第三章 电 容 器
3-1 电容器与电容 &3-2 电容器的参数和种类
一、电容器
1、定义：
电容器：是由两个导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。电容器最基本的特性是能够存储电荷。
2、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。
3、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。
识别方法：数值法和色标法。（带实物讲解）
例：某一瓷介电容上标有104，其标称电容量为10×104pF ,即0.1μF
4、工作原理： P67页 单位：
法拉，简称法，通常用符号“F”表示。
符号表示： 常用电容器符号
二、电容
用来表征电容器存储电荷的本领大小。 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，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 。 实际应用常用的是较小的单位有微法（μF ）和皮法（pF ）:
F F 6101-=μ F pF 12101-=
三、平行板电容器
理论与实验证明，平行板电容器的电容量与极板面积S 及电介质介电常数ε成正比，与两极板之间的距离成反比。
其数学表达式为 d S
C ε= （式3-2）
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 。
注意： （1）对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定之，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）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。
四、电容器的参数
1、额定工作电压
一般叫做耐压，它是指使电容器能长时间地稳定工作，且保证电介质性能良好的支流电压的数值。
必须保证电容器的额定工作电压不低于工作电压的最大值。（交流电路，考虑交流电压的峰值。）
2、标称容量和允许误差
电容器上所标明的电容量的值叫做标称容量。 实际电容值与标称电容值之间总是有一定误差。
五、电容器的种类（结合手头所有的电容器讲解）
按照电容量是否可变，可分为规定电容器和可变电容器（包括半可变电容器）。
1、固定电容器：常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、职阶制、铝电解质等等。
注意：电解电容有正负极之分，切记不可将极性接反或使用于交流电路中，否则会将电解电容器击穿。
2、可变电容器：电容量在一定范围内可调节的电容器，常用电介质有薄膜介质、云母等。
半可变电容器又叫微调电容，在电路中常被用作补偿电容。容量一般都只有几皮法到几十皮法。常用的电介质有瓷介质、有机薄膜等。
六、例题讲解
略。（见教材§3-1例题）
小结
（1）电容器的基本特性，用途，单位等；电容量如何计算。
注：电容器时存储电荷的设备，而电容量是衡量电容器在一定外加电压作用下储存电荷能力的大小的物理量。
（2）电容器的参数。（额定电压、标称容量和允许误差）。特别应当注意额定电压应当大于电容器工作电压的最大值（交流电压考虑峰值）。
（3）电容器的种类。
3-3 电容器的连接&
3-4 电容器中的电场能
一、电容的串联
电容的串联：与电阻串联类似，将两个或两个以上的电容器，连接成一个无分支电路的连接方式。
图3-5电容器串联电路
适用情形：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。
电容串联电路等效电容的计算：
3211111C C C C ++= （式3-4） 分析：电容起串联时，等效电容C 的倒数是各个电容器电容得到数之和。总电容比每个电容器的电容都小。这相当于加大了电容器两极板间的距离d ，因而电容减小。
注意：
（1）串联电容组中每一个电容器都带有相等的电荷量。
（2）电容器串联时电容间的关系，与电阻并联时电阻关系相似。
推广后的计算公式：
如果有n 个电容器串联，可推广为 n C C C C 111121+++= （式3-5）
当n 个电容器的电容相等，均为C 0时，总电容C 为
n C C 0= （式3-6）
二、电容的并联
电容的并联：把几只电容器接到两个节点之间的连接方式。 适用情形：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。
电容并联时等效电容的计算： 321C C C C ++= (式3-7)
图3-8 电容器并联电路
分析：当电容器并联时，总电容等于各个电容之和。并联后的总电容扩大了，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。
注意：
（1）电容器并联时，加在各个电容器上的电压是相等的。每只电容器的耐压均应大于外加电压，否则，一旦某一只电容器被击穿，整个并联电路就被短路，会对电路造成危害。
（2）电容器并联时电容间的关系，与电阻串联时电阻关系相似。
推广后的计算公式：
如果有n 个电容器并联，可推广为 n C C C C +++= 21 （式3-8）
当并联的n 个电容器的电容相等，均为C 0时，总电容C 为
0nC C = （式3-9）
三、电容器的充电和放电
电容在充电过程中，电容器储存了电荷，也储存了能量；在放电过程中，电容器将正、负电荷中和，也随之放出了能量。
电容充发电过程中电路中的电流：
t u C t q i C ∆∆⋅=∆∆= （式3-10）
注意： （1）若电容两端加直流电，0=∆∆=t
u C i C C ，电容器相当于开路，所以电容器具有隔直流的作用。
