1.了解电容器概念及基本作用。
2.了解电容器的结构,了解常用电容器种类。
3.知道平行板电容器的电容跟哪些因素有关,有什么关系?
电容的概念,影响电容大小的因素。
电容的概念,电容器的电量与电压的关系,电容的充、放电。
一、
教师:两块相互靠近,平行放置的金属板,如果分别带上等量异种电荷,它们之间有没有电场?
两金属板间有没有电势差?
由此可见,相互靠近的两金属板构成的装置具有储存电荷的功能,或者说它可以容纳电荷,而两板所带正、负电荷越多,板间电场就越强,两板间的电势差就越大。
那么有什么方法可以使两金属板带上正、负电荷呢?
将两金属极分别按到电源的正、
将“25V,4700μF”电容器(出示实物)充以16V电压,然后短路放电产生白炽的火花,并发出较大的声响。然后教师明确告诉学生“电容器可以容纳电荷”。
如何解释这一现象呢?(学生疑惑)现在我们来学习有关电容器的知识。
二、
电容器是电气设备中的一种重要元件,在电子技术、电工技术中有很重要的应用。收音机、电视机、充电器、电风扇、日光灯等电器中有广泛的应用。
在两个相互靠近的导体中间夹上一层绝缘物质(也叫电介质)就是一个电容器。这两个导体叫做电容器的两个极。
教师出示平行板电容器、纸介电容器(展开),阐述其内部结构,指出平行板电容器是最基本的电容器类型,并介绍一般电容器的符号表示。
教师介绍常用电容器的种类:
(1)固定电容器:电容固定不变。
(2)可变电容器:该电容器由两组铝片构成,固定的一组称为定片,可转动的一组则为动片;空气作为绝缘介质。(通过改变两极间的正对面积或距离来改变电容。
通过演示电容器上的参数强调电容器使用时应注意的问题:
施加于电容器两极板上的电压不得超过特定阈值,超过此阈值将导致电介质击穿,进而损坏电容器。这一极限电压即为击穿电压。
电容器正常工作时两极板上的最大电压。
电容器外壳上标的就是额定电压,它比击穿电压要低。
电解电容器在使用时注意正负极,长引脚为正极。
某电容器上标有“1.5μF9V”的字样,则(B
B.该电容器所加电压不能超过9
C.该电容器击穿电压为9
D.当给该电容器加4.5V的电压时,它的电容值变为0.75
将电容器充电是指将其一个极板连接到电池组的正极,另一个极板连接到负极,从而在两个极板上分别形成等量异种电荷。电容器所带电量定义为一个极板上所带电荷的绝对值。充能后的电容器两极板间存在电场。
放电是指充电后的电容器通过导线使两极上的电荷中和,从而使其不带电。放电后,两极间不再有电场和电势差。
教师讲解充、放电过程电荷移动,电场、电势差的变化。
电容器充电后的带电量跟两极板间电势差有什么关系?(学生疑惑,思考片刻)我们用实验来分析。
分别用8V、12V、16V电源给“25V4700μF”电容器充电,再放电,观察放电的火花与声响(增加学生感性认识)。
结果:
“25V4700μF”充8V,放电产生桔红色火星,几乎无声音。
充12V,放电产生白色炽光,有声音。
充16V,放电产生更强的白炽火花,很大声音。
由此可知,电容器充电后的带电量Q,是跟它的两极间的电势差(电压)有关的。两极间电势差随所带电量的增加而增加。
用不同电容器重做上述实验,又如何?
用16V电源分别给“25V4700μF”和“25V1000μF”的电容器充电,再放电。
结果:
“25V
“25V
由此可知,不同的电容器,电势差增加1V所需要增加的电量是不同的。
同一电容器,其两极间电势差随所带电量的增加而增大;不同电容器,每增加1V电势差所需增加的电量各不相同。
为了表示这一特性,我们定义电容器的电容为使两极间电势差增加1V所需的电量。
两极板间的电势差增加1伏所需的电量多,电容器的电容大。所需电量少,电容器的电容小。因此,电容是表征电容器容纳电荷的本领大小的物理量。
这种情形类似于直筒容器装水的情况。两个不同容器中,乙容器比甲容器需要更多的水量来使水面升高,这表明乙容器的容积能力大于甲容器。
电容器
水容器
容纳储存电荷
容纳储存水
电荷量Q
水量V
电势差U
水位差h
电容C
横截面S
教师说明法的含义,再介绍较小的单位微法、皮法。
1μF=10-6F
电容是衡量电容器容纳电荷能力的物理量,其大小由电容器自身结构决定(如同装水容器的装水能力由容器结构决定)。电容器的电容还与两极板的正对面积有关。两极板的距离以及两极板间的电介质都有关系,增大两极板正对的面积,电容就增大。减少极板间距离,电容也增大。
电容器中具有代表性的一种。
(1)构成:两块平行相互绝缘金属板。
构成里可强调一下:①两极间距d;②两极正对面积S。
描述一对平行板的几何特性。
注意说明,两板所带电量应是等量异号的(前面实验已证明)。
(2)量度:,Q是某一极板所带电量的绝对值。
(3)影响平行板电容器电