专题四 电容（教案）-四川省职教高考《电工技术基础与技能》（高教版）专题复习讲练测

专题四 电容（教案）-《电工技术基础与技能》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解电容的概念和单位，掌握电容器的定义以及与电容的关系。 2. 掌握平行板电容器的电容计算公式，并能根据其结构进行电容计算。 3. 理解电容器的串联与并联，能够计算串联与并联电容的等效电容。 4. 熟悉电容器的充电和放电过程，理解充放电过程中的电荷转移和电压变化规律。 5. 了解常用电容器和超级电容器的特点与应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、电容器和电容 几种常用电容器如图 4-1 所示,请找来实物仔细观察。电容器是电路的基本元件之一,在各种电子产品和电力设备中有着广泛的应用。 使电容器带电的过程称为充电,这时总是使它的一个导体带正电荷,另一个导体带等量的负电荷。每个导体所带电荷的绝对值称为电容器所带的电荷把平行板电容器的一个极板接电池组的正极,另一个极板接电池组的负极两个极板就分别带上等量的异种电荷。充了电的电容器的两极板之间有电场。 二、电容 1.电容器所带的电荷与它的两极板间的电压的比值,表征了电容器的特性,这个比值称为电容器的电容。如果用q表示电容器所带的电荷,用V表示它两极板间的电压,用C表示它的电容,那么 C=q/U 。式中,C、q、U 的单位分别为 F(法)、C(库)、V(伏)。实际上常用较小的电容单位 μF(微法)和 pF(皮法)它们之间的换算关系是1 F=10⁶ μF=10¹² pF。 2.电容是电容器的固有特性,外界条件变化、电容器是否带电或带多少电都不会使电容改变。只有当电容器两极板间的正对面积、极板间的距离或极板间的绝缘材料(即介电常数)变化时,它的电容才会改变。 3. 把几个电容器的极板首尾相接,连成一个无分支电路的连接方式称为电容器的串联。图4-2所示是三个电容器的串联,接上电压为U的电源后,两极板分别带电,电荷为+q 和-q,由于静电感应,中间各极板所带的电荷也等于+q或-q,所以,串联时每个电容器带的电荷都是q。 如果各个电容器的电容分别为C1、C2、C3，电压分别为U1、U2、U3，那么U1=q/C1，U2=q/C2,U3=q/C3 总电压 U等于各个电容器上的电压之和,所以U=U1+U2+U3=q（1/C1+1/C2+1/C3） 设串联电容器的总电容为C,因为 U=q/C,所以1/C=1/C1+1/C2+1/C3 即串联电容器的总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。电容器串联之后,相当于增大了两极板间的距离,因此,总电容小于每一个电容器的电容。 三、电容器的并联 把几个电容器的正极连在一起,负极也连在一起,这就是电容器的并联。图4-4所示是三个电容器的并联,接上电压为U的电源后,每个电容器的电压都是U。如果各个电容器的电容分别是C1、C2、C3,则所带的电荷分别是 q1、q2、q3,那么q1=C1U,q2=C2U,q3=C3U 电容器组储存的总电荷q等于各个电容器所带电荷之和,即q=q1+q2+q3=(C1+C2+C3)U 设并联电容器的总电容为C,因为q=CU,所以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。电容器并联之后,相当于增大了电容器极板的面积,因此,总电容大于每个电容器的电容。 四、常用电容器 1.常用电容器的种类 (1)固定电容器 它的电容量是固定不可变的。按所用介质的不同,又可分为纸介电容器、云母电容器、油质电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器(以聚苯乙烯游膜或涤纶作介质)、金属化纸介电容器(也称为金属膜电容器)和电解电容器等。 (2)可变电容器 它的电容量可在一定范围内随意变动。它是由两组相对的金属片组成的,一组金属片是固定不动的,称为定片;另一组金属片和转轴相连接,能随意转动,称为动片。转动动片改变两组金属片相对面积的大小，就可以改变它的电容量。例如,用于半导体收音机中的薄膜介质可变电容器。 (3)半可变电容器(也称为微调电容器) 它是由两片或两组小型金属弹簧片中间夹有介质组成。用螺钉调节金属片之间的距离,可在很小范围内改变它的电容量。 必须注意,极性电容器有正、负极之分,它的极性是固定的,使用时不能把极性接错,否则会使它损坏。 电容器的图形符号见表 4-2。 [真题练讲] 1.(2021年四川省统一考试)什么因素不影响平行板电容器的电容？ A. 两板之间的距离 B. 电容器的面积 C. 材料介电常数 D. 电荷大小 答案：D 解析：影响平行板电容器的电容的因素包括两板之间的距离、电容器的面积和材料介电常数，而电荷大小不影响电容。 2.(2018年河北省统一考试)串联电容器的等效电容计算方法是？ A. 各电容的电容之和 B. 各电容的乘积再除以电容之和 C. 电容之间的平方和再开方 D. 电容之间的倒数之和 答案：B 解析：串联电容器