（2）若将交变电压加在电容两端，则电路中有交变的充发电流通过，即电容具有通交流作用。
四、电容器中的电场能
电容器的充放电过程，实质上是电容器与外部能量的交换过程。电容器本身不消耗能量，所以说电容器是一种储能元件。
电容器中的电场能：
221CU W C
式中
C ——电容器的电容，单位是法[拉]，符号为F ；
U ——电容器两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V ；
W C ——电容器中的电场能，单位是焦[耳]，符号为J 。 显然，在电压一定的条件下，电容越大，储存的能量越多，电容也是电容器储能本领大小的标志。
五、例题讲解
略。（见教材§3-3例题1，例题3，§3-4例题1）
《电工技术基础与技能》期末复习题4．电容 一．判断题：1．电容器的电容量要随着它所带电荷量的多少而发生变化。（错）2．平行板电容器的电容量只与极板的正对面积和极板间的距离有关，而与其它因素均无关。（错） 3．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。（错） 4．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。（对）5．电容器本身只进行能量的交换，而并不消耗能量，所以说电容器是一个储能元件。（对）6．可以用万用表电阻挡的任何一个倍率来检测较大容量的电容器的质量。（错） 7．在检测较大容量的电容器的质量时，当万用表的表棒分别与电容器的两端接触时，发现指针根本不偏转，这说明电容器内部已短路。（错） 8．若干只不同容量的电容器并联，各电容器所带的电荷量相等。（错） 9．电容器串联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（错） 10．电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容量。（对） 二、选择题： 1．电容器C1和C2串联后接在直流电路中，若C1=3C2，则C1两端的电压是C2两端电压的（ D ）A．3倍B．9倍C．91 D．31 2．两块平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，可采用的办法有（ C ）A．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍B．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍C．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍D．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍 3．如果把一电容器极板的面积加倍，并使其两极板之间的距离减半，则（A）A．电容增大到4倍B．电容减半C．电容加倍D．电容保持不变 4．在图2-1所示的电路中，电容器A的电容FCAμ30=，电容器B的电容FCBμ10=。在开关S1、S2都断开的情况下，分别给电容器A、B充电。充电后，M点的电位比N点高5V，O点的电位比P点低5V。然后把S1、S2都接通，接通后M点的电位比N点的电位高（ C ）A．10V B．5V C．2．5V D．0 5．电路如图2-2所示，电源的电动势E1=30V，E2=10V，内阻都不计，电阻R1=26Ω，R2=4Ω，R3=8Ω，R4=2Ω，电容C=4μF。下列结论正确的是（A）A．电容器带电，所带的电荷量为C6108?×；B．电容器两极板间无电位差，也不带电；C．电容器N极板的电位比M板高；D．电容器两极板电位均为零。 6．如图2-3所示，每个电容器的电容都是3μF，额定工作电压都是100V，那么整个电容器组的等效电容和额定工作电压分别是（ C ）A．4.5μF 、200V B．4.5μF 、150V C．2μF 、150V D．2μF 、200V 7．如图2-4所示，R1=200Ω，R2=500Ω，C1=1μF，若A、B两点电位相等，则C2的电容等于（ C ）A．2μF B．5μF C．52μF D．25μF 8．两只电容分别为C1和C2的电容器，其额定值分别为200pF／500V、300pF／900V，串联后外加1000V的电压，则（ B ）A．C1击穿，C2不击穿B．C1先击穿，C2后击穿C．C2先击穿，C1后击穿D．C1、C2均不击穿 9．在某一电路中，需要接入一只16μF、耐压800V的电容器，今只有16μF、耐压450V的电容器数只，要达到上述要求需将（ C ）A．2只16μF电容器串联后接入电路；B．2只16μF电容器并联后接入电路；C．4只16μF电容器先两两并联，再串联接入电路；D．无法达到上述要求，不能使用16μF、耐压450V的电容器。
第三章 电 容 器 3-1 电容器与电容 &3-2 电容器的参数和种类 一、电容器 1、定义： 电容器：是由两个导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。电容器最基本的特性是能够存储电荷。 2、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。 3、主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。 识别方法：数值法和色标法。（带实物讲解） 例：某一瓷介电容上标有104，其标称电容量为10×104pF ,即0.1μF 4、工作原理： P67页 单位： 法拉，简称法，通常用符号“F”表示。 符号表示： 常用电容器符号 二、电容 用来表征电容器存储电荷的本领大小。 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，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 。 实际应用常用的是较小的单位有微法（μF ）和皮法（pF ）:
