第一篇:電容器 平行板電容器的教案示例
電容器
平行板電容器的教案示例
一、教學(xué)目標(biāo)
1.掌握平行板電容器的電容;
2.掌握影響平行板電容器電容的因素; 3.認(rèn)識(shí)一些常用電容器;
4.結(jié)合勻強(qiáng)電場(chǎng)有關(guān)知識(shí),研究平行板電容器極板間電場(chǎng)及電場(chǎng)源關(guān)系。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.平行板電容器的電容和影響電容的因素是教學(xué)中的重點(diǎn)。
2.學(xué)生不常接觸電容器,缺少實(shí)際知識(shí),在接受本節(jié)課講授內(nèi)容時(shí)有一定困難,如何幫助學(xué)生在理解基礎(chǔ)上分析解決問(wèn)題是教學(xué)中的難點(diǎn)。
三、教具
靜電計(jì),帶絕緣支架的導(dǎo)體圓板(兩個(gè)),起電機(jī),電介質(zhì)板(泡沫塑料板),示教用各種電容器。驗(yàn)電器(一個(gè)),驗(yàn)電球。
四、主要教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
由上節(jié)課問(wèn)題,靠近帶電物體A的導(dǎo)體(B接地)上帶有感應(yīng)電荷。整個(gè)裝置具有儲(chǔ)存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。
(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1.電容器
(1)構(gòu)成:任何兩個(gè)彼此絕緣、相互靠近的導(dǎo)體可組成一個(gè)電容器,貯藏電量和能量。兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容的兩極。
欲使電容器儲(chǔ)存電荷,首先應(yīng)對(duì)電容充電,充電后還能放電。(2)充放電
①充電:使電容器兩極帶異號(hào)電荷的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)1
利用起電機(jī)對(duì)相對(duì)放置的平行金屬板構(gòu)成的電容器充電。
把金屬板與起電機(jī)斷開(kāi),用驗(yàn)電球C與A板接觸后再與驗(yàn)電器金屬球D接觸,金屬箔逐漸張開(kāi)??芍狝 板上帶有電荷。然后,放掉C上多余電荷,讓C與B接觸后再與D接觸,可見(jiàn)原來(lái)張開(kāi)的金屬箔逐漸閉合,可知A、B帶異號(hào)電荷。
分析:起電機(jī)兩極帶電荷后,電勢(shì)在帶正電荷一極較高,負(fù)電荷一極較低,與電容器兩極接觸時(shí),由于起電機(jī)兩極與電容器兩極不等勢(shì),將發(fā)生電荷定向移動(dòng),引起電荷重新分布,直至起電機(jī)兩極與電容器兩極達(dá)到靜電平衡狀態(tài)為止。這時(shí)電容器兩極與起電機(jī)兩極分別等勢(shì),從而電容器兩極間電勢(shì)差等于起電機(jī)兩極電勢(shì)差。同樣,也可用電源(電池)對(duì)電容器充電,與正極相連的電容器極板帶正電荷,與負(fù)極相連帶負(fù)電荷。
②放電:使電容器兩極失去所帶電荷。
可用導(dǎo)線直接連接電容器兩極,讓兩極板上正負(fù)電荷發(fā)生中和。實(shí)驗(yàn)2
先用起電機(jī)對(duì)AB板充電,然后用導(dǎo)線連接A、B板,用驗(yàn)電球和驗(yàn) 電器檢驗(yàn)A、B板上有無(wú)電荷。電容器容納電荷多少與什么有關(guān)?
