第三章 电容器
§3－1、电容器
教学目的
1、知道电容器的概念，认识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。
2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。
教学重、难点
教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。
教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值
的计算方法。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学
教学时数：一课时授完。
教 具：多媒体课件
教学过程：
Ⅰ、复习导入：
1、复习提问：叠加定理内容与应用条件。
2、导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。
Ⅱ、讲授新课：
一、电容器和电容
1、电容器：
(1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。
(2)、电容器最基本的特性：能够存储电荷。
(3)、用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。
(4)、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。
(5)、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压Ｕ，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得Ａ板带有正电荷，Ｂ板带有等量的负电荷．电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止．这样在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量．
2、电容
(1)、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电容，通常也用符号C 表示。
(2)、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。用字母C 表示。
(3)、电容定义式为：U
Q C 式中 Q ——一个极板上的电荷量，单位是库[仑]，符号为C ；
U ——两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V ；
C ——电容，单位是法[拉]，符号为F 。
(4)、物理意义：描述电容器容纳电荷本领的大小
(5)、单位换算：法拉，简称法，通常用符号“F”表示。
当电容器两端所加的电压为1V 时，若在任一极板上储存1C 的电荷量，则该电容器的电容量就是1F 。
实际应用常用的是较小的单位有微法（μF ）和皮法（pF ）: 1μF ＝10－6F 1pF =10-12F
二、平行板电容器
１、影响平行板电容器电容的因素：理论与实验证明，平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比，与两极板的距离与反比，并跟板间插入的电介质有关。
２、平行板电容器电容计算的数学表达式为
d
S C ε= 式中
ε——某种电介质的介电常数，单位是法[拉]每米，符号为F/m ；
S ——极板的有效面积，单位是平方米，符号为㎡；
d ——两极板间的距离，单位是米，符号为m ； C ——电容，单位是法[拉]，符号为F 。
３、注意：
（1）、对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定值，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；与两极板间电压的大小、极板所带电荷量多少无关。
（2）、不同电介质的介电常数不同，真空中的介电常数用ε0表示，实验证明：
οε＝8.85×10－12F /m 其它电介质的介电常数与真空中的介电常数的比值，叫做某种物质的相对介电常数，用τε表示οεετε=则οτεεε= （3）、并不是只有电容器才有电容，实际上任何两个导体之间都存在着电容。
【例1】将一个电容为6.８μF 的电容器接到电动势为1000V 的直流电源上,充电结束后,求电容器极板上所带的电荷量.
解:根据电容定义式C=Q/U 则Q=CU=6.8×10-6×1000=0.0068(C)
课堂练习：有一真空电容器其电容是8.2μF ,将两极板间的距离增大一倍后,其间充满云母介质,求云母电容器的电容.
解:真空电容器的电容d S C 00ε= (1) 云母电容器的电容d
S C 20εε=(2) (2)除以(1)得到20
ε=C C 则C=?=2702C ε8.2μF =28.7μF
Ⅲ、本课小结 1、电容器的定义与基本特性
2、电容的概念与定义公式
3、平行板电容器公式与应用.
Ⅳ、课余作业：课本P69小练习1、2、3、4.
教学后记：
§3－2、电容器的参数和种类
教学目的
1、了解电容器的参数。
2、了解电容器的种类及特点。
教学重、难点
教学重点:电容器的参数．
教学难点：电容器的种类及特点。
教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学
教学时数：一课时授完。
教具：瓷片电容器、云母电容器、电解电容器、可调电容器、多媒体课件等。
教学过程：
Ⅰ、复习导入：
1、复习提问：电容器、电容的定义公式、平行板电容器电容公式
2、导入新课：电容器的各类繁多，不同种类电容器的性能、用途不同，同一类的电容器也有许多不同的规格，要合理选择和使用电容器，就必须对电容器的参数有种类有充分的认识。这节课我们就来了解电容器的参数和种类方面的问题。
Ⅱ、讲授新课：
一、电容器的参数
1、额定工作电压
（1）、电容器的额定工作电压是指使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。
（2）、额定工作电压一般叫耐压。
（3）、电容器上所标的电压就是工作工作电压，一般直接标注在电容器外壳上。
（4）、如果把电容器连接到交流电路中，必须保证电容器的工作工作电压不低于交流电压的最大值，否则电容器会被击，造成不可修复的永久损坏。
2、标称容量和允许误差
（1）、标称电容量是标志在电容器上的电容量。
（2）、电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
（3）、一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。
3、绝缘电阻
（1）、直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。
（2）、当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量?0.1μF时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越小越好。
4、损耗
（1）、电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。
（2）、各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
5、频率特性
随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。
二、电容器种类和选用
1、常用的各种电容器及其符号表示：（见课本P71图3－3）
2、电容器的种类
（1）、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。
（2）、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
（3）、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
（4）、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等。
（5）、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
（6）、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
（7）、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
（8）、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
（9）、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
（10）、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
3、电容器的选用
在实际选用电容器时，不仅要考虑电性能要求，还应考虑它的体积、种类、重量及价格等因素；不仅要考虑电路要求，还应考虑电容器的使用环境。总之，在选用电容器时应视具体情况而定。
（1）、首先应满足电性能要求，主要考虑电容量，允许误差和额定工作电压等指标是否达到电路要求，既不能过高，也不能过低。过高造成浪费，过低不但达不到电路要求，而且不安全。
（2）、考虑电路要求和使用环境，如电力系统用以改善系统的功率因数时，应选择额定工作电压高，容量大的电力电容器；在谐振回路中，应选择稳定性高，介质损耗小的云母电容器或陶瓷介质电容器等；用于电源滤波时，应选用大容量的电解电容器。
（3）、考虑装配形式，体积及成本等。
（4）、对电容器的型号及意义熟悉，这也是选用电容器的依据之一。
一般固定电容器的型号意义可查阅有关的手册，如某电容器型号为CZG型，则表示管状纸介质电容器，具体意义如下：
C为主称（C表示电容器）；
Z为介质材料（Z代表纸介质）；
G为分类及特征代号（G表示管状）。
Ⅲ、本课小结
1、电容器的参数。
2、电容的种类及特点。
Ⅳ、课余作业：课本P72小练习1、2.
