2.1 电容元件（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电子电工技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第2章 电容与电感 2.1 电容元件 知识目标 知识目标是指学生在学习过程中需要获取和掌握的知识内容。这些目标通常表现为学科知识的广度和深度，包括理论知识、事实、定义、原理等。通过设定知识目标，教师能够确保学生获得必要的学科知识，建立扎实的学习基础。 能力目标 能力目标是指培养学生在学习过程中需要具备的各种能力和技能。这些能力包括思维能力、分析能力、解决问题能力、创新能力等。通过设定能力目标，教师可以激发学生的思维潜力，培养他们全面发展的能力，提高解决实际问题的能力。 情感目标 情感目标是指培养学生的情感态度、情感认知和情感价值观。这些目标包括培养学生的情感情绪管理能力、社会责任感、团队合作精神、道德素质等。 三维目标 导入情景 01 教室中有一台装有多个开关和灯泡的简易电路板，同时还有一些接线材料和一个未插电源的电源插座。教师在电路板上摆放了几个不同型号的电容元件，并在板上标注了它们的电容值。“你们认为电容元件在这个电路中扮演什么样的角色？为什么我们需要电容元件？” 新知学习 02 一、 电容器 电容器是电气设备中的一种重要元件，在电子技术和电工技术中有很重要的作用。电容器广泛应用于各种高、低频电路和电源电路中，起耦合、滤波、旁路、谐振、分频、定时等作用。 任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体就是电容器的两个极。如图1.2.1(a)所示，两块正对的平行金属板，中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容第二章 电容与电感器--平行板电容器。平行板电容器的图形符号如图 1.2.1(b)、(c)所示。 新知学习 02 电容器的充电过程:开关S与1接通，在直流电源的作用下使电容器的两极板上分别带上等量异种电荷。开关S与1接通瞬间电流较大，所以指示灯最亮，检流计指针偏转角度最大，随着电荷的不断积聚，电容器两端的电压不断增大，电压表指针偏转角度不断增大，回路电流越来越小，所以指示灯逐渐变暗。当电容器两端电压与电源电动势相等时，电流为零，指示灯熄灭，检流计示数为零，电压表示数与电源电动势相等，充电过程结束。 二、电容器的充电过程 新知学习 02 电容器的放电过程:充电后电容器两极板间的电压与电源电动势相等，当开关S与2接通时，电容器相当于电源，与指示灯、检流计形成闭合回路。随着两极板上正负电荷的不断中和，电容器两极板间的电压不断下降，回路电流不断减小，指示灯不断变暗，当电容器两极板的正负电荷完全中和时，两极板间的电压为零，回路电流为零，指示灯熄灭，放电过程结束。 三、电容器的放电过程 新知学习 02 电容实验指出，电容器的电荷q增加(或减少)时，电容器的电压U也随之升高(或降低 )，但两者的比值是一个常数。不同的电容器,该比值不同。电容器所带的电荷q和它两极间的电压U的比值称为电容器的电容，用字母C来表示。 在国际单位制中，电压的单位是V，电荷的单位是C，电容的单位是F(法[拉])。F是一个很大的单位，常用uF(微法)和pF(皮法)作单位。 四、电容 新知学习 02 1.分类 电容器简称电容，由于用途和要求不同而种类繁多。从电容量是否可变来分，常用的电容器可分为固定电容、可变电容、半可变电容。图1.2.3所示为常见的可变电容。 五、电容器的分类及参数 新知学习 02 根据中间绝缘材料的不同又可分为:空气电容、电解电容、纸质电容、云母电容、油浸电容、陶瓷电容、涤纶电容、聚苯乙烯电容等。图1.2.4所示为几种常见的电容器。 五、电容器的分类及参数 新知学习 02 2.参数 图1.2.4中的电解电容上标有标称电容值、误差和额定工作电压值等，这就是电容器的参数。 标称容量 电容器上所标明的电容值称为标称容量。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。 额定工作电压 电容器的外壳上一般都标有它的额定工作电压值，使用电容器时加在电容器上的电压不应超过它的额定工作电压值。 五、电容器的分类及参数 新知学习 02 照相机的闪光灯 照相机上的闪光灯如图1.2.7所示，是利用电容器的充、放电来工作的。闪光灯管工作的时间很短，大约只有千分之几秒，工作电流却很大可达数百安，一般的小型电源难以胜任。利用电容器可以解决这个问题。闭合闪光灯开关后，电源以较小的电流为电容器充电，摄影时电容器通过闪光灯管迅速放电，发出耀眼的强光。 