引導(dǎo)學(xué)生分析:兩極板積累異號(hào)電荷越多,其中帶正電荷一極電勢(shì)越高,帶負(fù)電荷一極電勢(shì)越低,從而電勢(shì)差越大。
可類(lèi)比于水容器(柱形),Q電量類(lèi)比于水體積,電勢(shì)差U類(lèi)比于水深,U越大,Q越大,水體積與水深度比值為橫截面積不變。理論上可
稱為電容。
(3)電容①定義:電容是描述電容器容納電量特性的物理量。它的大小可用電容器一極的帶電量與兩極板電勢(shì)差之比來(lái)量度。
說(shuō)明:對(duì)于給定電容器,相當(dāng)于給定柱形水容器,C(類(lèi)比于橫截面積)不變。這是量度式,不是關(guān)系式。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。
③單位:法拉(F)
1F=1C/V 常用單位有微法(μF),皮法(pF)1F=106μF=1012pF 2.平行板電容器電容
電容器中具有代表性的一種。
(1)構(gòu)成:兩塊平行相互絕緣金屬板。可強(qiáng)調(diào)一下:①兩極間距d;②兩極正對(duì)面積S。
描述一對(duì)平行板的幾何特性。
注意說(shuō)明,兩板所帶電量應(yīng)是等量異號(hào)的(前面實(shí)驗(yàn)已證明)。
(3)影響平行板電容器電容的因素: 實(shí)驗(yàn)3
先說(shuō)明靜電計(jì)的作用:指針偏角越大,指針與殼間電勢(shì)差越大。
充電完畢后,斷開(kāi)極板A、B與起電機(jī)連線,Q不變,改變A、B極板間距離,可見(jiàn)板間距增大時(shí),靜電計(jì)指針偏角變大,板間距減小時(shí),靜電計(jì)指針偏角減小。
U減速小,C增大。
實(shí)驗(yàn)4 改變AB兩板正對(duì)面積S
可觀察到
S增大時(shí),指針偏角變小;
S減小時(shí),指針偏角變大。
②理論和實(shí)驗(yàn)可精確證明:C∝S 實(shí)驗(yàn)5
固定A、B位置不變,把電介質(zhì)板插入,可觀察到電介質(zhì)板進(jìn)入過(guò)程中,靜電計(jì)指針偏角變小。
電介質(zhì)一般指絕緣物質(zhì),無(wú)自由電荷,電荷可在平衡位置附近做微小振動(dòng)。當(dāng)絕緣物質(zhì)處于外加電場(chǎng)中時(shí),這些電荷受力,其分布將發(fā)生一定的變化,在靠近正極板表面上出現(xiàn)負(fù)電荷,在靠近負(fù)極板表面上出現(xiàn)正電荷。這些電荷不是自由電荷,而是被束縛在電介質(zhì)上,不能自由移動(dòng)。這些束縛電荷使板間電場(chǎng)削弱,兩板間電勢(shì)差U降低,從而使靜電計(jì)指針偏角減小。
③兩極板間插入電介質(zhì)時(shí)比不插入電介質(zhì)時(shí)電容大。為靜電力恒量。
這里也可以用能的觀點(diǎn)加以分析:電介質(zhì)板插入過(guò)程中,由于束縛電荷與極板上電荷相互吸引力做功,電勢(shì)能減少,故電勢(shì)差降低。
(4)平行板電容器內(nèi)電場(chǎng):
實(shí)驗(yàn)6(建議)在一塊金屬板上固定一些細(xì)尼龍絲,把兩金屬板平行正對(duì)放置,并用起電機(jī)使兩板帶電,可見(jiàn)尼龍絲幾乎垂直于板且相互平行地立起來(lái)。從細(xì)尼龍絲的分布情況,可看出板間電場(chǎng)的特點(diǎn)。
①板間電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng):E=U/d
U為兩板間電勢(shì)差,d為兩板間距。②場(chǎng)源關(guān)系
Q不變,板間電場(chǎng)強(qiáng)度E與板間距無(wú)關(guān)。U不變,電容器始終與電源兩極相連,E與d成反比,Q=C U,Q與d也成反比。
3.常見(jiàn)電容器展示,介紹紙介電容器、可變電容器與平行板電容器的聯(lián)系。
(三)復(fù)習(xí)鞏固
已知電源電動(dòng)勢(shì)E,電容器電容C,電阻為R,開(kāi)關(guān)S閉合對(duì)C充電至穩(wěn)定狀態(tài)。
問(wèn):有多少電量通過(guò)R?(εC)
保持開(kāi)關(guān)S閉合,把電容器兩極板間距變?yōu)樵瓉?lái)的一半,這一過(guò)程中,又有多少電量通過(guò)R?(εC)
(北京二中 范京)
第二篇:電容器充放電教案
《電容器的充放電過(guò)程》課堂教學(xué)
引入部分:
師:同學(xué)們,請(qǐng)大家看老師手里拿的是什么?
組織教學(xué)完畢后,教師手里拿著一架照相機(jī),問(wèn)。生:老師,這節(jié)課您要給我們照相嗎?
學(xué)生感到挺新鮮,有學(xué)生問(wèn)。
師:是的,我想給你們拍一張反映課堂學(xué)習(xí)生活的照片,怎么樣?準(zhǔn)備好了嗎?
生:哦??