教学后记：
§3－3、电容器的连接
教学目的
1、掌握并能应用电容器串、并联的公式进行计算。
2、理解电容器串、并联的条件与特点。
教学重、难点
教学重点:电容器串、并联规律与应用。
教学难点：电容器串、并联规律的推导过程与应用。
教学方法：讲授法
教学时数：一课时授完。
教 具：多媒体课件
教学过程：
Ⅰ、复习导入：
1、复习提问：电容器的工作电压、标称容量和允许误差、电容器的选用原则。
2、导入新课：在上节内容中，我们学习了电容器的两个重要参数：电容量和耐压。在实际工作中，选用电容器必须考虑它的电容量和耐压能力。而电容器的容量和耐压都不是连续的（显示电容量和耐压值标称系列）。当遇到单独一个电容器的电容量或耐压不能满足电路要求时，这时，可将若干个电容器作适当连接，以满足实际电路的需要。
Ⅱ、讲授新课：
一、电容元件的串联
1、定义：将几只电容器首尾依次相连，构成中间无分支的连接方式，称为电容器的串联。如下图所示。
2、适用范围：当单独一个电容器的耐压不能满足电路要求，而它的容量又足够大时，可将几个电容器串联起来，再接到电路中使用。
3、电容元件串联使用时，有以下几个特点：
（1）、电容器串联电路中，各个电容器所带电荷量相等，即 Q 1=Q 2=Q 3=Q
（2）、电容器串联总电压等于各电容器两端电压之和。
推导:利用基尔霍夫第二定律，列出回路电压方程就可以得到 U=U 1+U 2+U 3。
（3）、电容器串联时其等效电容的倒数等于各电容器电容的倒数之和。
推导:电路的总电容量C=U Q ,再根据U=U 1+U 2+U 3
，就可以推出公式 3
211111C C C C ++= 再推广到n 个电容器串联的公式：
+++=3211111C C C C ……+n
C 1 当n 个电容器的电容量相等，均为C 0时，总电容C=n
C 0 电容器串联时总电容量减小了，这种情况相当于增大了电容器两极板间的距离，使电容量减
小了，它与电阻并联情况相似。
【例1】有两只电容器，C 1容量为2μF ，额定工作电压为160V ，C 2容量为10μF ，额定工作电压为250V 。若将它们串联后接在300V 的直流电源上使用，求等效电容量和每只电容器上分配的电压，这样使用是否安全？
解：等效电路如右图所示
（1）、串联等效电容为： F C C C C
C μ67.112
201021022121==+?=+= （2）、C 1上分配的电压为：
V U C C C U 2503002
10102121=?+=+=
C 2上的电压为：
V U U U 5025030012=-=-=
(3)、由于C 1上分配的电压250V 远大于其本身耐压160V ，所以C 1将会被击穿。当C 1击穿后，迫使C 2承受着全部电源电压300V ，而300V 远大于C 2的耐压值250V ，因而C 2也很快被击穿。所以不能这样使用。
通过上例可看出，串联时等效电容减小了,若串联电容器的个数越多,等效电容
量则越小.电容器串联使用时,不但要满足容量要求,还应考虑每个电容器实际承
受的电压是否超过其本身的耐压值,以防击穿而损坏电容器。
课堂练习：如下图中，C 1 = C 2 = C 3 = C 0 = 200 μF ，额定工作电压为50 V ，
电源电压U = 120 V ，求这组串联电容器的等效电容是多大？每只电容器两端的
电压是多大？在此电压下工作是否安全？ 解：三只电容串联后的等效电容为 每只电容器上所带的电荷量为
q=q 1=q 2=q 3=CU=66.67×10-6×120≈8×10-3（C ）
每只电容上的电压为 电容器上的电压小于它的额定电压，因此电容在这种情况下工作是安全的。
二、电容器的并联
1、将几只电容器的首与首，尾与尾相连的连接方式称为电容器的并联。如下图所示
2、适用范围：当单独一个电容器的电容量不能满足电路的要求，而其耐压均满足电路要求时，可将几个电容器并联起来，再接到电路中使用。
3、电容并联具有以下几个特点：
（1）、电容器并联时，加在各个电容器上的电压相等，等于电路两端总电压。即: 321U U U U ++=
F 67.66320030μ≈==C C V 40102001086
3
321=??====--C q U U U
（2）、电容器串联总电荷量等于各电容器电荷量之和。即Q ＝Q 1+Q 2+Q 3+……+Q n
（3）、电容器串联的总电容（等效电容）等于各电容器电容量之和。即：321C C C C ++= 当n 个电容器的电容量相等，均为C 0时，总电容C=nC 0
电容器并联时总电容量增大了，这种情况相当于增大了电容器极板的有效面积，使电容量增大，它与电阻串联情况相似。
应当注意，并联时每个电容器直接承受外加电压，因此，工程上每只电容器的耐压都必须大于外加电压。
三、电容器的混联
既有串联又有并联的电容器组合电路，叫做电容器的混联如下图所示。在使用和计算混联电路时，要根据实际电路分别应用串联和并联知识分析。
【例2】 如上图所示电路中，C 1为100μF 、100V ，C 2为50μF 、100V ，C 3为50
μF 、50V 。求总电容量C 及最大安全工作电压U 。
解：由上图可看出，三个电容器的连接关系是C 2和C 3并联后（等效电容记为C 23）再
与C 1串联。
（1）总容量为：F C C C C C C C μ5050
50100)5050(100)(321321=+++?=+++= （2）最大安全工作电压 因为C 2和C 3并联后可看做一个电容器，其等效电容量为100μF ，耐压50V （取并联带内容最小耐压值）。C1是100μF ，耐压100V 。C 1与C 23串联，电容量相等，耐压也相等，当C 23分配电压为50V 时，C 1上分配电压也是50V ，所以说，该混联电路承受的最大安全工作电压为100V 。
课堂练习：电容器A 的电容为10 μF ，充电后电压为30 V ，电容器B 的电容为20 μF ，充电后电压为15 V ，把它们并联在一起，其电压是多少？
解：电容器A 、B 连接前的带电量分别
它们的总电荷量 并联后的总电容C ＝C 1+C 2＝10+20＝30（μF ）
连接后的共同电压 Ⅲ、本课小结
电容器串、并联特点
Ⅳ、课余作业：课本P77小练习1、2.