六、照相机的闪光灯 新知学习 02 电容元件极板间储存的电场能量为: 上式说明，电容元件在某时刻储存的电场能量与元件在该时刻所承受的电压的平方成正比。电容元件不消耗能量，故称为储能元件。 七、电容元件极板 小试牛刀 题目 1： 电容器两端的电压与时间的变化关系由下列哪个公式表示？ A. V = IR B. V = I × t C. V = Q ÷ C D. V = P ÷ I 解析：C，电容器两端的电压与时间的变化关系由公式V = Q ÷ C 表示。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 以下哪种介质最适合用于高频电容器？ A. 空气 B. 陶瓷 C. 电解质 D. 液体 解析：B，陶瓷介质最适合用于高频电容器。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 当电容器内部有介质击穿时，会导致： A. 电容失效 B. 电容短路 C. 电容断路 D. 电容值提高 解析：B，电容器内部介质击穿会导致电容短路。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 一个带电的电容器被断开连接后，它的电场能量会： A. 瞬间消失 B. 逐渐减小 C. 增大 D. 保持不变 解析：B，带电的电容器断开连接后，电场能量会逐渐减小。 尝试解答下面习题 题目 5： 电压为10V的电容器，充电5s后其电荷量变为20μC，则电容器的电容值为： A. 4μF B. 8μF C. 16μF D. 40μF 解析：A，电容值 = 电荷量 ÷ 电压 = 20μC ÷ 10V = 4μF。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 交流电路中的电容器主要起到： A. 储能 B. 限流 C. 放大信号 D. 调整电压 解析：D，交流电路中的电容器主要起到调整电压的作用。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 在电容器充电过程中，电流的变化与时间的关系为： A. 呈指数衰减 B. 线性增加 C. 初段快速增加，后期缓慢增加 D. 保持不变 解析：C，电容器充电过程中，电流初段快速增加，后期缓慢增加。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 电容器两端加有直流电压时，电容器的等效电路为： A. 电阻 B. 电容 C. 电感 D. 电阻和电容的串联 解析：B，电容器两端加有直流电压时，它的等效电路为电容。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 以下哪种元件不能起到电容的作用? A. 透明导电薄膜 B. 电解电容器 C. 二极管 D. 金属箔电容器 解析：C，二极管不能起到电容的作用。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 电容元件的单位是： A. 欧姆 B. 法拉 C. 伏特 D. 安培 解析：B，电容元件的单位是法拉。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 电容元件是电子电路中常用的元件之一，其作用是储存电荷并在电路中产生电场。在电子电工技术与技能课堂中，关于电容元件的小结可以包括以下内容： ①　电容元件的基本结构：电容元件通常由两个导体之间的介质组成，常见的类型有电解电容、陶瓷电容、聚酯薄膜电容等。 ②　电容元件的单位和符号：电容的单位是法拉（Farad），常用的符号是“C”。常见的子单位有毫法（mF）、微法（μF）和纳法（nF）等。 ③　电容元件的特性：电容元件有容量、耐压、功率因数、温度系数等特性，选用时需根据电路要求进行合理选择。 ④　电容元件的连接方式：电容元件可以串联或并联连接，不同的连接方式会影响电路的整体特性。 ⑤　电容元件在电路中的应用：电容元件常用于滤波电路、耦合电路、定时电路等，对于电路的性能起到重要作用。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对电容元件的掌握。 复习电容元件的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于电容元件的习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为电容元件在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$