課堂氣氛頓顯活躍,學(xué)生們份份下意識(shí)地?cái)[好姿勢(shì)。教師舉起相機(jī),對(duì)準(zhǔn)全體同學(xué),按動(dòng)快門(mén),相機(jī)發(fā)出耀眼強(qiáng)光,學(xué)生精神振奮,余興未衰。
師:在我按動(dòng)快門(mén)的一瞬間,你們已經(jīng)注意到了相機(jī)發(fā)出強(qiáng)烈的閃光,大家知道這是怎么一回事嗎?
學(xué)生思考片刻,有學(xué)生回答。
生:相機(jī)閃光燈瞬間有強(qiáng)電流通過(guò)吧?!。
師:是啊!大家真聰明!可是大家知不知道閃光燈的瞬間電流是怎么產(chǎn)生的呢?
學(xué)生紛紛搖頭,露出疑惑并欲探究的表情。
師:好吧,我們今天就一起通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這一問(wèn)題。請(qǐng)同學(xué)們翻開(kāi)教材第三節(jié)〈〈電容器的充放電過(guò)程〉〉。
教師板書(shū)課題:電容器的充放電。課代表分發(fā)實(shí)驗(yàn)講義。
點(diǎn)評(píng):通過(guò)創(chuàng)設(shè)距學(xué)生生活感知很近的真實(shí)情境,巧妙自然地滲透教學(xué)主題,激發(fā)學(xué)生的求知欲。
新授部分: 師:這節(jié)課,我們要通過(guò)充放電實(shí)驗(yàn)的操作,學(xué)會(huì)識(shí)別實(shí)驗(yàn)中所用儀器,觀察儀表指針變化,分析電容器充放電的物理過(guò)程,總結(jié)充放電的基本結(jié)論。下面我把實(shí)驗(yàn)器材及注意事項(xiàng)介紹一下。這節(jié)課所用的實(shí)驗(yàn)器材有檢流計(jì)一塊,伏特表一塊,低壓直流電源一臺(tái),充放電線路板、導(dǎo)線若干。檢流計(jì)要串聯(lián)接入線路中,若右偏,說(shuō)明電流由“+”極流入,“—”極流出;左偏反之。要把伏特表并聯(lián)接在電容器的兩邊,注意“+”極接高電位,“—”極接低電位,測(cè)量前估計(jì)檢流計(jì)和伏特表的量程,實(shí)驗(yàn)前電容器不要帶電。大家先閱讀一下實(shí)驗(yàn)講義,就可以開(kāi)始做了。學(xué)生看講義理解。一段時(shí)間以后,每個(gè)小組清點(diǎn)所在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的器材,并加以識(shí)別。然后,學(xué)生間按要求相互配合,接好實(shí)驗(yàn)電路,教師檢查完后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)操作。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,按要求反復(fù)三次操作,將結(jié)果記錄表一與表二中(表一與表二略)。教師將各組實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程及正確率列入各組評(píng)比加分條件,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K拔到1位置,觀察儀表指針偏轉(zhuǎn)情況,填寫(xiě)表一。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K拔到1位置后,立即轉(zhuǎn)到2位置,觀察指針偏轉(zhuǎn)情況,填寫(xiě)表二。關(guān)閉電源,結(jié)束實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,進(jìn)入下一階段。(圖1)
圖1
實(shí)驗(yàn)電路圖
師:請(qǐng)同學(xué)們關(guān)閉電源。我們一起來(lái)分析一下從剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn)中能夠得出什么樣的結(jié)論。學(xué)生停止實(shí)驗(yàn),關(guān)閉電源。教師出示投影片,啟發(fā)學(xué)生。
師:檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)由最大一直減小到零,這說(shuō)明了什么? 生:說(shuō)明與電容器相連接的電路電流由最大減小到零。師:那么,電路中的電流是怎樣形成的呢?
