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电容器电容练习题

电容器电容练习题
电容器电容练习题

电容器电容练习题

一、选择题

A. 电容器充电量越大,电容增加越大

B. 电容器的电容跟它两极所加电压成反比

C. 电容器的电容越大,所带电量就越多

D. 对于确定的电容器,它所充的电量跟它两极板间所加电压的比值

保持不变

2. (双选)某一电容器标注的是:“300V, 5口F”,则下述说法正确的是[ ]

A. 该电容器可在300V以下电压正常工作

B. 该电容器只能在300V电压时正常工作

C. 电压是200V时,电容仍是5卩F

D. 使用时只需考虑工作电压,不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连

3. 对于给定的电容器,描述其电容C电量Q电压U之间相应关系的图应是图1中的[ ]

4. (双选)关于电容器和电容的概念下列说法正确的是[ ]

A. 任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器

B. 用电源对平板电容器充电后,两极板一定带有等量异种电荷

C. 某一电容器带电量越多,它的电容量就越大

D. 某一电容器两板间的电压越高,它的电容就越大

5. (双选)图2的电路中C是平行板电容器,在S先触1后又扳到2,这时将平行板的板间距拉大一点,下列说法正确的是[ ]

A. 平行板电容器两板的电势差不变

B. 平行扳电容器两板的电势差变小

C. 平行板电容器两板的电势差增大

D. 平行板电容器两板间的的电场强度不变

6. 某平行板电容器的电容为C,带电量为Q相距为d,今在板间中点放一电量为q 的点电荷,则它所受到的电场力的大小为[ ]

7. (双选)一平行板电容器的两个极板分别与电源的正、负极相连,如果使两板间距离逐渐增大,则[ ]

A. 电容器电容将增大

B. 两板间场强将减小

C. 每个极板的电量将减小

D. 两板间电势差将增大

8. (双选)如图3 所示,将平行板电容器与电池组相连,两板间

的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错幵一些,其他条件

不变,则[]

A. 电容器带电量不变

B. 尘埃仍静止

图3

C. 检流计中有a^b的电流

D. 检流计中有a的电流

二、填空题

9. _________________ 电容是表征的物理量,如果某电容器的电量每增加

10-6C,两板之间的电势差就加IV,则该电容器的电容为_________ .

10. 如图4所示,用静电计测量电容器两板间的电势差,不改变两板

的带电量,把A板向右移,静电计指针偏角将_________ ;把A板竖直

向下移,静电计指针偏角将 ______ ;把AB板间插入一块电介质,静

电计指针偏角将 __________ .

11. 图5为电容器C与电压U的电源连接成的电路.当电键K与

1接通,电容器A板带______ 电,B板带_____ 电,这一过程称电容器的

____ .电路稳定后,两板间的电势差为 .当K与2接通,流过导体acb的电流方向为,这就是电容器的过程.

12 .一个电容器当带电量为Q时,板间电势差为U,当它的电量

减少3 X 10-6C时,板间电势差降低2X 102V,此电容器的电容为

________ 口F.

13 .有一电容器,带电量为1.0 X 10-5C,两板间电压力200V,如果使它的

带电量再增加 1.0 X 10-6C,这时它的电容是__________________ F,两板间电压是 _____ V.

14.两平行板电容器的电容之比为 C :G = 3 : 2,带电量之比为Q : Q= 3 : 1 .若两个电子分别从两电容器的负极板运动到正极板,它们的动能增量之比△曰:△氏= ___________ .

15 .如图6所示,平行板电容器两板间距为d,电源电压为6V.闭

合S后将板间距离减为d/4,再断幵S,又将两板间距离恢复到d, 此时电容器两极间电压为 _____________ V.

16 .如图7所示,平行的两金属板M N与电源相连,一个带负

电的小球悬挂在两板间,闭合电键后,悬线偏离竖直方向的角度为9, 若N 板向M板靠近,9角将___________ ;把电键K断幵,再使N板向M板

靠近, 9角将_______ .