教学后记：
§3－3、电容器中的电场能 教学目的
1、了解电容器的充电和放电过程。
C 103151020C 1033010104622246111----?=??==?=??==U C q U C q C
106421-?=+=q q q V 201031065
4
=??==--C q U
2、理解电容器中电场能的概念。
3、掌握电容器的电流电压间的关系。
教学重、难点
教学重点:电容器中的电场能。
教学难点：电容器的充电和放电过程与电容器中的电场能。
教学方法：讲授法
教学时数：一课时授完。
教 具：多媒体课件
教学过程：
Ⅰ、复习导入：
1、复习提问：电容器串、并联特点
2、导入新课：我们使用照相机拍照时要用到闪光灯，闪光灯闪过后需要过一会才能使用，为什么不能连续使用呢？这是因为闪光灯短时间放电是用的电容器的放电，电容器放电后，需要再次充电后才能使用。这节课我们就来了解这方面的知识。
Ⅱ、讲授新课：
一、电容器的充电和放电
电容器之所以在电工和电子技术中得到广泛使用，是由于电容器具有存储电场能量的性质，而这一性质又体现为电容器具有充电和放电的功能。因此，了解电容器充放电的过程及其规律，对于认识和掌握含电容器电路的原理具有重要意义。
1、电容器的充电过程
如图所示为电容器充放电的实验电路，实验前电容器上没
有电荷，当开关K 打到“1”时，构成充电电路，此时电源向电
容器充电，从电流表可以观察到充电电流从大到小的变化，从
电压表观察到电容上的电压由小到大的变化，经过短短的时间，
电流表回到零位，电压表的指示值上升到电源电压U C =6V 。
2、电容器的放电过程
当电容器充电结束后，电容器上建立了电压U C =6V,此时，将开关K 打到“2”，就构成了电容器放电电路，现在的电容器可看成一个等效电源，并通过1K 电阻放电。
从电流表观察到，电路中有电流流过，而且由大变小，由电压表观察到，电容器上电压也逐渐下降，经过一段时间后下降为零，表示放电结束。
3、电容器的特点
（1）、电容器是一种储能元件。充电的过程就是极板电荷不断积累的过程，电容器充满电荷时，相当于等效电源。随着放电的进行，原来储存的电场能量又全部释放出来。
（2）、电容器能够隔直流、通交流。电容器接通直流电源时，仅仅在刚接通的短暂时间内发生充电过程，即只有短暂的电流。充电结束后，电路电流为零，电路处于开路状态，这就是电容器具有的隔直流的作用，通常把这一作用简称“隔直”。
（3）、当电容器接通交流电源时，由于交流电的大小和方向不断交替变化，致使电容器反复进行充、放电，其结果在电路中出现连续的交流电流，这就是电容器具有的通过交流电的作用，简称“通交”。
4、电容器中的电流
由以上分析，我们可以看出，在电容器充放电过程中，当电容电压不断变化时，电容器极板上的电荷也随之变化，因而电路中就出现了电流，如果在t ?时间内，电容极板上的电荷增加了Q ?，则电路中的电流为：t
Q i ??=
即电容电路中的电流等于电容极板上的电荷对时间的变化率。
因为 UC Q =
UC Q ?=? t
U C t Q i ??=??= 上式表示电容电流与电压随时间的变化率成正比，与电容量成正比。加到电容两端的电压变化越快，电流变化就越大。如果电压不变，则
0=??t U ，电流也就等于零。 二、电容器的电场能量
电容器充电时，两个极板上的正、负电荷不断累积，就在介质中建立了电场，理论分析和试验证明，充电电容器中储存的电场能量可以用下式表示：
22
1CUc Wc = 式中Wc 为电容中储存的电场能量，单位焦耳（J ）；C 为电容的电量，单位法拉（F ）；Uc 为电容器两极板间的电压，单位伏特（V ）。
上式说明，电容电压一定时，电场能量和电容器的电容量成正比，所以电容也反映了电容器储存电场能量的能力。
电容器的充电过程，就是把电源输出的能量（电能）储存起来的过程；而在放电过程中，则是把这部分能量再释放出来。可见，电容器只是进行能量的“吞吐”，而并非消耗能量，所以电容器是一种储能元件，它与只能消耗电能的电阻元件有着本质上的区别。
由式（1-25）可知，电容器两极板之间电压的变化，反映了电容器中电场能量的变化。电容器中电场能量的累积和释放都是一个逐渐变化的过程，它只能从一种稳定状态逐渐变化到另一种稳定状态，因此电容器两极板之间的电压决不能发生突变，也只能是一个逐渐变化的过程。
【例题】有一只100μF 的电容器，当它的端电压等于100V 时，求电容器所储存的能量。 解： J CUc Wc 5.010*******
121262=???==- Ⅲ、本课小结
1、电容器的充、放电过程。
2、电容器中的电场能。
Ⅳ、课余作业：课本P80小练习1、2.
教学后记：
中职学校 《电 工 基 础》 教 案 教 案 教学过程: 第 1章 电路的基础知识 §1-1电路和电路图 一. 电路的基本组成 1.电路：电路是电流的流通路径, 它是由一些电气设备和元器件 按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状, 又称网络。 电路和网络这两个术语是通用的。 2.电路的组成： 电源：电源是电路中提供电能的设备。 负载：电路中吸收电能或输出信号的器件 导线和开关：导线是用来连接电源和负载的元件。开关是控制电 路接通和断开的装置。 二、电路的基本功能三、电路图 (a )(b )R
实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟, 这便构成了电路模型。鼓励学生自己找出日常生活中的电源负载，帮助学生理解电源、负载的定义。 电路图：用统一规定的图形符号画出电路模型图称为电路图。 1.电路原理图 用电路符号描述电路连接情况的图称为电路原理图，简称电路图或原理图。 2.原理框图 原理框图也简称框图，它是一种用矩形框、箭头和直线等来表示电路工作原理和构成概况的电路图。 3.印制电路图 电路元件的安装图称为印制电路图 四、电路原理图常用图形符号 在一定条件下对实际器件加以理想化，只考虑其中起主要作用，理想电路元件是一种理想化的模型，简称为电路元件。电阻元件是一种只表示消耗电能的元件；电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件；电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件等。 记忆表1-1常用图形符号 安全教育，白露要到了，天气由热转凉，预防感冒。 作业，教材P5 2 教学过程: §1-2 电流和电压（一）
复习旧课：电路的基本组成 讲授新课：电流和电压 安全教育，上下楼梯，请靠右行，轻声慢步，请勿拥挤。 一、电流 电流的形成，简单阐述电流的本质,从物质内部结构进行分析.电 荷的定向运动形成电流 1.电流的方向 电流：带电粒子（电子、离子等）的定向运动, 称为电流。 电流的方向：习惯上规定正电荷运动方向为电流方向。 2.电流的大小 电流的大小称为电流强度，简称电流，是指单位时间内通过导体 横截面积的电荷量，用符号I 表示, 即 单位：安［培］, 符号为A 。常用的单位有千安（kA ）, 毫安（mA ）, 微安（μA ）等。 3.直流和交流 直流：当电流的方向都不随时间变化时, 称为直流。 交流：电流的量值（大小）和方向随着时间而变化的电流, 称为 交变电流,简称交流。常用英文小写字母i 表示。 在分析与计算电路时, 常可任意规定某一方向作为电流的参考 方向或正方向。 例题讲解：教材P10 1 4.电流的测量 电流表应该串联接到被测量的电路中，每个电流表都有一段的测 量范围，称为量程。 作业，教材巩固与练习1题。 t q I =A mA A μ6310101==
2019至2020 学年第一学期 教师授课教案 类别： 授课专业班级： 课程：《电工基础》第三章电容器 开课时间： 总课时：40学时 使用教材： 授课教师： 教研室：
一、课堂组织 二、安全理念讲解 三、授课内容： 第三章 电容器 §3-1 电容器与电容 一、电容器 两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的介质。 电容器能够储存电荷，这是它的最基本的特性。使电容器带电的过程称为充电。充电后的电容器失去电荷的过程称为放电。 由于电容器的两个极板之间是绝缘的，所以直流电不能通过电容器，电容器的这一特性称为隔直 。 在电路中使用的电容器，切断电源后，电容器中仍有剩余电荷。因此，在检测电容器之前必须先将其“放电”，以免损坏测试设备，或对操作者造成电击。 电容器按其电容量是否可变，可分为固定电容器和可变电容器，可变电容器还包括半可变电容器，它们在电路中的符号参见表。 固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间的介质有关。一般常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。 电解电容器是有正负极之分的，使用时不可将极性接反或接到交流电路中，否则会将电解电容器击穿。 电容量在一定范围内可调的电容器叫可变电容器。半可变电容器又叫微调电容。常用的电容器如图所示。 311266V U U U =-=-=
