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认识电容器教案

认识电容器

教学目标

1、识记电容器的构造(概念)、文字符号和图形符号。

2、掌握平板电容器电容量的计算方法。

3、掌握电容器的电容量、电压、电量之间的关系。

掌握电容器单位的换算。4、

5、知道电容器是储能元件，了解其充电和放电，与电池进行区别(从符号上和功能上)。重点:掌握电容的概念、平行板电容器的电容决定式和定义式。

难点:电容的理解

教学方法:类比法(电容器与水容器)、讲授法，演示法

教学过程

引入:

前面我们学习了电阻器及一些基本的电学定律，并且掌握了色环电阻的识别、电阻器的基本参数(包括标称阻值、允许误差和额定功率)等知识。那么在实际的电子电路设计中只有电阻器能否满足我们的需求呢,答案当然是否定的。那么今天我们就开始来学习另一个非常重要的元器件——电容器。

一、电容器

1、在电脑显示器主板上找一找哪些是电容器。

在其他场合一样可以看到电容器的身影，如单相电动机的启动电容、微波炉里的高压储

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能电容、电磁炉里的谐振电容、电力设备的功率因素补偿电容等。电容器在电子电路中可以用来滤波、耦合、旁路、调谐、选频、定时、相位补偿、移相、功率因素补偿等等。

2、电容器的构造:P45上面，“两个导电体中间用绝缘材料隔开，就形成一个电容器”。如下图所示就构成了一个最简单的电容器——平板电容器。两边的导电体称为极板，中间的绝缘材料称为介质，电容器常用的介质有空气、云母片、涤纶薄膜、陶瓷等。实际中的电解电容器是将极板和绝缘介质卷起来装在一个铝壳里制成的。

介质

电极

极板

电容器结构铝电解电容器结构

3、电容的文字符号和图形符号:学习电阻时我们知道了用R表示电阻，图形符号用一个小矩形加两条短线表示。电容用C(Capacitor)表示。图形符号如下图所示:其中两竖表示极板，中间区域表示介质，两横表示电极，有极性电容在正极上加一个正号“+”。注意与电源符号上的区别。

+

无极性电容有极性电容电源

4、电容器的作用:类比水容器。储存电荷，当给电容器两端加上直流电压后，极板上就会有电荷储存。按下面的电路连接电路，开关S接在左边时电容器被充电，接在右边时电容器被放电，灯泡闪亮。因此电容器是一种储能元件，充电和放电是电容器的基本功能，电容器储存的是电场能。注意电容器与电池的区别，虽然充电的电容器和电池一样能向外提供一定的电能，但是它们是有本质区别的，电池的电能是从化学能转换而来的，而电容是靠其他电源给它充的电，是由于正负电荷相互吸引而存储的电荷。

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5、电容器的电容量。

问题:电容器是用来存储电荷的，而不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，那么如何表示电容器容纳电荷的本领呢,

不同的电容器其储存电荷的能力是不同的，如上图中，将不同体积大小的电容器接入电路，使它们得到相同的电压，但是开关S置向右边时灯泡的闪亮时间是不同的。这说明电容器有它自身的一些特性参数。灯泡亮的时间越长，说明电容器提供的能量越多，即电容器上的电荷越多，我们引入一个物理量“电容量”(简称电容)来表征电容器储存电荷的能力，用字母C表示，其单位是(法拉)用F表示，法拉是一个非常大的单位，比它小的还有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)，它们的换算关系如下:

1F=1000mF

1mF=1000μF

1μF=1000nF

1nF=1000pF

电容量越大，存储电荷的能力越强。电容器电容量的大小取决于电容器本身的形状，极板的面积(相对面积)，极板间的距离(极板的内边沿距离)和介质品种。对于平板电容器有如下公式计算其电容量的大小:

,,——决定式

即电容量与介电常数、极板面积成正比与极板间的距离成反比。

例1设有一平行板电容器，其长120米，宽90米，它们之间的介质为空气，内表面距离1毫米，求该电容量的大小。

解:

,,

，,,,，,，,，

=95.58μF

例2下列哪些措施可以使电介质为空气的平行板电容器的电容变大

A(使两极板靠近些

B(增大两极板的正对面积

C(把两极板的距离拉开些

D(在两极板间放入云母

6、电容量、电压、电量之间的关系。

我们已经知道给电容器两端加上直流电压U时，两极板上就会有等量的异性电荷Q存储，实验证明:对于某一确定的电容器来说，任一极板所带电荷量(绝对值)与两极板间电压的比值是一个常数。即

,——定义式

上式表示，电容器的电容在数值上等于使极板间的电压为1V时电容器需要带的电荷量。需要的电荷量越多，表示电容器的电容大，这类似于不同的容器装水，要使容器中的水深都为

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1cm，截面积大的容器需要的水多，可见，电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。这一比值表示电容器加上单位电压时储存电荷的多少，也