生:電子的定向移動(dòng)形成的。
師:大家能用電子的移動(dòng)情況來(lái)解釋這一現(xiàn)象嗎?我們看看哪組同學(xué)說(shuō)的更有道理。學(xué)生分組討論,有的學(xué)生還畫(huà)出了電路圖進(jìn)行研究。
師:好,哪組同學(xué)能到前面發(fā)言,解釋表一的現(xiàn)象? 師:請(qǐng)2組派一個(gè)代表發(fā)言。
生:表一現(xiàn)象:當(dāng)電容器接通電源以后,在電場(chǎng)力的作用下,與電源正極相接電容器極板的自由電子將經(jīng)過(guò)電源移到與電源負(fù)極相接的極板下,正極由于失去負(fù)電荷而帶正電,負(fù)極由于獲得負(fù)電荷而帶負(fù)電,正、負(fù)極板所帶電荷大小相等,符號(hào)相反,見(jiàn)圖。電荷定向移動(dòng)形成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開(kāi)始電流最大,以后逐漸減小,在電荷移動(dòng)過(guò)程中,電容器極板儲(chǔ)存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓UC等于電源電壓U時(shí)電荷停止移動(dòng),電流I=0,見(jiàn)圖2和圖3。
圖2
(b圖)
圖3
師:很好,由同學(xué)分析可知,在電源作用下,電容器的充電使其兩極板上儲(chǔ)存大小相等,符號(hào)相反電荷,電流由最大減小到零,電壓由零增加到電源電壓,且電流與電壓方向一致。教師板書(shū)充電結(jié)論。
師:哪組同學(xué)能解釋一下表二的現(xiàn)象?
一學(xué)生發(fā)言。
生:開(kāi)關(guān)閉合,通過(guò)導(dǎo)線的連接作用,電容器正負(fù)極板電荷中和掉。
師(結(jié)合圖4進(jìn)一步講解):總結(jié)的非常精辟。當(dāng)K閉合時(shí),電容器C正極正電荷可以移動(dòng)負(fù)極上中和掉,負(fù)極負(fù)電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現(xiàn)電流減小,電壓也逐漸減小為零。
圖4
生:老師,我們可不可以由表二現(xiàn)象得出“電容器在放電過(guò)程中電荷逐漸減少”這樣的結(jié)論? 師:體會(huì)得很好!這就是我們這節(jié)課要掌握的第二個(gè)結(jié)論。充電的電容器電荷逐漸減小過(guò)程稱為電容器放電過(guò)程,且電流、電壓由最大減小到零,方向相反。教師板書(shū)結(jié)論二。學(xué)生將結(jié)論填入實(shí)驗(yàn)講義。教師:好,我們今天的研究到此結(jié)束,誰(shuí)還能發(fā)現(xiàn)我們開(kāi)課提出的問(wèn)題與本次課兩個(gè)結(jié)論有何關(guān)系呢?
學(xué)生思考后舉手。
生:閃光燈發(fā)出強(qiáng)烈閃光的原因是電容器充放電過(guò)程中儲(chǔ)存能量通過(guò)閃光燈突然釋放的結(jié)果。)
【通過(guò)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生操作、觀察、分析、總結(jié)能力。在小組討論時(shí),教師巡回檢查學(xué)生的操作情況并給予指導(dǎo),及時(shí)糾正問(wèn)題,合作氣氛熱烈,學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中體會(huì)探求知識(shí)的樂(lè)趣。以演示法為輔助教學(xué)方法,采用啟發(fā)式進(jìn)行教學(xué),啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維,將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),突破電容器充放電難點(diǎn),得出了電容器充放電的基本結(jié)論。同時(shí)緊扣情境創(chuàng)設(shè),前后有機(jī)呼應(yīng)?!?鞏固練習(xí)部分:
教師放投影片,出練習(xí)題。
1、如圖5所示:?jiǎn)朣剛閉合瞬間,哪個(gè)電壓表示數(shù)大?充電完畢時(shí)哪個(gè)電壓表示數(shù)大?電流表在何時(shí)示數(shù)最大?
圖5
2、思考題:在檢修收音機(jī)或電子儀器及電力系統(tǒng)高壓整流設(shè)備時(shí),切斷電源需把濾波或整流用電容短接一下,為什么?
生(回答1題):V2,V1,剛閉合。生(回答2題):讓充電容器放電,防止放電電流損壞儀表及其它元件。
師:回答得很好。本次課,我們通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了電容器的充放電過(guò)程實(shí)質(zhì)就是儲(chǔ)存和釋放電荷的過(guò)程,表現(xiàn)為電流、電壓的變化。如果我們把實(shí)驗(yàn)電源改成交流,那會(huì)怎么樣呢?大家回去可以帶著這個(gè)問(wèn)題思考一下。師:今天的作業(yè)是“試說(shuō)明電容器充放電物理過(guò)程”。下課!