三、计算题

17.如图8所示,A B为不带电平行金属板,间距为d,构成的电容器电容为C.质量为m电量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以V。初速射向B板.液滴到达B板后,把电荷全部转移在B板上.求到达B板上的液滴数目最多不会超过多少?

电容器、电容练习题答案

一、选择题

1.D

2.

AC

3.

B

4.

AB

5.

CD

6.C

7.B C

8.B C

二、填空题

9.电容器容纳电荷的本领,10-6F

10.减小,增大,减小

11.正,负,充电过程,U, c T a,放电过程

12 . 1.5 X 10-2

13. 5X 10「8, 220

14. 2 : 1

15 .24

16 .变大,不变

三、计算题

电容的充放电过程及其应用

电容的充放电过程及其应用 一、实验目的 1.观察RC 电路的矩形脉冲响应。 2.了解RC 微分电路、积分电路及耦合电路的作用及特点。 3.学习双踪示波器的使用方法。 二、实验原理 1. RC 串联电路的充放电过程 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中,暂态过程即是电容器的充放电过程(图1),当开关K 打向位置1时,电源对电容器C 充电,直到其两端电压等于电源E 。这个暂态变化的具体数学描述为q =CUc ,而I = dq / dt ,故 dt dUc C dt dq i == (1) E iR Uc =+ (2) 将式(1)代人式(2),得 E RC Uc RC dt dUc 11=+ 考虑到初始条件t=0时,u C =0,得到方程的解: []()() ?? ?? ?? ?-=-=-==RC t E U E U RC t R E i RC t E U C R /exp /exp )/-(exp -1C 上式表示电容器两端的充电电压是按指数增长的一条曲线,稳态时电容两端的电压等于电 源电压E ,如图2(a) 所示。式中RC=具有时间量纲,称为电路的时间常数,是表征暂态过程进 行得快慢的一个重要的物理量,由电压u 上升到,1/e ≈,所对应的时间即为。 当把开关k 1打向位置2时,电容C 通过电阻R 放电,放电过程的数学描述为 图2 RC 电路的充放电曲线 (a )电容器充电过程 (b )电容器放电过程 U R Uc K 1 2 V E R C 图1 RC 串联电路

将dt dUc C i =,代人上式得01 =+Uc RC dt dUc 由初始条件t =0时,Uc =E ,解方程得 ? ??? ?--=--=-=) /exp()/exp() /exp(RC t E U RC t R E i RC t E Uc R 表示电容器两端的放电电压按指数律衰减到零,也可由此曲线衰减到所对应的时间 来确定。充放电曲线如图2所示。 2. 半衰期T 1/2 与时间常数τ有关的另一个在实验中较容易测定的特征值,称为半衰期T 1/2,即当U C (t )下降到初值(或上升至终值)一半时所需要的时间,它同样反映了暂态过程的快慢程度,与t 的关系为:T 1/2 =τln2 = τ(或τ= 2) 3. RC 电路的矩形脉冲响应。 若将矩形脉冲序列信号加在电压初值为零的RC 串联电路上,电路的瞬变过程就周期性地发生了。显然,RC 电路的脉冲响应就是连续的电容充放电过程。如图3所示。 图3 RC 电路及各元件上电压的变化规律 若矩形脉冲的幅度为U ,脉宽为t p 。电容上的电压可表示为: ?? ??? ≤≤?≤≤-=- -211 0)1()(t t t e U t t e U t u t t c τ τ ) (t u i )(t u R ) (t C R C ) (t u i (t u R (t u C u u u -t t t 1t 2 t 2t p t 1t 1 t 3 t 2t 3 t 3 t