二、电容 原来不带电的电容器接上直流电源后，它的两个极板就储存电荷。 电荷量与电压的比值称为电容器的电容，用符号C 表示。它在数值上等于电容器在单位电压作用下所储存的电荷量。 即 C = Q/U 电容的单位是法拉，简称法，用F 表示，常用较小的单位有微法（μF ）和皮法（pF ）。 三、平行板电容器 平行板电容器是最常见的电容器。 电容是电容器的固有属性。 式中S 、d 、C 的单位分别是m2、m 、F ，介电常数ε的单位是 F/m 。 它只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质的特性有关；而与外加电压的大小，电容器带电多少等外部条件无关。 电容器存在耐压值，当加在电容器两极板间的电压大于它的 常用电容器 S C d ε=
第一章电路基础知识 1.1 库仑定律 一、电荷 1、自然界中只有正、负电荷，电荷间作用力为“同性 相斥，异性相吸”。 2、电量 电荷的多少叫电量，电量的单位是库仑。1个电子电量e=1.6×10－19C。任何带电物体所带电量等于电子（或质子）电量或者是它们的整数倍，因此，把1.6×10－19C称为基元电荷。 二、库仑定律 1、库伦定律的内容 在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。若两个点电荷q1，q2静止于真空中，距离为r，则q1受到q2的作用力F12为 式中F 12、q 1 、q 2 、r诸参数单位都已确定，分别为牛（N）、 库（C）、库（C）、米（m）由实验测得
k = 9×109 N ·m 2／C 2 q 2受到q 1的作用力F 21与F 12互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。 2、注意事项： （1）、库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互作 用力，非点电荷间的相互作用力，库仑定律不适用。 （2）、应用库仑定律求点电荷间相互作用力时，不用 把表示正、负电荷的“＋”、“－”符号带入公式中，计算过程中可用绝对值计算，其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引力或斥力以及作用力的方向。 三、例题讲解， 【例题1】两个点电荷电荷量C q 61104-?-=， C q 62102.1-?-=，在真空中的距离m r 4.0=，求两个点电荷 间作用力的大小及方向。 解：根据库仑定律 N r q q k F 27.04 .0102.11041092 669 221=?????==-- 作用力的方向在两个点电荷的连线上。因为同带负电荷， 所以作用力为斥力。 【例题2】两个点电荷分别带电荷量A q 和B q ，当它们间的距
第一章直流电路 第一节直流电路的基本概念 一、电路的组成：由电源、负载、开关和导线等按照一定的方式连接起来的闭合回路，称为电路。 E 1、电源：在电路中提供电能的，如干电池，蓄电池，交直流发电机等。 2、负载（用电器）：消耗能量的设备，如电灯、电炉和电动机等。 3、开关：用来实现对电路进行控制和保护作用等。如：刀闸开关、熔断器等。 4、导线；用来联接电路的，为电路提供通路的。在电路中起输送电能的作用。常用铜、铝等材料制作。 二、电流 1、电流：导体中自由电子在电场力的作用下作定向移动，形成电流。 2、方向：通常，我们把正电荷定向移动的方向定为电流的方向，而电子移动的方向和电流的方向正好相反。 3、电流的大小：在数值上等于单位时间内通过导体横截面的电量的多少。用符号I 表示
I = Q / t 式中I ——电流（A）； Q ——电荷量（C）； t ——时间（s）。 4、电流的测量：常用电流表。 注意：a、量称b、极性c、与被测电路串连。 例一、P4 如果3 s 内通过导体横截面的电量是12 C ，求通过导体的电流是多少？如果通过导体的电流是0.3 A，那么3s 内将有多少电量通过导体截面？ 解：公式I=Q / t 三、电位、电压、电动势 1、电位（V）： 1）、电位：把正电荷在某点具有的能量，称为该点的电位。 正电荷从高电位流向低电位；负电荷恰好相反2）、参考点：通常将大地作为参考点，且电位为零。 3）、电位的正负：正电位——某点电位高于参考点的电位。 负电位——与正电位相反。 4）、不同的参考点，电位不同，即电位的大小与参考点有关。 例：P6 求：V A，V B，V C A 3V B 6V C A 3V B 6v C
电工基础知识 一、教学目的 l、巩固基础知识，全面了解电工的基础知识 2、培养学生利用所学知识解决实际问题的能力 二、教学重点： １、各主要物理量及基本公式的含义，有关公式物理量以及各符号的意义和单位。 ２、各定律的内容及有关量间的关系，逐步学会分析电路的方法。 三、教学难点： 理论结合实际，将学到的基础理论做为实际设计、安装、维修的理论依据。 四、教学方法 复习提问、讲练结合 五、课时安排 6课时 六、教学用具： 投影片、投影仪 七、教学过程： 一、组织教学 点名、稳定学生情绪 二、引入新课 一、电路的组成及状态 （一）电路的组成 下面我们先来看一下手电筒电路 电路——电流经过的路径
电流必须在闭合回路中产生，所以一个完整的电路一定是回路。 组成： 电源 负载 控制设备 导线 1、电源 将其他形式的能量转换成电能的装置。 如：火力发电机：热能 水力发电机：水能 风力发电机：风能转换为电能 核动力发电机：核能 蓄电池：化学能 电源可通过电网络输送、传递、分配。 2、负载 将电能转换成其他形式能量的器件或设备（各种电器）。 如： 电灯：电能转换为光能 电炉：电能转换为热能 电动机：电能转换为机械能 、控制设备 按人们的需求安全、有效的控制电能各物理量以及用电器的使用时间。 如：控制电灯的开关、插销等： 控制电动机的接触器、继电器、断路器等。 4、导线 输送分配电能的导体（常用铜、铝材料）。 它将电源电能输送致控制设备，再将受控制的电能输入用电器，最后再将其连接回电源而形成回路。 电路的分类 电路可分为外电路和内电路 外电路： 电源、控制设备负载 内电路： 电源内部的通道。如蓄电池两极、发电机电枢线圈内通道。 电路原理图： 对各种不同电路的表达方式——电路图 电路图是最简单明了提供电路信息的方法。
第三章 电容器 §3－1、电容器 教学目的 1、知道电容器的概念，认识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。 教学重、难点 教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。 教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值 的计算方法。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学 教学时数：一课时授完。 教 具：多媒体课件 教学过程： Ⅰ、复习导入： 1、复习提问：叠加定理内容与应用条件。 2、导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。 Ⅱ、讲授新课： 一、电容器和电容 1、电容器： (1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。 (2)、电容器最基本的特性：能够存储电荷。 (3)、用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。 (4)、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。 (5)、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压Ｕ，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得Ａ板带有正电荷，Ｂ板带有等量的负电荷．电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止．这样在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量． 2、电容 (1)、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电容，通常也用符号C 表示。 (2)、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。用字母C 表示。 (3)、电容定义式为：U Q C 式中 Q ——一个极板上的电荷量，单位是库[仑]，符号为C ； U ——两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V ； C ——电容，单位是法[拉]，符号为F 。 (4)、物理意义：描述电容器容纳电荷本领的大小 (5)、单位换算：法拉，简称法，通常用符号“F”表示。 当电容器两端所加的电压为1V 时，若在任一极板上储存1C 的电荷量，则该电容器的电容量就是1F 。