F F 6101-=μ F pF 12101-= 三、平行板电容器 理论与实验证明，平行板电容器的电容量与极板面积S 及电介质介电常数ε成正比，与两极板之间的距离成反比。 其数学表达式为 d S C ε= （式3-2） 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 。 注意： （1）对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定之，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）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。 四、电容器的参数 1、额定工作电压 一般叫做耐压，它是指使电容器能长时间地稳定工作，且保证电介质性能良好的支流电压的数值。 必须保证电容器的额定工作电压不低于工作电压的最大值。（交流电路，考虑交流电压的峰值。） 2、标称容量和允许误差 电容器上所标明的电容量的值叫做标称容量。 实际电容值与标称电容值之间总是有一定误差。 五、电容器的种类（结合手头所有的电容器讲解） 按照电容量是否可变，可分为规定电容器和可变电容器（包括半可变电容器）。 1、固定电容器：常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、职阶制、铝电解质等等。
电工基础习题 习题三 一、判断题 1．电容器就是电容量。（ × ） 2．电容的大小与电容器的电压有关。（ × ） 3．电容器充、放电过程中，两端的电压不能突变。（ √ ） 4．电容器放电的过程实质就是释放电荷的过程。（ × ） 注：是两极板正、负电荷中和的过程。 5．电容器既可储存电能，也会消耗电能。（ × ） 6．电容器储存的电场能与其两端所加的电压成正比。（ × ） 7．同等容量的电容器，哪个电容器的电压高，则哪个所带的电荷量越多。（ √ ） 8．在电容串联电路中，总电容一定大于其中最大的那个电容。（ × ） 9．在电容串联电路中，总电容一定小于其中最小的那个电容。（ √ ） 10．在电容串联电路中，电容的电压与电容的大小成正比。（ × ） 11．若干个电容器串联时，电容越小的电容器所带的电荷量也越少。（ × ） 12．在电容并联电路中，总电容一定大于其中最大的那个电容。（ √ ） 13．在电容并联电路中，总电量等于其中任何一个电容的电量。（ × ） 14．若干个电容器并联时，电容越小的电容器所带的电荷量也越少。（ √ ） 二、选择题 1．电容器串联使用时，总电容量将（ B ）。 A 、增大 B 、减小 C 、不变 D 、无法确定 2．1C 和2C 串联，下列说法不正确的是（ B ）。 A 、1C 和2C 所带的电荷量相等 B 、1 C 和2C 所分配的电压与其电荷量成正比 C 、1C 和2C 任一个的电容都大于等效电容 3．如题图3—1所示，当321C C C >>时，下列错误的是（ A ）。 A 、321U U U >> B 、321U U U << C 、321Q Q Q == D 、321U U U U ++= 题图3—1 4．1C （10μF/15V ）和2C （20μF/25V ）串联，其最大安全工作电压为（ C ）。
第三章电容器 填空题（每空1分） [问题] _________________________的导体组成一个电容器。这两个导体称为电容器的两个 ____________，中间的绝缘材料称为电容器的______。 [答案] 两个相互绝缘又靠得很近极板介质 [问题] _________________的过程称为充电；___________________________的过程称为放电。 [答案] 使电容器带电充电后的电容器失去电荷 [问题] 电容量的单位是_________，比它小的单位________和_______，它们之间的换算关系为 ____________，____________。 [答案] 法拉（F）微法（μF）皮法（pF） 1μF＝10－6F 1pF＝10－12F [问题] 电容是电容器的固有属性，它只与电容器的____________、____________以及 ___________________有关，而与____________等外部条件无关。 [答案] 极板正对面积极板间距离极板间电介质特性外加电压的大小 [问题] 电容器额定工作电压是指电容器在电路中________________________的直流电压，又称耐压。在交流电路中，应保证所加交流电压的____________值不能超过电容器的额定工作电压。[答案] 长期可靠工作而不被击穿最大 [问题] 电容器串联之后，相当于增大了____________，所以总电容____________每个电容器的电容。[答案] 两极板间距离小于 [问题] 电容器串联后，电容大的电容器分配的电压____________，电容小的电容器分配的电压 ____________。当两只电容器C 1、C 2 串联在电压为U的电路中时，它们所分配的电压 U 1=____________，U 2 =____________。 [答案] 小大 C 2U/(C 1 +C 2 ) C 1 U/(C 1 +C 2 ) [问题] 电容器并联后，相当于增大了____________，所以总电容____________每个电容器的电容。