并联电容器组配套装置及应用技术

并联电容器组配套装置及应用技术 摘要:阐述高压并联电容器组的配套装置断路器、串联电抗器、放电装置、氧化锌避雷器及熔断器的电气特性和实际应用中的配置问题。 高压并联电容器组的配套装置,包括投、切电容器组用的断路器、串联电抗器、放电元件、氧化锌避雷器及熔断器等设备。在电容器组的安装、运行和试验中,必须充分了解它们之间的有机联系和相互关系、电气性能和技术标准,在实际应用中,合理配置、有效配合,以确保设备、系统和人身的安全。 一断路器在高压并联电容器组上的应用 电容器在电网中的运行方式,随着无功负荷及电网电压变化而变化,因此电容器组用断路器的操作较为频繁,为此必须解决好两方面问题:①合闸时的频率、高幅值的合闸涌流给断路器带来的过电压、机械应力和机械振动;②开断时,电弧重燃给断路器及其他回路设备带来的重击穿过电压及绝缘冲击。故并联电容器除应满足一般的技术性能和要求以外,还必须满足以下要求:①合闸时,触头不应有明显的弹跳和振动;②分闸时不允许有严重的电弧重燃而导致的击穿过电压;③应有承受合闸涌流的耐受能力;④经常投、切的断路器应具有承受频繁操作的能力。根据目前国产断路器的生产情况,要同时满足以上四点要求,尚有难度,例如真空断路器虽然适于频繁的操作要求,但存在合闸弹跳和重燃问题,必须加装氧化锌避雷器以进行防止过电压的配合、加装串联电抗器以降低合闸涌流倍数的配合。可见,断路器在电容器组上的应用,尚无法完成其独立开断的任务,必须有其他配套设备进行补偿性配合。 二串联电抗器在高压并联电容器组上的应用 为了限制电容器合闸过程中的涌流、操作过电压及电网谐波对电容器的影响,大容量电容器一般应区分具体情况,加装串联电抗器。其作用为:①降低电容器组合闸涌流倍数及涌流频率;②减少电网中高次谐波引起的电容器过负荷;③减少电容器组用断路器在两相重燃时的涌流以利灭弧;④抑制一组电容器故障时,其他电容器组对其短路电流的影响;⑤抑制电容器回路中产生的高次谐波及谐波过电压。可见,加装串联电抗器对电容安全运行的重要性、对断路器顺利完成开断任务的必要性。但在实际应用中,是否加装串联电抗器,还要根据电容器的分组方式及安装地点的具体情况而定。比如装设在配电线路35kV农村变电所母线上的电容器组,容量较小,大多在2000kvar以下,一般没必要加装串联电抗器。但在下列情况下,必须加装串联电抗器:①采用“△”连接的电容器组;②装设于一次变电站中容量较大的电容器组; ③变电站装有两组以上且频繁投切的电容器组;④电容器投运时有谐波现象或因谐波引起电容器过负荷等。 三放电装置在高压并联电容器组上的应用 电容器从电源断开时,两极处于储能状态,如果电容器整组从电源断开,储存电荷的能量非常大,必然在电容器两极之间持续保持着一定数值的残余电压,其初始值,即是电源电压的有效值,此时电容器组在带电荷的情况下,一旦再次投入,将产生强烈冲击性的合闸涌流,并伴有大幅值的过电压出现,工作人员一旦不慎触及就有可能遭到电击伤、电灼伤的严重伤害。为此,电容器组必须加装放电装置。根据标准规定,与电容器连接的放电装置应能使电容器从电源断开后,其剩余电压在10min内降至75V以下。高压成套装置用放电装置的选择和安装与低压成套装置用放电装置十分相似又略有不同:①低压成套装置用放电装置通常有灯泡、带变压器指示灯和电阻三种形式。放电元件采用“V”形和“△”形连接方式,多以“△”连接为推荐方式,原因是任一相发生断线,仍能转化成“v”形连接方式,维持放电的不间断进行; ②高压电容器组通常除了在电容器内部接入放电电阻以外,配套装置中还必须加装与电容器直接相连的放电装置。一般中小容量的电容器组,放电装置可以采用相应电压等级的电压互感器,2O00kvar及以上的电容器组,多选用专用的放电线圈来完成。