【巧留懸念,引發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣,達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)目的。】
第三篇:電容器簡(jiǎn)介
電容器簡(jiǎn)介
一、電容器的主要性能
電容器的電氣性能一般有四個(gè)主要參數(shù),它們是:
1標(biāo)稱電容量及偏差
某一個(gè)電容器上標(biāo)有220nT,表示這個(gè)電容器的標(biāo)稱電容量為220nF,實(shí)際電容量應(yīng)220nF±5%之內(nèi),此處T表示容量誤差為±5%。若T改為K,表示誤差為±10%;改為M表示誤差為±20%。2額定電壓
電容器上還標(biāo)有額定電壓值,在不注明的情況下,均指直流額定工作電壓。電容器在工作時(shí),其上承受的直流電壓應(yīng)小于額定電壓。選擇電容器額定電壓的原則如下:
1)低壓時(shí),實(shí)際工作電壓與額定電壓的比率可以高一些。
2)高壓時(shí),實(shí)際工作電壓與額定電壓的比率要低一些。
3)工作于交流狀態(tài)或直流上的脈動(dòng)交流成份比較大時(shí),比率要選低一些,頻率越高,比率越低。
4)要求可靠性高時(shí),比率要選低一些。
3絕緣電阻
理想的電容器,在其上加有直流電壓時(shí),應(yīng)沒(méi)有電流流過(guò)電容器,而實(shí)際上存在有微小的漏電流。直流電壓除以漏電流的值,即為電容器的絕緣電阻?,F(xiàn)在CL11、CBB22等塑料薄膜電容器的絕緣電阻值可達(dá)到5000MΩ以上。電容器的絕緣電阻是一個(gè)不穩(wěn)定的電氣參數(shù),它會(huì)隨著溫度、濕度、時(shí)間的變化而變化。
4損耗角正切值
損耗角正切值,簡(jiǎn)稱損耗或?qū)懗蓆gδ。當(dāng)交流電流通過(guò)電容器時(shí),其上有一個(gè)交流電壓降,對(duì)于理想的電容器,其兩端的交流電壓乘上流過(guò)的電流所得的值稱為無(wú)功功率,此時(shí),電容器不會(huì)發(fā)熱。實(shí)際的電容器會(huì)產(chǎn)生微小的熱量,其發(fā)熱的功率稱為有功功率。有功功率與無(wú)功功率之比稱為損耗角正切值。例如CBB22型電容器的損耗約在萬(wàn)分之五左右,也就是說(shuō)發(fā)熱功率占無(wú)功功率的萬(wàn)分之五。在電壓值為基準(zhǔn)的矢量圖上,不發(fā)熱的電流超前它90°,發(fā)熱的電流與它同相,正好是直角三角型的兩個(gè)直角邊,發(fā)熱的電流(阻性電流)與不發(fā)熱的電流(容性電流)之比即為損耗,也就是正切值。電容器的損耗受工作頻率的影響較大,一般而言,均隨頻率的增高而增大,但也有例外。例如:某電容器在1kHz時(shí)比在100Hz時(shí)的損耗還要小。除了以上四個(gè)主要參數(shù)外,還有一個(gè)重要參數(shù)就是電容量的溫度系數(shù)。實(shí)際電容器的電容量是隨著溫度變化而變化的,當(dāng)溫度升高時(shí),有的電容量會(huì)變大,稱為正溫度系數(shù)的電容器;有的則變小,稱為負(fù)溫度系數(shù)的電容器。溫度系數(shù)用溫度變化一度時(shí),電容量的變化比率來(lái)表示,單位為PPM/℃。PPM表示百萬(wàn)分之一。例如:CBB22的溫度系數(shù)約為-300PPM/℃,則表示每升高一度,電容量減小萬(wàn)分之三即003%。如果溫度上升40℃,則003%×40=12%,容量要下降12%
二、電容器的分類(lèi):
為了便于記憶,我們把主要的電容器分成三類(lèi),并稱為主流產(chǎn)品。
1電解電容器
電解電容器屬老產(chǎn)品,近年來(lái)的改進(jìn)主要是體積越做越小。鋁電解電容器的電性能較差,損耗tgδ在100Hz時(shí)約為5%~10%左右,容量的穩(wěn)定性和溫度系數(shù)也差。這種電容器主要應(yīng)用在電源濾波和要求不嚴(yán)的低頻電路中。使用者要記住的是:同樣的容量,大體積的要比小體積的損耗?。煌瑯拥娜萘?,高壓的比低壓的損耗要小;不同的容量,小容量比大容量的損耗要小。鉭電解電容器(CA型)電性能包括損耗、容量的穩(wěn)定性和溫度系數(shù),要比鋁電解好得多。但價(jià)格也要高些。
2塑料薄膜電容器
塑料薄膜電容器是近一、二十年發(fā)展起來(lái)的電容器,現(xiàn)已成為主流產(chǎn)品(淘汰了以往的紙介電容器)。
薄膜電容器的容量上限可以很大,如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)用CBB60、CBB61型電容器,容量可達(dá)幾十微法。薄膜電容器主要有兩種材料,聚酯(滌綸)CL型和聚丙烯CBB型。每種材料主要有兩種結(jié)構(gòu);箔式CL11、CBB11和金屬化CL21、CBB21、CBB22等。這樣我們就能很容易從型號(hào)上看出它們的材料和結(jié)構(gòu)。例如:CL21則表示這個(gè)電容器的材料是滌綸,結(jié)構(gòu)是金屬化。CL11型是數(shù)量最大的一種低價(jià)產(chǎn)品。箔式結(jié)構(gòu)是指電容器用塑料薄膜和鋁箔疊在一起卷繞而成,導(dǎo)電電極為鋁箔。金屬化結(jié)構(gòu)是預(yù)先用真空蒸發(fā)的方法在薄膜上蒸發(fā)了一層極薄的金屬膜,然后用這個(gè)薄膜卷繞成的電容器,導(dǎo)電電極為蒸發(fā)的金屬膜(大多仍為鋁膜)。在同樣規(guī)格情況下,金屬化電容器的體積要比箔式的小。金屬化薄膜電容器有自愈特性,即電容器中塑料薄膜某一點(diǎn)若存在缺陷,加電壓時(shí)會(huì)擊穿,則此處的金屬膜會(huì)蒸發(fā)掉,而不會(huì)產(chǎn)生短路現(xiàn)象,從而使電容器仍能正常工作。金屬化電容器還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是引出線是從噴了金屬的端面引出,從而使電流通路很短,所以也稱為無(wú)感電容器。
