4.3电容器的充电和放电（教学课件）-高一《电工技术基础》同步教学（高教版）

/电工技术基础与技能+第3版/ 电容器的充放电 电容 电容器的充电 一 电容器的充电 一 充电瞬间，电容器的极板和电源之间存在较大的电压 差，所以充电电流较大。随着电容器极板上电荷的积聚， 两者之间的电压逐渐减小，电流也减小，最后减为零。 UC = E 电容器的充电 一 开关S合向1，电容器充电 现象： （1）白炽灯开始较亮，逐步变暗。 （2）A1的读数由大变小。 （3）V的读数变大。 （4）最后A1指向0，V的大小等于E。 电容器的充电 一 S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压减小，电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流为0，灯不亮 电容器的放电 二 放电瞬间，电容器的极板存在较大的电压，所以放电电 流较大，随着电容器极板上正、负电荷的不断中和，两极板 间的电压不断减少，电流也不断减少，最后减少到零。 S合向2，电容放电 现象： （1）开始灯较亮，逐渐变暗，直至熄灭。 （2）A2开始较大，逐渐变小，电流方向与刚才充电方向相反，直至指示为0。 （3）开始V指示为E，逐渐下降，直至为0。 电容器的放电 二 放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压逐渐减小，电流也减小，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为零 电容器的放电 二 电容器的放电 二 当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为 电容器质量的判别 三 利用电容器的充、放电作用，可用万用表的电阻挡来判别较大容量电容器的质量。 1．用RX100或RX1k挡。 2．将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。 3．若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。 4．若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经短路；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。 小试牛刀 四 电路如图所示，电源电压E＝200 V，先将开关S置“1”位置对电容器C1充电，充电完毕后，将开关S置“2”位置，若C1＝C2＝0.2 μF， C3＝0.4 μF，则电容器C3两端的电压为 。 A．50 V B．66.7 V C．100 V D．200 V A 电容器中的电场能量 五 充电时，q↑→Uc↑电压与电荷量成正比：q = C uC 　　1．能量来源 电容器在充电过程中，两极板上有电荷积累，极板间形成电场。电场具有能量，此能量是从电源吸取过来储存在电容器中的。 电容器中的电场能量 五 　　把充入电容器的总电量 q 分成许多小等份，每一等份的电荷量为 q 表示在某个很短的时间内电容器极板上增加的电量，在这段时间内，可认为电容器两端的电压为 UC ，此时电源运送电荷做功为 电容器中的电场能量 五 式中，电容 C 的单位为 F，电压 UC 的单位为 V ，电荷量 q 的单位为 C ，能量的单位为 J 。 　　电容器中储存的能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板间电压的平方成正比。 　　当充电结束时，电容器两极板间的电压达到稳定值 UC，此时，电容器所储存的电场能量应为整个充电过程中电源运送电荷所做的功之和，即把图中每一小段所做的功都加起来。 /课程小结/ 二 1．电路的组成及其作用。 2．电路的三种工作状态。 3．形成电流的条件。 4．电流的大小和方向。 5．直流电的概念。 1．电容器充、放电过程中，电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。 2．电容器质量的判别和电容器中电场能量的计算。 3.电容器质量的判别和电容器中电场能量计算式的推导。 /作业布置/ 三 作业： 将50μF的电容器充电到100V ，这时电容器储存的电场能是 。若将该电容器继续充电到200V，电容器又增加了 电场能。 0.25J，0.75J 感谢观看 $$