第六章三相电路 第一节三相电源 学习目标： 1. 熟悉三相交流电源的表达式、相量表示法、相量图 重点：三相表达式、相量图 一、三相电动势 图7-1 三单相电动势的产生：如图7-1所示，若定子中放三个线圈 ( 绕组 ) ：U 1 ? U 2 ， V 1 ? V 2 ，W 1 ? W 2 ，由首端（起始端、相头）指向末端（相尾），三线圈空间位置各差 120°，转子装有磁极并以w的速度旋转，则在三个线圈中便产生三个单相电动势。 二、三相对称电源 图7-2．
供给三相电动势的电源称为三相电源，三个最大值相等，角频率相同而初相位互差时的三相电源则称为对称三相电源。如图7-2所示，他们的参考方向是始端为正极性，末端为负极性。 1．三相电源的表示式 3 ．相量表示式及相量图、波形图，如图7-3所示 图7-3 4 ．三相电源的特征：大小相等，频率相同，相位互差120o 。对称三相电源的三个相电压瞬时值之 和为零，即 5 ．相序：对称三相电压到达正（负）最大值的先后次序，U → V → W → U 为顺序，U → W → V → U 为逆序。本章若无特殊说明，三相电源的相序均为顺序。 第二节三相电源的连接 教学目标： 1．三相四线制、三相三线制电路的基本概念 2 ．掌握三相交流电源的星形连接和三角形连接的特点 重点：三相交流电源的星形连接和三角形连接的特点
难点：三相交流电源的三角形连接的特点 图7-4 一、星形联接 1 ．基本概念： （ 1 ）三相电源的星形联接：将对称三相电源的三个绕组的相尾（末端） U2 、 V2 、 W2 联在一起，相头（首端） U1 、 V1 、 W1 引出作输出线，这种联接称为三相电源的星形联接，如图7-4所示。 （ 2 ）中性线：联接在一起的 U2 、 V2 、 W2 点称为三相电源的中性点，用 N 表示，当中性点接地时称为零点。从中性点引出的线称为中性线，当中性点接地时称为零线，但与地线不同。 （ 3 ）火线：从三个电源首端 U1 、 V1 、 W1 引出的线称为端线，俗称火线。 （ 4 ）相电压：端线到中性线之间的电压称为相电压，用符号、、表示。常以作为参考电压。 （ 5 ）线电压：端线到端线之间的电压称为线电压，用、、表示。规定线电压的方向分别是由 U 线指向 V 线， V 线指向 W 线， W 线指向 U 线。 2 ．特点： 用相量形式表示为 假设，，
第一章电路的基本概念和基本定理 第一节电路和电路模型 学习目标：掌握电路的作用和构成及电路模型的概念。 1-1手电筒电路 电路和电路模型基本概念 1.电路特点： 电路设备通过各种连接所组成的系统，并提供了电流通过途径。 2. 电路的作用： 图 1-1 电路模型 (1) 实现能量转换和电能传输及分配。 (2) 信号处理和传递。 3．电路模型：理想电路元件：突出实际电路元件的主要电磁性能，忽略次要因素的元件；把实际电路的本质特征抽象出来所形成的理想化的电路。即为实际电路的电路模型； 例图 1-1 ：最简单的电路——手电筒电路 4 ．电路的构成：电路是由某些电气设备和元器件按一定方式连接组成。（1）电源：把其他形式的能转换成电能的装置及向电路提供能量的设备，如干电池、蓄电池、发电机等。 （2）负载：把电能转换成为其它能的装置也就是用电器即各种用电设备，如电灯、电动机、电热器等。 （3）导线：把电源和负载连接成闭合回路，常用的是铜导线和铝导线。 （4）控制和保护装置：用来控制电路的通断、保护电路的安全，使电路能够正常工作，如开关，熔断器、继电器等。 第二节、电路的基本物理量 学习目标：
掌握电路基本物理量的概念、定义及有关表达式，了解参考方向内涵及各物理量的度量及计算方法。 重点：各物理量定义的深刻了解和记忆。 一：电流、电压及其参考方向 1．电流 (1) 定义：带电粒子的定向运动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度。 (2) 电流单位：安培 (A) ， 1A ＝ 103mA ＝ 10^6μA ， 1 kA ＝ 103 A (3) 电流方向：规定正电荷运动的方向为电流的实际方向。电流的大小和方向不随时间的变化而变化为直流电，用I表示，方向和大小随时间的变化而变化为交流电，用i表示。任意假设的电流流向称为电流的参考方向。 （4）标定：在连接导线上用箭头表示，或用双下标表示。 约定：当电流的参考方向与实际方向一致时i >0，当电流的参考方向与实际方向相反时i <0， (5)电流的测量：利用安培表，安培表应串联在电路中，直流安培表有正负端子。 2.电压 (1)定义：电场力把单位正电荷从电场中A点移到B点所做的功，称其为A点到B点间的电压。用uAB表示。或任意两点间的电位差称为电压。 (2)电压单位：伏特（ V ）， 1V ＝ 103mV ＝ 10^6 μ V ， 1kV ＝ 103 V (3)电压方向：规定把电位降低的方向作为电压的实际方向。电压的方向不随时间的变化而变化为直流电压Uab ，方向和大小都随时间的变化而变化为交流电压u ab 。任意假设的电压方向称为电压的参考方向。 （4）标定：可以采用以下几种方式来表示参考方向，可以用“+”高电位端、“－”低电位端来表示；可以用双下标表示；可以用一个箭头表示，当参考方向与实际方向一致时U> 0，当参考方向与实际方向相反时U <0。
中职《电工基础》教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
中职《电工基础》教案电工基础教案 使用教师:xxx 教学重点及学时安排 第一章认识电路 1、了解电路的组成、电路的三种状态和电气设 备额定值的意义。 2、掌握电路的基本概念:电动势、电流、电压、 电位、电阻、电能、电功率。 3、掌握、欧姆定律、最大功率输出定理，了解 电阻与温度的关系。 1、“理想电路模型”概念的建立。 2、理解理想元件与电路模型、线性电阻与非线性电
阻的概念。 3、理解、欧姆定律(全电路、部分电路欧姆定律)。教学章节学时数 1.1 电路 1.2 电流 6 1.3 电阻 1.4 部分电路欧姆定律 4 1. 5 电能和电功率 实训课 2 本章总学时 12 第二章简单的直流电路 1、掌握电阻串联分压关系和并联分流关系。 2、学会分析计算电路中各点电位。 3、掌握万用表的应用。
1、运用电阻串联分压关系和并联分流关系解决 电阻电路问题。 2、熟练分析计算电路中各点电位。 3、应用支路电流法分析计算简单的复杂电路。 教学章节学时数 2.1 电动势闭合电路的欧姆定律 2.2 电阻串联电路 8 2.3 电阻并联电路 2.4 电阻混联电路 习题课 1 2.5 万用表 2.6 电阻的测量 6 2.7 电路中各点电位的计算习题课 1 本章总学时 16 第三章复杂的直流电路 1、掌握基尔霍夫定律及其运用，学会运用支路电流
法分析计算简单的复杂电路(只含两个网孔)。 2、掌握电压源、电流源的等效变换。 3、掌握戴维宁定理及其应用 4、掌握叠加定理及其应用。 1、基尔霍夫定律及其运用，学会运用支路电流法分析计算简单的复杂电路。 2、电压源、电流源的等效变换。 3、掌握戴维宁定理及其应用 教学章节学时数 3.1 基尔霍夫定律
电工电子技术与技能教案（1-1）【课题编号】 1-01-01 【课题名称】认识电工实训室与安全用电 【教学目标】 应知： 1．简单认识电工实训室。 2．了解电工基本操作规程。 应会： 1．掌握常用电工仪器、仪表的使用。 2．学会安全用电常识。 【学情分析】学生在初中物理电学的基础上，接触电工电子这门课程，为了让学生对这门课程能有一个初步的认识，从认识实训室入手，加强实物教学，能降低学习难度，符合学生的认知规律，从而达到教学目的。通过多媒体演示、教师讲解、学生讨论让学生有一定的安全用电知识，为以后的学习做好安全保障。 【教学方法】现场教学法、演示法、实验法、讨论法、对比法。 【教具资源】 电工实训台、万用表、试电笔、多媒体课件 【教学安排】 2学时（90分钟） 【教学过程】 一、导入新课 电工电子技术与技能这门课程是学习关于电的知识、技能及应用，这些知识和技能的学习离不开电工实训室。为了让大家对电有一个具体的认识，我们首先认识电工实训室常用电工仪器、仪表。 二、讲授新课 教学环节1：认识电工实训室 （一）实训台 教师活动：引导学生观察实训台，了解实训台的几个组成部分的作用。 学生活动：观察实训台，在教师引导下分析、讨论，对实训台有初步了解。 能力培养：锻炼学生的观察能力和综合概括能力。