第三章 电容器 电容器在三大领域的作用： 1.电力系统：改善系统的功率因数； 2.电子技术：滤波、耦合、隔直、调谐等； 3.机械加工：电火花加工 §3-1电容器与电容量 一、电容器 水桶是储存水的容器，而电容器则是储存电荷的容器 1.电容器是由被绝缘物质隔开的两块导体组成； 2.两块导体叫做电容器的极板； 3.两块导体间的绝缘物质叫做电容器的介质； 5.平行板电容器特征：两块面积相同、互相平行的金属板和填充在其间的介质； 6.符号： 二、电容量 1.不同水桶，储存水的能力也不同，同样，结构不同的电容器的储存电荷的本领也不同。为了衡量之，我们引入了电容量的定义： 电容器任一极板所储存的电荷量Q 与两极板间电压U 的比值，叫做电容器的电容量，简称电容。 2.符号：C 3.定义式：C=Q/U 4.单位：法拉，简称法，用字母F 表示 如果在两极板上加1V 的电压，每一极板上所储存的电容量为1C ，则其电容量为1F ，常用的单位还有：uF （微法）、pF （皮法），关系为：1F=106uF=1012pF 5.决定因素：两极板的几何尺寸、相对位置、介质的性质 6.计算公式：C=εS/d 其中：S —每个极板的有效面积，m 2； d —两极板间的距离，m ； ε—介质的介电常数，F/m ； C —电容量，F 。
上式表明：平行板电容器与极板的相对面积成正比，与极板之间的距离成反比，并与填充在极板间的介电的介质性质有关。 7.注意：并非只有成品电容器才具有电容，事实上，任何被绝缘体隔开的两个导体之间都具有电容，这就是分布电容。如：输电线之间，输电线与地之间，晶体管各极之间，线圈的匝与匝之间。 三、主要指标 1.标称容量：成品电容器上所标明的电容值。 2.允许误差：实际电容量与它的标称容量的偏差叫做误差，这个误差在国家标准规定的允许范围内，称为允许误差。 3.耐压：也叫做额定工作电压，是指电容器长时间工作而不会引起介质电性能受到任何破坏的最大直流电压值。
《电工技术基础与技能》期末复习题 4．电容 一．判断题： 1．电容器的电容量要随着它所带电荷量的多少而发生变化。（）2．平行板电容器的电容量只与极板的正对面积和极板间的距离有关，而与其它因素均无关。（） 3．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。（） 4．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。（）5．电容器本身只进行能量的交换，而并不消耗能量，所以说电容器是一个储能元件。（）6．可以用万用表电阻挡的任何一个倍率来检测较大容量的电容器的质量。（） 7．在检测较大容量的电容器的质量时，当万用表的表棒分别与电容器的两端接触时，发现指针根本不偏转，这说明电容器内部已短路。（） 8．若干只不同容量的电容器并联，各电容器所带的电荷量相等。（）9．电容器串联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（）10．电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容量。（）二、选择题： 1．电容器C1和C2串联后接在直流电路中，若C1=3C2，则C1两端的电压是C2两端电压的（） A．3倍B．9倍C
．19 D． 1 3 2．两块平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，可采用的办法有（） A．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍B．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍C．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍D．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的2倍 3．如果把一电容器极板的面积加倍，并使其两极板之间的距离减半，则（）A．电容增大到4倍B．电容减半C．电容加倍D．电容保持不变 4．在图2-1所示的电路中，电容器A的电容CA?30?F，电容器B的电容CB?10?F。在开关S1、S2都断开的情况下，分别给电容器A、B充电。充电后，M点的电位比N点高5V，O点的电位比P点低5V。然后把S1、S2都接通，接通后M点的电位比N点的电位高（）A．10V B．5V C．2．5V D．0 5．电路如图2-2所示，电源的电动势E1=30V，E2=10V，内阻都不计，电阻R1=26Ω，R2=4Ω，R3=8Ω，R4=2Ω，电容C=4μF。下列结论正确的是（）A．电容器带电，所带的电荷量为8?10? 6C； B．电容器两极板间无电位差，也不带电；C．电容器N极板的电位比M板高；D．电容器两极板电位均为零。
第三单元 电容 一、 单项选择题 （ ）1、电容器的电容为C ，如果它不带电时，电容是 A.0 B.C C.小于C D.大于C （ ）2、把一个电容极板的面积加倍，间距减半，则 A.电容增大到4倍 B.电容减半 C.电容加倍 D.电容不变 （ ）3、如图所示，C1=C2=C3=0.2μF ，C4=C5=0.1μF ， 则Cab 为 A.0.1μF B.0.2μF C.0.3μF D.0.4μF （ ）4、两个串联电容，已知极板间电压之比U1:U2=5:1，C1=2F ，则C2为 A.2.5F B.10F C.2F D.5F （ ）5、两个并联电容，C1=2C2，则两电容所带电荷量Q1与Q2的关系为 A. Q1=Q2 B. Q1=2Q2 C. 2Q1=Q2 D. 以上都不对 （ ）6、电容为C 的平行板电容器与电源相连，开关闭合后，极板间电压为U ，极板上电荷量为q ，在不断开电源的条件下，把两极板的距离拉大一倍，则 A.U 不变，q 和C 都减半 B.U 不变，C 减半，q 增大一倍 C.q 不变，C 减半，U 增大一倍 D.U 和q 不变，C 减半 （ ）7、如图所示，当S 断开和闭合时，AB 两端的等效电容分别是 A.C 和2C B.2C 和C C.