驭电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值 的计算方法。 教学方法类比法、讲授法，试验演示法，计算机协助教学 教学时数一课时授完。 教 具多媒体课件 教学过程 Ⅰ、复习导入 1、复习提问叠加定理内容与应用条件。 2、导入新课电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用特别广泛。例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。 Ⅱ、讲授新课 一、电容器和电容 1、电容器 1、电容器指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。 2、电容器最基本的特性能够存储电荷。 3、用途具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。 4、主要技术参数电容量、允许误差、额定电压。 5、工作原理把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压Ｕ，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得Ａ板带有正电荷，Ｂ板带有等量的负电荷．电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止．这样在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了肯定量的电荷和电场能量． 2、电容 1、电容量是衡量电容器储存电荷实力大小的一个物理量，简称电容，通常也用符号C表示。 2、含义电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。用字母C表示。 3、电容定义式为 式中Q一个极板上的电荷量，单位是库[仑]，符号为C； U两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V； C电容，单位是法[拉]，符号为F。 4、物理意义描述电容器容纳电荷本事的大小 5、单位换算法拉，简称法，通常用符号“F”表示。 当电容器两端所加的电压为1V时，若在任一极板上储存1C的电荷量，则该电容器的电容量就是1F。 实际应用常用的是较小的单位有微法（μF）和皮法（pF） 1μF＝10－6F 1pF10-12F 二、平行板电容器 １、 影响平行板电容器电容的因素理论与试验证明，平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两极板的距离与反比，并跟板间插入的电介质有关。 ２、平行板电容器电容计算的数学表达式为 式中ε某种电介质的介电常数，单位是法[拉]每米，符号为F/m； S极板的有效面积，单位是平方米，符号为㎡； d两极板间的距离，单位是米，符号为m； C电容，单位是法[拉]，符号为F。 ３、留意 （1）、对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定值，其大小仅与电容器的极板面积大小、相对位置以及极板间的电介质有关；与两极板间电压的大小、极板所带电荷量多少无关。 （2）、不同电介质的介电常数不同，真空中的介电常数用ε0表示，试验证明 ＝8.8510－12F/m 其它电介质的介电常数与真空中的介电常数的比值，叫做某种物质的相对介电常数，用表示则 （3）、并不是只有电容器才有电容，事实上任何两个导体之间都存在着电容。 【例1】将一个电容为6.８μF的电容器接到电动势为1000V的直流电源上,充电结束后,求电容器极板上所带的电荷量. 解依据电容定义式CQ/U 则QCU6.810-610000.0068C 课堂练习有一真空电容器其电容是8.2μF,将两极板间的距离增大一倍后,其间充溢云母介质,求云母电容器的电容. 解真空电容器的电容 1 云母电容器的电容2 2 除以1得到 则C8.2μF28.7μF Ⅲ、本课小结 1、电容器的定义与基本特性 2、电容的概念与定义公式 3、平行板电容器公式与应用. Ⅳ、课余作业课本P69小练习1、2、3、4. 教学后记 3－2、电容器的参数和种类 教学目的 1、了解电容器的参数。 2、了解电容器的种类及特点。 教学重、难点 教学重点电容器的参数． 教学难点电容器的种类及特点。 教学方法类比法、讲授法，试验演示法，计算机协助教学 教学时数一课时授完。 教 具瓷片电容器、云母电容器、电解电容器、可调电容器、多媒体课件等。 教学过程 Ⅰ、复习导入 1、复习提问电容器、电容的定义公式、平行板电容器电容公式 2、导入新课电容器的各类繁多，不同种类电容器的性能、用途不同，同一类的电容器也有很多不同的规格，要合理选择和运用电容器，就必需对电容器的参数有种类有充分的相识。这节课我们就来了解电容器的参数和种类方面的问题。 Ⅱ、讲授新课 一、电容器的参数 1、额定工作电压 （1）、电容器的额定工作电压是指使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的数值。 （2）、额定工作电压一般叫耐压。 （3）、电容器上所标的电压就是工作工作电压，一般干脆标注在电容器外壳上。 （4）、假如把电容器连接到沟通电路中，必需保证电容器的工作工作电压不低于沟通电压的最大值，否则电容器会被击，造成不行修复的永久损坏。 2、标称容量和允许误差 （1）、标称电容量是标记在电容器上的电容量。 （2）、电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系00（01）-1、0（02）-2、Ⅰ-5、Ⅱ-10、Ⅲ-20、 Ⅳ-（20-10）、Ⅴ-（50-20）、Ⅵ-（50-30） （3）、一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，依据用途选取。 3、绝缘电阻 （1）、直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。 （2）、当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量0.1F时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越小越好。 4、损耗 （1）、电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。 （2）、各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容全部金属部分的电阻所引起的。 5、频率特性 随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 二、电容器种类和选用 1、常用的各种电容器及其符号表示 （见课本P71图3－3） 2、电容器的种类