（二）常用电工仪器、仪表 教师活动：现场演示讲解各种仪器、仪表外形作用及简单使用方法。 学生活动：在教师引导下，观察各种仪器、仪表，练习简单的使用方法。 能力培养：锻炼学生的观察能力和动手操作能力。 教学环节2：电工基本操作规程 教师活动：简单讲解操作规程，引导学生讨论分析知道违规的弊端。 学生活动：分组讨论每项操作规程，了解违反规程的危害。 教学环节3：安全用电常识 （一）常见的触电方式 教师活动：通过触电实例，和学生介绍触电方式及触电的危害。 学生活动：在教师引导下，结合实例，分组讨论触电方式及危害。 能力培养：培养学生的分析概括和知识横向联系的能力。 （二）电流对人体的危害及触电急救 教师活动：通过触电实例，介绍电流对人体危害，安全电压；利用多媒体演示触电急救方法，让学生掌握简单触电急救方法。 学生活动：在教师引导下，结合实例，分组讨论电流对人体危害；观看多媒体演示触电急救方法，掌握简单触电急救方法。 能力培养：培养学生的分析概括和知识横向联系的能力。 （三）安全用电注意事项 教师活动：通过用电实例，介绍安全用电注意事项，让学生了解安全用电注意事项。 学生活动：联系实际，结合实例，分组讨论安全用电注意事项。 能力培养：培养学生的分析概括和知识横向联系的能力。 （四）电气火灾的防范 教师活动：通过用电实例，介绍引起电气火灾的原因，让学生了解基本灭火方法。 学生活动：联系实际，结合实例，分组讨论电气火灾的防范。 能力培养：培养学生的分析概括和知识横向联系的能力。 三、课堂小结 教师与学生一起回顾本节课的知识，引导学生在理论联系实践的基础上理解相关知识。为便于学生理解，教师要尽可能结合实际，用多媒体投影，像讲故事一样，引导学生一起回顾实训室、安全用电知识。必要时可以各小组总结本节主要内容，让学生在轻松的气氛下掌握知识。
3电工基础第三章教 案
第三章电容器 §3－1、电容器 教学目的 1、知道电容器的概念，认识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。 教学重、难点 教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。 教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值的计算方法。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学 教学时数：一课时授完。 教具：多媒体课件 教学过程： Ⅰ、复习导入： 1、复习提问：叠加定理内容与应用条件。 2、导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。 Ⅱ、讲授新课： 一、电容器和电容 1、电容器： (1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。 (2)、电容器最基本的特性：能够存储电荷。 (3)、用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。 (4)、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。 (5)、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
教案7
教学步骤 ·导入新课 电阻：是反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物理量 ·教学过程及内容 一． 电阻与电阻率 电阻用字母R 表示。电阻的单位名称是欧姆，简称欧，用符号Ω表示 1MΩ= 1000KΩ=10000000 Ω 注：导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压大小变化 电阻定律：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料有关。用公式表示是： S L R .ρ= ρ是与导体材料性质有关的物理量，称为电阻率或电阻系数，单位是欧? 米（ Ω?m ）。 二．电阻元件的电流、电压关系 1．电阻的电流、电压关系特性：将电阻两端电压与流过电阻电流的关系用图形表示。在电阻为恒定值时，电流、电压关系特性如图1. 3所示。 图1.3 电阻的电流、电压特性 注意：电阻越小，这条直线越陡。 2. 线性电阻和非线性电阻 1．线性电阻：电压、电流特性如图1.4（a ）所示，电阻是常数。 2．非线性电阻：电压、电流特性如图1.4（b ）所示，电阻不是常数。
图1.4 电阻的电流、电压特性 三．常用线性电阻标注 1．线性性电阻 （1）电阻参数标注：①直接标注在电阻上；②色环标注。色环表示的意义如表1.2所示。 表1.2色标符号规定 （2）二位有效数字色环标记：如图1.5所示，该电阻的阻值为2 700Ω，允许偏差±5%； （3）三位有效数字色环标记：如图1.6所示，该电阻的阻值为33 200Ω，允许偏差±1%。
图1.5 两位有效数字色标示例 图1.6 三位有效数字色标示例·板书设计 ·作业 电阻定律 ·总结扩展 电阻两端电压和电流的关系
课题 5－1电流的磁效应 5－2磁场的主要物理量课型新课授课班级授课时数 2 教学目标 1．掌握直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场，以 及磁场方向与电流方向的关系。 2．理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念 及匀强磁场的性质。 教学重点 磁场的四个物理量以及磁场方向与电流方向的关系。 教学难点 磁场强度的大小与媒介质性质无关。 学情分析 教学效果
教后记
新课 第一节电流的磁效应 一、磁场 磁极间相互作用的磁力是通过磁场传递的。磁极在它周围的空间产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。 二、磁场的方向和磁感线 1．磁场的方向：在磁场中任一点，小磁针静止，N极所指的方向为该点的磁场方向。 2．磁感线：在磁场中画出一些曲线，在曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同。 三、电流的磁场 1．直线电流的磁场 电流的方向与它的磁感线方向之间的关系用安培定则判定。 例： 2．环形电流的磁场 电流方向与磁感线方向之间的关系，用安培定则判定。 例： 3．通电螺线管的磁场 电流方向与磁感线方向之间的关系用安培定则判定。
第二节 磁场的主要物理量 一、磁感应强度B 1．它是表示磁场强弱的物理量 B = l I F （条件：导线垂直于磁场方向） B 可用高斯计测量，用磁感线的疏密可形象表示磁感应强度的大小。 2．单位： F ——N （牛顿），I ——A （安培），L ——m （米），B ——T （特斯拉） 3．B 是矢量，方向：该点的磁场方向。 4．匀强磁场：在磁场的某一区域，若磁感应强度的大小和方向都相同，这个区域叫匀强磁场。 二、磁通Φ 1．Φ = B S （条件：① B ⊥ S ；② 匀强磁场） 2．单位：韦伯（Wb ） 3．B = S Φ ；B 可看作单位面积的磁通，叫磁通密度。 三、磁导率 μ 1．表示媒介质导磁性能的物理量。真空中磁导率：μ0 = 4π ? 10-7 H / m 。相对磁导 率：μr = μμ 2．μr ＜ 1 反磁性物质；μr ＞ 1 顺磁性物质；μr >> 1 铁磁性物质。前面两种为非铁磁性物质 μr ≈1，铁磁性物质 μ 不是常数。 四、磁场强度H 1．表示磁场的性质，与磁场内介质无关。 2．H = μ B 或 B = μ H = μ0 μr H 3．（1）磁场强度是矢量，方向和磁感应强度的方向一致。 （2）单位：安 / 米（A / m ） 练习 习题 （《电工基础》第2版周绍敏主编） 1．是非题（1）～（4）。 2．选择题（1）～（4）。 3．填充题（1）～（4）。