都为C D.都为2C （ ）8、采用电容器串联的方式可以获得 A.较大的电容 B.较高的耐压 C.较大的电量 D.较大的能量 （ ）9、两只电容器串联值为20μF ，并联值为90μF ，则这两只电容器分别是 A.30μF 、60μF B.30μF 、120μF C.90μF 、60μF D.90μF 、120μF （ ）10、一只5μF 的电容已被充电至300V ，现将它放电至100V ，则它所储存 的电场能减少了 A.0.025J B.0.225J C.0.25J D.0.2J （ ）11、一电容用万用表（R ×100）档测量时，首先观察到指针向零欧姆方向 倒转，接着指针回停在表盘中央，说明 A.电容器质量正常 B.电容器内部断路 C.电容器可以继续使用 D.电容器漏电量较大 （ ）12、关于电容器，说法正确的是 A.储能元件 B.耗能元件 C.既是储能元件也是耗能元件 D.都不对 （ ）13、某电路中，需要接入一只16μF ，耐压800V 的电容器，现有16μF ， 耐压450V 的电容器数只，为达要求需将 A.2只16μF 电容器串联 B.2只16μF 电容器并联 C.4只16μF 电容器先两两并联，再串联 D.无法满足要求 （ ）14、一个电容为C 的电容器与一个电容为8μF 的电容器并联，总电容为 3C ，则电容C 为 A. 2μF B.8μF C. 6μF D. 4μF （ ）15、如图所示，E=10V ，r 0=1Ω，R1=R2=2Ω， C=100μF ，求电容器储存的电场能为 A.4×10-4J B.8×10-4J C.3.0×10-3C D.6.0×10-5C （ ）16、两个电容C1和C2的额定值分别为200pF/500V 、300pF/900V ，串联 后外加1000V 电压，则 A.C1击穿，C2不击穿 B. C1先击穿，C2后击穿 C. C2先击穿，C1后击穿 D. C1、 C2都不击穿 （ ）17、如图所示，C1=2μF ，C2=3μF ，C3=5μF ，U1=50V,U2=50V ，U3=100V ， 则ab 间的等效电容和耐压为 A.10μF 、100V B.10μF 、62.5V C.1.6μF 、100V D.1.6μF 、62.5V （ ）18、两个完全相同的空气电容C1和C2串联后， 接到直流电源上，待电路稳定后在C2中插入云母，则 A.U1=U2，q1=q2 B.U1＞U2, q1=q2 C.U1＜U2,q1＞q2 D. U1=U2, q1＜q2 （ ）19、电容充电时，电容C=1μF ，在0.01s 内，电容电压从2V 上升到12V ， 则在这段时间内电容的充电电流为 A.1A B.0.1A C.0.01A D.0.001A （ ）20、如图，已知C1=3μF ，C2=2μF ，先分别充电到U1=30V,U2=20V,然后 按图连接，线路中迁移的电荷量为 A.2.4×10-3 C B.1.2×10-5 C C.3.0×10-3C D.6.0×10-5C
第三章单元测验 1,选择 (1)某电容器的电容为 C,如它不带电时它的电容是( ) ①0②C③＜C ④>C (2)一平行板电容器 C 与电源相连,开关闭合后,电容器极板间的电压为 U,极板上的电量为 q.在不断开电源的条件下,把两极板间的距离拉大一倍,则( ) ②U不变,C 减小一半,q 增大一倍 ④q,U都不变,C 减小一半 ) ①9V②0③1V④10V (4)电路如图二,当C1>C2>C3 时,它们两端的电压的关系是( ) ①U1=U2=U3②U1>U2>U3③U1 2,填空 (1)有两只电容器的电容分别是 C1 和C2,其中C1>C2,如果加在两只电容器上的电压相 等,则电容量为 ( )的电容器所带的电量多；如果两只电容器所带的电量相等,则电容量为( )的电压高. (2)电路如图四,平行板电容器 C1 和C2 串联后接在直流电源上,现将电容器C2 的两板 间距离增大,则C1,C2 的带电量将( ),C1 两端的电压将( ),C2 两端的电压将( ). (3)如图五,当 S 断开时,A,B 两端的等效电容是( )；当S 闭合时,A,B 两点的等效电容是( ). (4)如图六,每个电容器的电容都是 3uF,额定工作电压都是100V,那么整个电容器组的等效电容是( ),整个电容器组的额定工作电压是 ( ). (5)平行板电容器的电容为 C,充电到电压为 U 后断开电源,然后把两板间的距离由 d 增大到 2d.则电容器的电容为( ),所带的电量为( ),两板间的电压为( ). (6)判断大容量电容器的质量时,应将万用表拨到( )档,倍率使用( ).当我们将万用表表笔分别与电容器两端接触时,看到指针有一定偏转,并很快回到接近于起始位置的地方,说明此电容器( )；如果看到指针偏转到零后不再返回,则说明电容器内部( ). (7)在电容器充电的电路中,已知电容C=1 uF,在时间间隔为0.01s 内,电容器上的电压从 2V 上升到 12V,则在这段时间内电容器的充电电流为 ( ), 电容器两极板间电场的能量增加了( ) 《电工基础》练习及答案（4.电容） 《电工技术基础与技能》期末复习题 4．电容 一．判断题： 1．电容器的电容量要随着它所带电荷量的多少而发生变化。（） 2．平行板电容器的电容量只与极板的正对面积和极板间的距离有关，而与其它因素 均毫无关系。（） 3．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。（） 4．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。（）5．电容器本身只展开能量的互换，而并不消耗能量，所以说道电容器就是一个储能元件。（）6．可以用万用表电抵挡的任何一个倍率去检测很大容量的电容器的质量。（） 7．