損耗:CL型和CBB型電容器在外形上差別不大,但在損耗這一電性能上差別較大。滌綸電容器的損耗較大,在1kHz時(shí)典型值約為50×10-4,與紙介電容器相當(dāng)。聚丙烯電容器的損耗(1kHz),指標(biāo)大約是10×10-4,實(shí)際上一般小于5×10-4,約為滌綸電容器的十分之一。
絕緣:CL型和CBB型絕緣性能都特別好,優(yōu)于其它電容器。例如,一只CBB22型100nF電容器,其絕緣電阻可超過(guò)五萬(wàn)兆歐。
溫度系數(shù):CL型與CBB型電容器的溫度系數(shù)大體上都為300PPM/℃左右,但是CL型為正溫度系數(shù),CBB型為負(fù)溫度系數(shù)。前面介紹過(guò)CBB型電容器在溫度升高40℃時(shí),容量要下降12%左右。所以這兩種電容器都不能制成精密電容器,最高精度只有±5%(J)。有時(shí)候,電容器上的標(biāo)記不清,若要辨別真假CBB電容器,可以利用CL型和CBB型溫度系數(shù)方向不同的原理來(lái)辨別,可以用手掌型數(shù)字電容表和電吹風(fēng)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。先把電容器接到電容表上讀出冷態(tài)時(shí)的電容值,然后用電吹風(fēng)加熱電容器,注意溫度要調(diào)低一點(diǎn),如果電容器的容量變大,說(shuō)明是CL型電容器,反之則是CBB型電容器。順便提一下,所有的非極性薄膜電容器均為負(fù)溫度系數(shù),例如聚苯乙烯電容器。
3陶瓷電容器
陶瓷電容器分為三個(gè)品種:1類(lèi)瓷CC型,2類(lèi)瓷CT型,3類(lèi)瓷CS型。1類(lèi)瓷、瓷介電容器電性能最好,一般工作在高頻領(lǐng)域。絕緣和損耗也都非常好,溫度系數(shù)也很小。陶瓷電容器與其它電容器不同,介質(zhì)是屬?gòu)?fù)合材料,所以改變材料的配方可調(diào)節(jié)溫度系數(shù)。所以1類(lèi)瓷、陶瓷電容器除了標(biāo)明容量外,還要標(biāo)明其溫度系數(shù)以及溫度系數(shù)的誤差。例如:標(biāo)有CH、C表明其溫度系數(shù)基數(shù)為0,H表示溫度系數(shù)的誤差為±60PPM/℃,如標(biāo)有PJ,P表示溫度系數(shù)基數(shù)為-150PPM/℃,J表示其誤差為±120PPM/℃,有時(shí)也用電容器頂上的顏色來(lái)表示溫度系數(shù)。黑色的溫度系數(shù)最小,紅色、橙色……依次次之。溫度系數(shù)越小的電容器,其體積要大一些,所以一般情況下,1 類(lèi)單片高頻瓷介電容器的最大電容量不會(huì)超過(guò)1000pF。2類(lèi)瓷和3類(lèi)瓷陶瓷電容器又稱為鐵電陶瓷。它們的特點(diǎn)是材料的介電系數(shù)特別高,所以制成的電容器容量特別大,而體積又小。例如:鐵電陶瓷電容器的損耗和絕緣這兩個(gè)參數(shù),比CL11型要差5倍左右,容量的溫度系數(shù)也較大。例如:E型溫度特性的電容量變化率為+20%~-55%,F(xiàn)型為+30%~-80%,只有B型較好為±10%。容量的溫度特性具有居里點(diǎn),溫度在30℃左右時(shí)容量最大,溫度降低和溫度增高時(shí),容量都急驟下降。所以這種電容器只能用在要求不高的地方。對(duì)于陶瓷電容器,同樣的電容量和工作電壓,體積越大的電性能越好。
4非主流電容器
(1)云母電容器(CY型)
以前在高頻領(lǐng)域主要應(yīng)用云母電容器,后來(lái)逐步由高頻陶瓷電容器取代。云母電容器應(yīng)用的減少不是因?yàn)殡娦阅懿缓茫且驗(yàn)樵颇傅V源稀少,制造云母電容器生產(chǎn)工藝復(fù)雜造成的。云母電容器的電性能非常好,所以云母電容器可以制成標(biāo)準(zhǔn)電容器。
(2)聚苯乙烯電容器(CB型)
聚苯乙烯電容器是最早的塑料薄膜電容器。由于聚苯乙烯本身耐潮濕,電容器外表一般不進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂包封和染色,呈本色透明狀。國(guó)產(chǎn)品種主要是箔式,圓形結(jié)構(gòu)。聚苯乙烯屬非極性材料,具有優(yōu)良的電
性能,工藝良好的聚苯乙烯電容器,絕緣性能是最好的。此外,聚苯乙烯電容器的溫度系數(shù)也比其它塑料薄膜電容器好,可以做到優(yōu)于-150PPM/℃的水平,但由于不耐熱,體積大,工藝性能不好等原因,未能普及使用。
第四篇:教案--電容器的連接
電容器的連接
所用教材:職高高一,電工基礎(chǔ)
目次:高等教育出版社,2006年5月第2版 2009年1月第15次印刷 教學(xué)分析