新课《电工基础》课程教案 周次第10周课型新授课课时2课时授课教师王春举授课班级13春机电电子班、机电数控班授课题目6－4自感现象 教学目标（知识、能力、态度）1．理解自感系数的概念。 2．了解自感现象及其在实际中的应用。3．掌握磁场能量的计算。 教学重点及难点重点： 1．线圈电感的计算和自感电动势的计算。2．荧光灯的工作原理。 难点：荧光灯的工作原理。 教学方法 及手段 讲授 学法指导讲授指导 教具或学具黑板、PPT 教学过程 教学内容及教师活动学生活动 课前复习 1．感应电动势的概念。 2．法拉第电磁感应定律的内容。 3．导线切割磁感线运动时感应电动势的计算公式。 4．习题2．选择题（4）。 第四节自感现象 一、自感现象 1． （1）如图调节R使HL1、HL2亮度相同，再调节R1使两 白炽灯正常发光，然后断开S再接通电路。 学生听练
（2）现象：HL2正常发光，HL1逐渐亮起来。 （3）分析现象。 2． （1）如图接通电路，灯HL 正常发光，再断开电路。 （2）现象：断电的一瞬间，白炽灯突然发出很强的亮光，然后才熄灭。 （3）分析现象。 3．结论：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。 自感现象：由于线圈本身的电流发生而产生的电磁感应现象叫自感现象。简称自感。 自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。 二、自感系数 1．自感磁通 ΦL ：当电流通过回路时，在回路内产生的磁通叫自感磁通。 2．自感磁链：ψL = N ΦL 3．自感系数（电感）：L = I L ψ L 表示各线圈产生自感磁链的能力，表示一个线圈通过单位电流所产生的磁链。 4．单位：亨利（H ）、毫亨（mH ）、微亨（μH ） 1H = 103 mH = 106 μH 三、线圈电感的计算 1．B =μH = μl IN ，Φ = B S = l INS μ，由N Φ = L I 得 L = l S N 2μ 2．（1）L 由线圈本身的特性决定，与线圈的尺寸、匝数 和媒质的磁导率有关，而与线圈中的电流无关。 （2）上式除适用于环形螺旋线圈外，对近似环形的线圈，且在铁心没饱和的条件下，也可用上式近似计算。 （3）铁磁材料磁导率μ不是一个常数，铁心越接近饱和，这现象越显著。所以具有铁心的线圈，其电感不是一个定值，
中职学校《电工基础》 教案
教案
重点难点 教学 后记 教学过程: 第1章电路的基础知识 §1-1电路和电路图 一. 电路的基本组成 1.电路：电路是电流的流通路径, 它是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的。复杂的电路呈网状, 又称网络。电路和网络这两个术语是通用的。 2.电路的组成： 电源：电源是电路中提供电能的设备。 负载：电路中吸收电能或输出信号的器件 导线和开关：导线是用来连接电源和负载的元件。开关是控制电路接通和断开的装置。 二、电路的基本功能 电路的功能有两大类： 一是电路的一种作用是实现能量的传输、分配和转换。 另一种作用是实现信息的传递和处理。 三、电路图 实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟, 这便构成了电路模型。鼓励学生自己找出日常生活中的电源负载，帮助学生理解电源、负载的定义。 电路图：用统一规定的图形符号画出电路模型图称为电路图。 1.电路原理图 用电路符号描述电路连接情况的图称为电路原理图，简称电路图或原理图。 2.原理框图 原理框图也简称框图，它是一种用矩形框、箭头和直线等来表示电路工作原
理和构成概况的电路图。 3.印制电路图 电路元件的安装图称为印制电路图 四、电路原理图常用图形符号 在一定条件下对实际器件加以理想化，只考虑其中起主要作用，理想电路元件是一种理想化的模型，简称为电路元件。电阻元件是一种只表示消耗电能的元件；电感元件是表示其周围空间存在着磁场而可以储存磁场能量的元件；电容元件是表示其周围空间存在着电场而可以储存电场能量的元件等。 记忆表1-1常用图形符号 安全教育，白露要到了，天气由热转凉，预防感冒。 作业，教材P5 2 教案 教学过程: §1-2 电流和电压（一） 复习旧课：电路的基本组成 讲授新课：电流和电压 安全教育，上下楼梯，请靠右行，轻声慢步，请勿拥挤。 一、电流 电流的形成，简单阐述电流的本质,从物质内部结构进行分析.电荷的定向运动形成电流
湖南铁道职业技术学院 《电工基础》电子教案 第1章电路的基本概念与基本定律 1.1电路和电路模型 1.2电路的基本物理量及相互关系 1. 3电阻、电容、电感元件及其特性 1. 4电路中的独立电源 1. 5基尔霍夫定律 1. 6电阻、电感、电容元件的识别与应用 1. 1电路和电路模型 案例1. 1手电筒电路是大家所熟悉的一种用来照明的最简单的用电器具，如图1.1所示。 小电珠开关干电池金属容器卷线连接器 图1. 1手电筒电 它由四部分组成： (1)干电池，它将化学能转换为电能； (2)小电珠，它将电能转换为光能； (3)开关，通过它的闭合与断开，能够控制小电珠的发光情况； (4)金属容器、卷线连接器，它相当于传输电能的金属导线，提 供了手电筒中其它元件之间的连接 1.1. 1电路 电路是由若干电气设备或元器件按一定方式用导线联接而成的电流通路。通常由电源、负载及中间环节等三部分组成。 电源是将其它形式的能量转换为电能的装置，如发电机、干电池、蓄电池等。 负载是取用电能的装置，通常也称为用电器，如白炽灯、电炉、电视机、电动机等。
中间环节是传输、控制电能的装置，如连接导线、变压器、开关、保护电器等。 实际电路的结构形式多种多样，但就其功能而言，可以划分为电力电路（强电电路）、电子电路（弱电电路）两大类。 电力电路主要是实现电能的传输和转换。 电子电路主要是实现信号的传递和处理。 1. 1. 2电路模型 1 .电路模型 由电路元件构成的电路，称为电路模型。 电路元件一般用理想电路元件代替，并用国标规定的图形符号及文字符号表示。 图1.2手电筒电路模型 2.电路元件 为了便于对电路进行分析和计算，将实际元器件近似化、理想化，使每一种元器件只集中表现一种主要的电或磁的性能，这种理想化元器件就是实际元器件的模型。 理想化元器件简称电路元件。 实际元器件可用一种或几种电路元件的组合来近似地表示。 1.2电路的基本物理量及相互关系 1. 电流 （1 ）电流的大小电荷的有规则的定向运动就形成了电流。 长期以来，人们习惯规定以正电荷运动的方向作为电流的实际方向。电流 的大小用电流强度（简称电流）来表示。电流强度 dr 在数值上等于单位时间内通过导线某一截面的电荷量，用符号1
课题1－1 电路1－2 电流 教学目标1．路的组成及其作用，电路的三种基本状态。 2．理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式。 教学重点1．电路各部分的作用及电路的三种状态。 2．电流的计算公式。 教学难点对电路的三种状态的理解。 第一节电路 一、电路的组成 1.电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。 2.电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。 (1)电源：把其他形式的能转化为电能的装置。如：干电池、蓄电池等。 (2)用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。如电灯等。 (3)导线：连接电源与用电器的金属线。作用：把电源产生的电能输送到用电器。 (4)开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。 二、电路的状态（画图说明） 1.通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。 2.开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。 3.短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。 三、电路图 1.电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。 2.几种常用的标准图形符号。 第二节电流 一、电流的形成 1.电流：电荷的定向移动形成电流。（提问） 2.在导体中形成电流的条件 (1)要有自由电荷。 (2)必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。 二、电流 1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。 I = q t 2．单位：1A = 1C/s；1mA = 10-3 A；1μA = 10-6A