在检测较大容量的电容器的质量时，当万用表的表棒分别与电容器的两端接触时，发现指针根本不偏转，这说明电容器内部已短路。（） 8．若干只相同容量的电容器并联，各电容器所带的电荷量成正比。（）9．电容器串 联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（）10．电容器串联后，其耦合电容总是 大于任一电容器的电容量。（）二、选择题： 1．电容器c1和c2串联后接在直流电路中，若c1=3c2，则c1两端的电压是c2两端 电压的（） a．3倍b．9倍c． 19d． 13 2．两块平行金属板带等量异种电荷，要使两板间的电压加倍，可采用的办法有（）a．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的4倍b．两极板的电荷量加倍，而距离变为原来的2倍c．两极板的电荷量减半，而距离变为原来的4倍d．两极板的电荷量减半，而 距离变为原来的2倍 3．如果把一电容器极板的面积加倍，并使其两极板之间的距离增加一倍，则（） a．电容减小至4倍b．电容增加一倍c．电容加倍d．电容维持维持不变 江苏省XY中等专业学校2021-2022-2教案编号： 教学内容作用：电容器是储存和容纳电荷的装置，也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量叫电容器的电量。 将电容器两极板分别接到电源的正、负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电容器的充电过程。电容器充电后，极板间有电场和电压。用一根导线将电容器两极板相连，两极板上正、负电荷中和，电容器失去电量，这个过程称为电容器的放电过程。 三、平行板电容器的电容 1．平行板电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与极板的距离成反比。 2．C =ε d S ，式中： ε － 介电常数法拉/米（F / m） S － 正对的面积平方米（m2） d － 两极板间的距离米（m） 图4-1常用电容器 教学内容 电介质的介电常数ε由介质的性质决定的。真空介电常数 ε0= 8.86 ⨯ 10 -12 F / m 相对介电常数 εr = ε ε 总结 1．电容是电容器的固有特性，它只与两极板正对面积、板间距离及板间的介质有关，与电容器是否带电、带电多少无关。 2．任何两个导体之间都存在电容。 3．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额定电压时，电容器将被击穿。 【例 4-1】将一个电容为 6.8 F 的电容器接到电动势为 1000 V 的直流电源上，充电结束后，求电容器极板上所带的电量。 解：根据电容定义式，则 Q = CU = （6.8 *10*6 * 1000）C = 0.0068 C 图4-2平行板电容器 【例4-2】有一真空电容器，其电容是 8.2 F ，其间充满云母介质，将两极板间距离增大一倍后，求云母电容器的电容。 解：查表 4-2 可知云母的相对介电常数 r = 7， 则真空电容器的电容为 d S C 0 1ε= 云母电容器的电容为 d S C 20 r 2εε= .28F 2.82 7 21r 2μ=⨯==）（C C ε 授课主要内容或板书设计 课堂教学安排 对外电路来说，二者是相互等效的，等效变换条件是 r 0 = r S ， E = r S I S 或 I S = E /r 0 一、习题: 选择： 1．如图7，已知每个电源的电动势均为E ，电源内阻不计，每个电阻均为R ，则电压表的读数为（ ） A 0 B E C 2E D 4E 2．如图8，正确的关系式为 （ ） A I 1=2 121R R E E +- B I 2=2 2R E C I 1=311R R Uab E +- D I 2=2 2R Uab E - 3．由叠加定理可求得图9中Uab=0的Us 的值（ ） A 4V B -4V C -8V D 8V 4．用戴维南定理将图10的（A ）简化为（B ）时，须满足的条件是（ ） A N 是线性的纯电阻的二端网络，N L 是无源的线性网络。 B N是线性的纯电阻的二端网络，N L不必是线性的或纯电阻性的。 C N和N L都是线性的纯电阻的二端网络。 D N和N L都不必是线性的纯电阻的二端网络。 5．如图11，电流I为（） A -1A B 1A C 0 D 2.5A 二、计算： 1．如图，已知电源电动势E1=4V，E2=8V，电源内阻r1=1Ω,r2=2Ω,电阻R1=3Ω，R2=2Ω，R3=8Ω，试用支路电流法求各支 路中的电流。 2．如图，已知电源电动势 E1=80V，E2=10V，E3=50V， 电源内阻不计，电阻R1=10 Ω，R2=R3=20Ω，试用回路 电流法求各支路中的电流。 3．图，已知电源电动势E1=48V，E2=32V，电源内阻不计，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，R3=16Ω，试用叠加原理求通过电阻R1、R2、R3的电流。 4．如图，已知电源电动势E1=10V，E2=E3=2V，E4=8V，电源内阻不计，电阻R1= R2=R7=2Ω，R3=3Ω，R4=R5=R6=4Ω，试用戴维南定理求电阻R7上所消耗的功率。 江苏省XY中等专业学校2022-2023-2教案 编号： 备课组别电子组 课程 名称 电工 基础 所在 年级 一年级 主备 教师 授课教师授课 系部 授课 班级 授课 日期 课题：8－3纯电容电路 教学目标1．掌握电容对交流电的阻碍作用及容抗的计算。2．了解隔直电容和旁路电容。 3．掌握在纯电容电路中电压和电流的关系。 重点掌握在纯电容电路中电压和电流的关系 难点电容对交流电的阻碍作用及容抗的计算 教法理实一体化 教学 设备 教学平台、虚拟实验室、实验室 教学 环节 教学活动内容及组织过程个案补充 教学内容课前复习 电感元件上电流、电压之间的关系1．