“電容器”選自職高電工基礎(chǔ)第四章第二節(jié)。
本節(jié)的主要內(nèi)容是:電容器的串聯(lián)與并聯(lián)、電容串并聯(lián)后總電容的計(jì)算公式,這些內(nèi)容為以后學(xué)習(xí)更復(fù)雜的混合電路打下了基礎(chǔ)。因此,本節(jié)內(nèi)容在整本書(shū)中有著十分基礎(chǔ)的重要作用。學(xué)情分析
此前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電容器的基本概念及單個(gè)電容的計(jì)算公式,具備一定的抽象思維能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力和探究學(xué)習(xí)能力;高中學(xué)生好奇心強(qiáng),對(duì)新事物都有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣;這些都為電容器的連接學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)
依據(jù)課標(biāo)、學(xué)情、教材,確定以下三維教學(xué)目標(biāo):(1)掌握電容器串、并聯(lián)的性質(zhì)及等效電容的計(jì)算。
(2)通過(guò)分析電容的連接關(guān)系,提高同學(xué)們對(duì)電路分析的能力及方法。教學(xué)重難點(diǎn)
根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合學(xué)情和教材分析,理解電容器串、并聯(lián)性質(zhì)為教學(xué)重點(diǎn);能夠熟練的進(jìn)行相關(guān)計(jì)算為教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)方法
運(yùn)用講授法等教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、歸納總結(jié)、解決問(wèn)題的過(guò)程,體現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)方法。教學(xué)程序
為了突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)了以下4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。
1/2 6.1 環(huán)節(jié)一 回憶舊課,導(dǎo)入新課
本環(huán)節(jié)中,通過(guò)回憶舊知識(shí)電容器基本概念及計(jì)算,層層加深,導(dǎo)入新課電容器的連接。
6.2 環(huán)節(jié)二 對(duì)比學(xué)習(xí),講授新知
首先,通過(guò)回憶電阻的連接及等效電阻的計(jì)算公式,對(duì)比電容器的連接及計(jì)算公式有什么不同,再由電容的基本計(jì)算公式步步論證出電容器串并聯(lián)的公式。
力求讓學(xué)生明白理解電路的分析過(guò)程,進(jìn)一步能學(xué)會(huì)分析電路,充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用。
6.3 環(huán)節(jié)三 運(yùn)用知識(shí),加深理解
舉出例題,先由學(xué)生自己獨(dú)立思考,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力,再由老師講解。由此提高對(duì)電容器串并聯(lián)等效電容計(jì)算的能力,達(dá)到鞏固和運(yùn)用知識(shí)的目的。板書(shū)設(shè)計(jì)
采用條目式板書(shū),力求體現(xiàn)知識(shí)的完整性與條理性,幫助學(xué)生形成清晰的知識(shí)脈絡(luò)。
§4.2 電容器的連接
一、電容器的串聯(lián)
二、電容器的并聯(lián)
2/2
第五篇:《電容與電容器》教案
第七節(jié) 電容器與電容
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、知道什么是電容器及常見(jiàn)的電容器;
2、知道電場(chǎng)能的概念,知道電容器充電和放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換;
3、理解電容器電容的概念及定義式,并能用來(lái)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算;
4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān),有什么關(guān)系;掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題。
(二)過(guò)程與方法
結(jié)合實(shí)物觀察與演示,在計(jì)算過(guò)程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。
二、重難點(diǎn)分析
重點(diǎn):掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。
