《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第4讲、电容和电容器

《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第4讲 电容和电容器 一、考纲要求 （1）熟练掌握电容器与电容的概念。 （2）熟练掌握平行板电容器的电容计算方法。 （3）掌握电容器串联、并联电路的特点以及耐压能力的分析计算方法。 （4）理解电容器的充电和放电过程。 （5）掌握电容器的储能公式。 二、知识梳理 1．电容器 被绝缘介质隔开的两个导体的总体，称为电容器。电容器最基本的特性是能够储存电荷。 2．电容 电容器任一极板所带电荷量Q与电容器两极板之间的电压U的比值，称为电容量，简称电容。定义式为C＝Q/U，电容量单位为F（法［拉］）。常用的单位为μF（微法）和pF（皮法）。。 3．平行板电容器电容量的数学表达式 电容C的大小与电容器极板的正对面积大小、相对位置以及极板间的电介质有关。 4．相对介电常数 某种物质的相对介电常数，是它们的介电常数分别与真空中的介电常数的比值。 5．电容器的参数 主要有额定工作电压和标称容量及允许误差。 额定工作电压是指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。 标称容量是电容器上所标明的电容量的值。电容器的标称容量和实际容量之间是有差额的，这一差额称为电容器的误差。国家对不同的电容器规定了不同的误差范围，在此范围之内的误差称为允许误差。 6．电容器的种类 电容器的种类繁多，按介质材料可分为空气电容器、云母电容器、纸介电容器、油浸纸介电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。按其结构和使用情况不同又可分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器等。 7．电容器的连接 电容器的串联：①电荷量处处相等；②总电压等于各电容器两端电压之和；③总等效电容的倒数等于各个电容器容量的倒数之和；④电压的分配与电容器的容量成反比。分压公式为，。 电容器的并联：①各电容器两端电压相等，且等于端电压；②总电荷量等于各个电容器所带电荷量之和；③总等效电容等于各个电容器的容量之和；④电荷量的分配与各电容器的容量成正比。分电荷量公式为，。 8．电容器的充电与放电 充电：电容器的充电过程，就是在电容器中储存电荷的过程，即把电源的能量转换成电场能储存在电容器中的过程。 在对电容器充电的过程中，充电电流在充电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，即；随着充电的进行，电容器两极板上聚集的异种电荷不断增多，其两极板间的电压也不断地按指数规律升高到电源电动势，即。 放电：电容器的放电过程，就是电容器将原来储存的电荷释放出去的过程，也即电容器将原已储存的电场能释放出去，转换成其他形式能量的过程。 在对电容器放电的过程中，放电电流在放电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，即；随着放电的进行，电容器两极板上聚集的异种电荷不断减少，其两极板间的电压也不断地按指数规律降低到零，即。 在含有电容器的电路中，电容器处在不断充电和放电的过程中，即电容器在电路中不断地进行着能量的储存和释放，而它自身并不消耗能量，所以电容器是储能元件。 9．电容器中电场能的计算公式 三、高考常考题选讲 （一）、判断题 1．电容器的电容量要随着它所带的电荷量的多少而发生变化。（ ） 【答案】× 2．平行板电容器的电容量只与极板的正对面积和极板之间的距离有关，而与其他因素无关。（ ） 【答案】× 3．几个电容器串联后，接在直流电源上，那么各个电容器所带的电荷量均相等。（ ） 【答案】√ 4．将“10μF、50V”和“5μF、50V”的两个电容器串联，那么电容器组的额定工作电压应为100V。（ ） 【答案】× 5．在上题中，将这两个电容器并联，那么电容器组的额定工作电压仍为50V。（ ） 【答案】√ 6.电容器充电时，电流从正极板流出。（ ） 【答案】× 7.电容器是储存电荷的元件。（ ） 【答案】√ 8.电容器的储能只与它的电容量有关。（ ） 【答案】× 9.电容器能用于直流电源滤波。（ ） 【答案】√ 10.电容器不能用于交流电源滤波。（ ） 【答案】× （二）、填空题 1．5个10V、30μF的电容器若串联，等效电容是________，耐压是________；若并联，等效电容是________，耐压是________。 【答案】6μF 50V 150μF 10V 2．两空气平行板电容和，若两极正对面积之比为3:2，两极间距之比为2:1，则它们电容量之比为________。若，则________μF。 【答案】3:4 8 3．平行板电容器带电荷量，两极板间的电压为2V，则该电容器的电容等于________；若两极板电荷量减为原来的一半，则电容器的电容为________，两极板间的电压为________。 【答案】 1V 4．有一电容为50μF的电容器，接到直流电源