大小关系 2．相位关系 第二节纯电容电路 一、电路 二、电容对交流电的阻碍作用 1．演示：电容在交、直流电路中的作用 教学内容 结论：直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器。 原因：当电源电压增高时，电源给电容器充电，当电源电压降低时，电容器放电，充放电交替进行。 2．分析和结论 （1）电容对交流电的阻碍作用叫容抗。用X C表示。 （2）X C与ω、C有关 X C = C ω 1= C f π 2 1 （3）分析：为什么会产生X C，为什么X C ∝ ω 1 ， X C ∝ C 1 （4）电容器在电路中的作用：通交流、隔直流；通高频、阻低频。 （5）应用 隔直电容：使交流成分通过，而阻碍直流成分通过，做这种用途的电容器叫隔直电容。 高频旁路电容：高频成分通过电容器，而使低频成分输入到下一级，做这种用途的电容器叫高频旁路电容。 三、电流与电压的关系 1．大小关系 I = C X U I m= C X U m(i ≠ C X u ) 《电工技术基础》第三试题 《电工技术基础》第三章试题 姓名分数 一填空题 1、叫电容器，其最基本特性是。 2、即电容量。 3、平行板电容器的电容量是一个值，其大小仅 与、和有关。 4、以空气为介电常数的平板电容器，若增大极板间的相对面积，则电容量将；若插入某种介质，则电容量将；若缩小两面三刀极板之间的距离，则电容量将。 5、电容器的额定工作电压又称，它是指 。 6、如果把电容器接到电路中，必须保证电容器的额定工作电压交流电压的最大值，否则电容器将会被。 7、电容器的误差分为五级，分别为级，其允许误差；级，其允许误差；级，其允许误差级，其允许误差。 8、画出下列电容器在电路中的符号： （1）固定电容器 （2）电解电容器 （3）半可变电容器 （4）可变电容器 （5）双连可变电容器 9、固定电容器的电容量是，它的性能和用途与两级间的 有密切关系。常用的介质是、、和、、等等。 10、电影解电容器是有正、负极之分的，使用时切不可或接 到，否则，就会被击穿。 11、叫可变电容器，它常使用的介质有、。 12、收音机常用双连可变电容器来，它是 来改变电容的。 13、半可变电容器又叫电容器，在电路中它常用作，一般利用或实现调节电容的目的，常用的电介质有、等。 14、在实际工作中，选用电容器，必须考虑它的、和。当遇到单独一个电容器的耐用压能力不能常实际工作需要时，可以把几个电容器使用。 15、电容器串联相当于加大?，因而电容量。 16、当n个容量均为C0的电容串联时，总容駏C= 。 17、电容癨并联相当?增大电容器的! ，因而电容量Р? 18、当n个容量均为?0的男容并联时，总容量C= 。?19、电容器并?在男路中，每只电容的耐用压均应，否则一只电容被击穿，整个并联电路将貫?" 。 19、电容器并?在男路中，每只电容的耐用压均应，否则一只电容被击穿，整个并联电路将貫?" 。 20、在充电过程中，电容器储存了能量，在放电过程中，电容器将正负电荷?，也随之能量。 21、0.01uF= 360PF= uF= F 。 22、5个“10V 30 uF”的电容串联，等效电容是，耐压是，若将其相并联，等效电容是，耐压是。 23、平行板电容器带电量为2×10-8C，两极间电压为2V，该电容器的电容等于；若两极板带的电量减为原来的一半，则电容器的电容 为，两极板间的电压为。 24、有一个电容为50 uF的电容器，接到直流电源上对它进行充电，这时它的电容是；当它充电结束后，对它进行放电，这时它的电容是；当它不带电时，它的电容为。 25、有两个电容器，电容分别为100 uF 和200 uF，它们的额定工作电压分别为25V和15 V，将它们并联后，接到10V直流电源上，则它们储存的电量分别为和，此时等效电容是；该并联电路允许加的最大工作电压是。 第三章电容器 3-1 电容器与电容量 一、填空题 1、两个相互绝缘又靠(de)很近(de)导体组成一个电容器.这两个导体称为电容器(de)两个极板,中间(de)绝缘材料称为电容器(de)介质. 2、使电容器带电(de)过程称为充电；充电后电容器失去电荷(de)过程称为放电. 3、电容(de)单位是法拉（F）,比它小(de)单位是微法（μF）和皮法（pF）,它们之间(de)换算关系为：1F=106μf=1012 pF. 4、电容是电容器(de)固有属性,它只与电容器(de)极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质(de)特性有关,而与外加电压大小、电容器带电多少等外部条件无关. 二、判断题 1、只有成品电容元件中才具有电容.（）. 2、平行板电容器(de)电容与外加电压(de)大小成正比.（） 3、平行板电容器相对极板面积增大,其电容也增大.（√） 4、有两个电容器,且C 1>C 2 ,如果它们两端(de)电压相等,则C 1 所带(de)电荷 较多.（√） 5、有两个电容器,且C1>C2,若它们所带(de)电量相等,则C1两端(de)电压 较高.（） 三、问答题 1、有人说：“电容器带电多电容就大,带电少电容就小,不带电则没有电容.”这种说法对吗为什么 答：这种说法不对.因为电容器(de)电容是它(de)固有属性,它只与他(de)结构有关,电容器(de)结构不改变则电容就不会变.所以以上说法是不正确(de). 2、在下列情况下,空气平行板电容器(de)电容、两极板间电压、电容器(de)带电荷量各有什么变化 （1）充电后保持与电源相连,将极板面积增大一倍. （2）充电后保持与电源相连,将极板间距增大一倍. （3）充电后与电源断开,再将极板间距增大一倍. （4）充电后与电源断开,再将极板面积缩小一倍. （5）充电后与电源断开,再将两极板间插入相对介电常数ε r =4(de)电介质. 