難點(diǎn):電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用
三、教具
常見(jiàn)的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計(jì),介質(zhì)板,感應(yīng)起電機(jī),電線
四、教學(xué)過(guò)程
(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)
要點(diǎn):場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差等。
(二)引入新課
由上節(jié)課問(wèn)題,靠近帶電物體A的導(dǎo)體(B接地)上帶有感應(yīng)電荷。整個(gè)裝置具有儲(chǔ)存電荷的功能。我們稱這種裝置為電容器。
(三)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1、電容器
(1)構(gòu)造:任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。
(2)電容器的充電、放電
操作:把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連,另一個(gè)極板與負(fù)極相連,兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過(guò)程叫做充電?,F(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個(gè)極板間有電場(chǎng)存在,充電過(guò)程中由電源獲得的電能貯存在電場(chǎng)中,稱為電場(chǎng)能.操作:把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過(guò)程叫放電.現(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的放電電流.放電后,兩極板間不存在電場(chǎng),電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.提問(wèn):電容器在充、放電的過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下: 【板書(shū)】充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場(chǎng)強(qiáng)E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場(chǎng)強(qiáng)E減少,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能
2、電容
與水容器類(lèi)比后得出。說(shuō)明:對(duì)于給定電容器,相當(dāng)于給定柱形水容器,C(類(lèi)比于橫截面積)不變。這是量度式,不是關(guān)系式。在C一定情況下,Q=CU,Q正比于U。
(1)定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容。(2)公式:
(3)單位:法拉(F)還有微法(F)和皮法(pF)
1F=10-6 F=10-12pF(4)電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,是由電容器本身的性質(zhì)(由導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì))決定的,與電容器是不是帶電無(wú)關(guān).3、平行板電容器的電容
(1)[演示]感應(yīng)起電機(jī)給靜電計(jì)帶電(詳參閱P29圖1。7-4)說(shuō)明:靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用來(lái)測(cè)量電勢(shì)差.把它的金屬球與一個(gè)導(dǎo)體相連,把它的金屬外殼與另一個(gè)導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個(gè)導(dǎo)體之間的電勢(shì)差U.現(xiàn)象:可以看到: ①. 保持Q和d不變,S越小,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度越大, U越大,電容C越小;
②. 保持Q和S不變,d越大,偏轉(zhuǎn)角度越小,C越小.③. 保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度并且減小,電勢(shì)差U越小電容C增大.(2)結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.平行板電容器的決定式:真空
介質(zhì)
4、常用電容器(結(jié)合課本介紹P30)
(四)鞏固新課:1對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括。
2、引導(dǎo)學(xué)生完成問(wèn)題與練習(xí)。
3、閱讀教材內(nèi)容。