3.电流的方向 实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。 提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？ 参考方向：任意假定。 4.直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。（画图说明练习习题（《电工基础》第2 版周绍敏主编） 1．是非题(1) ～ (3) 小结1．电路的组成及其作用。 2.电路的三种工作状态。 3.形成电流的条件。 4.电流的大小和方向。 5.直流电的概念。 布置作业习题（《电工基础》第2 版周绍敏主编） 1．选择题(1)、(2)。 2．填空题(1) ～ (3)。
第一章电路的基本概念和基本定律 第一节电路基本知识 一、电路的基本组成 1、电路的概念 电路是电流流通的路径，也就是由各种元器件(或电工设备)按一定方式联接起来的总体，它为电流的流通提供了路径。电路的作用是能够是实现电能的传输与变换，能够实现信号的传递与处理。 2、电路的基本组成 电路的基本组成包括以下四个部分：（图1-1-1） 图1-1-1 电路的基本组成 (1)电源(供能元件)：为电路提供电能的设备和器件，将非电能（如化学能、光能、机械能等）转化为电能的设备。(如电池<化学能>、发电机<机械能>等)。 (2)负载(耗能元件)：使用(消耗)电能的设备和器件(如灯泡等用电器)。将电能转化成其他形式的能量。 (3) 控制元件：控制电路工作状态的器件或设备(如开关等)。起着接通、断开、保护、测量的作用。 (4) 联接导线：连接电源和负载的导体，为电能提供通路并传输电能。将电器设备和元器件按一定方式联接起来(如各种铜、铝电缆线等)。 3、电路的状态 (1) 通路(闭路)：电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。根据负载的情况，又分为满载、轻载、过载三种情况。（图1-1-2a） (2) 短路(捷路)：电源两端的导线直接相连接，输出电流过大对电源来说属 于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁或发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以避免发生短路时出现不良后果。（图1-1-2b） (3) 开路(断路)：电路中没有电流通过，又称为空载状态。（图1-1-2c） 图1-1-2 电路状态 二、电路模型(电路图) 由理想元件构成的电路叫做实际电路的电路模型，也叫做实 际电路的电路原理图，用规定的符号表示电路连接情况的图称为
课题1－1电路1－2电流 教学目标1．路的组成及其作用，电路的三种基本状态。 2．理解电流产生的条件和电流的概念，掌握电流的计算公式。 教学重点1．电路各部分的作用及电路的三种状态。 2．电流的计算公式。 教学难点对电路的三种状态的理解。 第一节电路 一、电路的组成 1．电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。 2．电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。 (1) 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。如：干电池、蓄电池等。 (2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。如电灯等。 (3) 导线：连接电源与用电器的金属线。作用：把电源产生的电能输送到用电器。 (4) 开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。 二、电路的状态（画图说明） 1．通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。 2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。 3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。 三、电路图 1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。 2．几种常用的标准图形符号。 第二节电流 一、电流的形成 1．电流：电荷的定向移动形成电流。（提问） 2．在导体中形成电流的条件 (1) 要有自由电荷。 (2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。 二、电流 1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。 q I = t 2．单位：1A = 1C/s；1mA = 10-3 A；1μA = 10-6A
3．电流的方向 实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。 提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？ 参考方向：任意假定。 4．直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。（画图说明练习习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 1．是非题(1) ～ (3) 小结1．电路的组成及其作用。 2．电路的三种工作状态。 3．形成电流的条件。 4．电流的大小和方向。 5．直流电的概念。 布置作业习题（《电工基础》第2版周绍敏主编） 1．选择题(1)、(2)。 2．填空题(1) ～ (3)。
第三章电容器 §3－1、电容器 教学目的 1、知道电容器的概念，认识常见的电容器，理解电容器的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算。 2、了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。 教学重、难点 教学重点:电容器的基本概念；电容的物理意义；影响平板电容器电容大小的因素。 教学难点：掌握电容器的基本概念及其组成；理解电容的物理意义；记住平板电容器电容值的计算方法。 教学方法：类比法、讲授法，实验演示法，计算机辅助教学 教学时数：一课时授完。 教具：多媒体课件 教学过程： Ⅰ、复习导入： 1、复习提问：叠加定理内容与应用条件。 2、导入新课：电容器是电路的基本元件之一，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如在电力系统中利用它可改善系统的功率因数；在电子技术中，利用它可起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用。这节课我们就来介绍电容器的基本概念。 Ⅱ、讲授新课： 一、电容器和电容 1、电容器： (1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件．是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。 (2)、电容器最基本的特性：能够存储电荷。 (3)、用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。 (4)、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。 (5)、工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源的正负极上，电容器的两极板间便有电压Ｕ，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得Ａ板带有正电荷，Ｂ板带有等量的负电荷．电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势成骑虎相等时为止．这样在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量． 2、电容 (1)、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量，简称电容，通常 也用符号C表示。 (2)、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值叫电容