答：由C= εS d 和C= Q U 可得 （1）空气平行板电容器(de)电容C增大1倍、两极板间电压不变、电容器(de)带电荷量增大1倍. （2）空气平行板电容器(de)电容C减小1倍、两极板间电压不变、电容器(de)带电荷量Q减小1倍 （3）空气平行板电容器(de)电容C减小1倍、两极板间电压增大1倍、 电工技术基础与技能第三章（电容） 您的姓名：［填空题］*.电容器的电容量越大，那么它储存的电场能量也一定大。［判断题］* 对错（正确答案） 答案解析：由公式“WC=1/2CU2”可知电容器中储存的能量大小与电容器两端的电压和电容量的大小有关。 1.几个电容器串联后的总容量等于各电容器电容量之和。［判断题］*对 错（正确答案）答案解析：串联时，总电容量的倒数等于各电容器的倒数之和。并联时，总电容量等于各电容器的电容之和。 2.把电容器从电源处断开后，那么电容器两端的电压必为零。［判断题］*对 错（正确答案）答案解析：电容器最基本的特性是储存电荷 3.电容器串、并联后的等效电容比其中任何一个都小。［判断题］*对 错（正确答案）答案解析：电容器串联后的等效电容比其中任何一个都小，但电容器并联后的等效电容比其中任何一个都大。 C1C2/（C1+C2）（正确答案）以上都不是 答案解析：串联电容器,其等效电容的倒数等于各电容倒数之和。 40.电容器存储的电荷量主要取决于三个因素，其中不包括（）［单项选择题］*电容器两片极板的面积 两片极板之间的距离两片极板之间材料的介电常数 电容器的形状（正确答案）0=更 答案解析：电容器的大小与自身因素有关：一d.电容单位的大小顺序应该是（）o r单项选择题］* 毫法、皮法、微法、纳法毫法、微法、皮法、纳法 毫法、皮法、纳法、微法毫法、微法、纳法、皮法（正确答案） 41. 4色环电容器的第四环为银色，其误差值是（）。［单项选择题］*5% 10%（正确答案）15% 20%答案解析：第四环为银色，其误差值是10% 42.以下为电容作用的是（）。［单项选择题］* 阻碍电流的作用 [电工电子技术基础教程]电工电子技术 基础 电工电子技术基础篇1:电工基础知识教学优质课件 电工指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。 电工基础知识教学课件：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 单元模拟题3【项目 电容器的认知】【总240分】 一、填空题（每空分，共17分） 1.贮存电荷的元件称为电容器，文字符号 C 。任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可组成电容器。在电路中的符号是：“ ”。组成电容器的两个导体称为 极板 ，中间的绝缘物质称为 电介质 。 2.电容器的命名由下列四部份组成：第一部份（ 主称 ）；第二部份：（ 材料 ）；第三部份（ 分类特点 ）；第四部份（ 序号 ）。 3.电容器所带电荷量跟它的端电压的比值叫做电容器的 电容量 ，简称 电容 。公式为U q C =。在国际单位制中，电量的单位是为 库仑 ，电压的单位是 伏特 ，电容C 的单位是 法拉 ，简称 法 。 4. 保证电容器在长时刻下工作而不显现意外的电压值称为 电容器的工作电压，又称为 电容器的耐压值 。它是加在电容器两级之间的 直流 电压。 5. 平行板电容器的电容与两极板的正对面积S 成 正比 ，与两极板间的距离d 成 反比 ，而且与两极板间的 电介质 的性质有关。计算公式为：d S d S C r 0εεε== 6. ⑴ 电容器的串联 电容器的串联 公式 各电容带电量 q ＝q 1＝q 2＝q 3＝…＝q n 各电容电压 U ＝U 1＋U 2＋U 3＋…＋U n ＝1C q ＋2C q ＋3C q ＋…＋n C q 等效电容 C 1＝11C ＋21C ＋31C ＋…＋n C 1 C 1与C 2串联，则等效电容为C ＝ 2121C C C C +；若有n 个相同的电容C 0串联，则等效电容为C ＝n C 0。 ⑵ 电容器的并联 电容器的并联 公式 各电容带电量 q ＝q+1q 2+q 3+…+q n 各电容电压 U ＝U 1＝U 2＝U 3＝…＝U n 等效电容 C ＝C 1＋C 2＋C 3＋…＋C n 7.电容器中电场能的大小与 电容C 的大小 和 电容器端电压U 的大小 有关，电容C 越 大 ，电容器端电压U 越 大 ， 则电容器贮存的电场能就越 多 ，电容器中的电场能的计算公式为：22 1CU W c =。 8. 5个10V 、30μF 的电容器串联，等效电容是 6μF ，耐压是 50V ；相并联等效电容是 150μF ，耐压是 10V 。 9.两空气平行板电容C 1和C 2，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 3：4 。若C 1=6μF ，则C 2= 8μF 。 10.有两个电容器别离为10μF 和20μF ，它们的额定电压别离为25V 和15V ，现将它们并联后接在10V 的直流电路上，则它们贮存的电荷量别离是 10-4C 和 2×10-4 C ；现在等效电容是 30μF ；该并联电路上许诺加的最大工作电压是 15V 。将的两个电容器串联后接到30V 的直流电源上，则它们贮存的电荷量别离是 2×10-4C 和 2×10-4C ，现在等效电容是F μ320；该 串联电路许诺加的最大工作电压是 。 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 3.2 支路电流法 8 3.3 叠加定理 3.4 戴维宁定理 习题课 2 本章总学时 10 第四章电容《电工基础》练习及答案(4.电容)
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