学习任务9 电容器及其特性的分析（课件）-《汽车电工电子基础》同步精品课堂（高教版）

《汽车电工电子基础》 高教版 同步精品课程——中职专业课 学习任务9 电容器及其特性的分析 1 知识目标 1.理解电容和电容器的概念。 2.能分析决定平行板电容器电容大小的因素。 3.能描述电容器的充放电过程和特点。 4.知道常用电容器的种类及选用方法。 5.能用万用表判断电容器的好坏及电容量大小。 教学目标 加工工表明 导入情景 任务引入 电容器是电子技术中常用的主要元件之一，在汽车电路中的应用很广。通过本任务的学习使你能够理解电容器的特性、识别电容器的种类、好坏及电容量大小,并能正确选用电容器。 01 新知学习 任务准备 一、电容器 假设将两块金属板“A”和“B”摆放得非常近,并用一绝缘体隔开,如图9-1所示,将一块金属板与蓄电池的正极相接,而将另一块金属板与蓄电池的负极相接,正负电荷便从蓄电池移向金属板,结果使A极板带正电荷,B极板带等量的负电荷,直至两极板间的电压与电动势相等时电荷的移动才停止。金属板“A”的正电荷与金属板“B”的负电荷相互吸引,但因为绝缘材料的隔离,这些电荷无法相互中和。一块金属板上聚集着正电荷,另一块金属板上聚集着负电荷，这些电荷被“储存”起来,直到它们被释放为止。当外电压时能够储存电荷的装置，就称为电容器。 02 新知学习 二、电容量 电容器任意一个极板上所储存的电荷量Q与两极板间的电压U的比值称为电容量,简称电容,用符号C表示。比值C是一个常数,但对于不同的电容器，这一比值则不相同。其数学表达式为 C = 电容C反映了电容器储存电荷的能力。电容器任意一个极板上所储存的电荷Q与施加电压U成正比,可用下面的公式来表示: Q=CU 02 新知学习 电容的单位为法[拉],用符号F表示。在实际应用中,法[拉]这个单位太大,通常使用微法(μF)、皮法(pF)。 1F=1x106 μ F=1x1012pF 电容是一个与Q、U无关的物理量，它的大小是由电容器本身结构决定的。而与电容器带不带电或带多少电无关。如同水容器一样,它的容量大小与水的深度无关,如图9-2所示。 一般来说,结构固定的平行板电容器的电容量是一个确定值,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,而与两极板间电压的大小、极板所带电荷量的多少无关。 02 新知学习 1.电容器的电容跟相对介电常数Εr(隔离极板的绝缘体的绝缘能力)成正比。 2.电容器的电容跟极板正对面积A成正比。 3.电容器的电容跟极板间的距离d成反比。 其数学表达式为 式中,k为静电力常量。 常用电介质的相对介电常数见表9-1。 02 新知学习 三、电容器的图形符号 电容器的图形符号见表9-2。 四、电容器的分类及其外观 (1)电容器种类繁多，其分类按电介质可分为陶瓷、涤纶、电解电容等，如图9-3所示。 02 新知学习 (2)按可变程度可分为固定半可变、可变电容器。 (3)因为电解电容器的终端有极性正极和负极),连接时一,定要按极性正确连接。 五、电容器的识读 电容器标注如图9-4所示。 其中: M 表示允许误差为±20%; K 表示允许误差为±10%; J 表示允许误差为±5% 02 新知学习 六、电容器的主要指标 电容器的种类繁多，不同种类电容器的性能、用途不同。为了正确选择和使用电容器,应该了解它的主要指标。 (1)电容器的额定工作电压：是指电容器所能承受的最大电压,习惯上称为耐压,是指电容器长时间(一般不少于10 000h)工作状态下的耐压值。 (2)电容器的标称容量：是指电容器上所标明的电容值。 (3)电容器电容值的允许误差：是指电容器电容量的误差限定在国家规定的所允许的误差范围之内。 本任务需要准备的实训设备及数量见表9-3。 02 新知学习 任务实施 电容器的充电和放电 1.将4700 μF电容短路。 2.按图9-5所示连接电路，然后合上开关,电容C1充电。 小提示 因为这个电容器有极性(正极和负极),连接时一定要按极性正确连接,将标有“+”符号的一端(正极端)与电路电源正极一侧相连接。 02 新知学习 3.观察电流表、电压表的变化,并记录发光二极管变化时间,将观察结果填人表9-4。 4.断开开关S1。 5.按图9-6所示连接电路(注意:此时电容C1已充电)。 6.合上开关S1,电容C1放电,观察电流表、电压表的变化，并记录发光二极管变化时间，将观察结果填人表9-5。 02 新知学习 7.将470 μF电容短路。 8.按图9-7所示连接电路，然后合上开关,电容C2充电。 9.记录发光二极管变化时间,将观察结果填人表9-6。 02 新知学习 10.断开开关S1。 11.按图9-8所示连接电路(注意;此时电容C2已充电)。 12.合上开关S1,电容C2，放电,记录发光二极管变化时间,将观察结果填人表9-7。 02 新知学习 13.根据观