并联电容器补偿装置基础知识

并联电容器补偿装置基本知识 无功补偿容量计算的基本公式: Q = P (tg φ1——tg φ2) =P( 1cos 1 1cos 12 2 12---?? ) tg φ1、tg φ2——补偿前、后的计算功率因数角的正切值 P ——有功负荷 Q ——需要补偿的无功容量 并联电容器组的组成 1.组架式并联电容器组:并联电容器、隔离开关(接地开关或隔离带接地)、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、并联电容器专用熔断器、组架等。 2.集合式并联电容器组(无容量抽头):并联电容器、隔离开关(接地开关或隔离带接地)、放电线圈、串联电抗器、氧化锌避雷器、组架等。 并联电容器支路串接串联电抗器的原因: 变电所中只装一组电容器时,一般合闸涌流不大,当母线短路容量不大于80倍电容器组容量时,涌流将不会超过10倍电容器组额定电流。可以不装限制涌流的串联电抗器。 由于现在系统中母线的短路容量普遍较大,且变电所同时装设两组以上的并联电容器组的情况较多,并联电容器组投入运行时,所受到的合闸涌流值较大,因而,并联电容器组需串接串联电抗器。 串联电抗器的另一个主要作用是当系统中含有高次谐波时,装设并联电容器装置后,电容器回路的容性阻抗会将原有高次谐波含量放大,使其超过允许值,这时应在电容器回路中串接串联电抗器,以改变电容器回路的阻抗参数,限制谐波的过分放大。 串联电抗器电抗率的选择 对于纯粹用于限制涌流的目的,串联电抗器的电抗率可选择为(0.1~1)%即可。 对于用于限制高次谐波放大的串联电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下,均使电容器回路的总电抗为感性而不是容性,从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下列计算: X L =K X C n 2 式中 X L ——串联电抗器的感抗,Ω; X C ——补偿电容器的工频容抗, Ω;

电容的充电和放电精编版

电容的充电和放电 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

电容的充电和放电1应该是电池负极放出电子到一块极板,电池正极将另一块极板上的电子吸了过去。 2此时电路是通路电容的电过程,你这么理解是对的。3这个问题,要看你这个电路对电容充放电的时间周期。如果高于交流电的周期,那么电容电还没放完,电流方向就改变,开始反向充电,这样电容电压始终不能回零。如果小于交流电周期,电流还没有回落到零,电容已放电完毕。总之,只有两周期相同时,电容电压才和电路电压变化一致。将电容器的两端接上电源。(注意电容及电池连接的极性,电解电容器的负极应与电池的负极相接)电容器就会充电,有电荷的积累。两端电压不断升高,当电容器两端电压Uc同电池电压E相等时,充电完毕。此时Uc(电容器两端电压)=Q(电容器充电的电量)/C(电容器的电容量),当电容器两端去掉电源改加电阻等负载时,电容器进行放电。放电电流I=Uc/R(注意Q 是逐渐减少的,Uc也是逐渐减少的,所以I也是逐渐减少的)。 电容的充电和放电 电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要的时候,电容能够把储存的能量释出至电路。电容由两块导电的平行板构成,在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别是电容的基本结构和符号。 图1:电容的基本结构

图2:电容的电路符号 当电容连接到一电源是直流电()的电路时,在特定的情况下,有两个过 程会发生,分别是电容的“充电”和“放电”。 若电容与直流电源相接,见图3,电路中有电流流通。两块板会分别获得 数量相等的相反电荷,此时电容正在充电,其两端的电位差v c 逐渐增 大。一旦电容两端电压v c 增大至与电源电压V相等时,v c =V,电容充电完 毕,电路中再没有电流流动,而电容的充电过程完成。 图3:电容正在充电 由于电容充电过程完成后,就没有电流流过,所以在直流电路中,电容 可等效为开路或R=∞,电容上的电压v c 不能突变。 当切断电容和电源的连接后,电容通过电阻R D 进行放电,两块板之间的 电压将会逐渐下降为零,v c =0,见图4。 图4:电容正在放电 在图3和图4中,R C 和R D 的电阻值分别影响电容的充电和放电速度。 电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数τ,这个常数描述电容的充电和放电速度,见图5。 图5:在充电及放电过程中的电压v c 和电流iC

低压电容器并联装置

中华人民共和国机械行业标淮 JB711393 低压并联电容器装置 机械工业部1993-10-08批准 1994-01-01实施 1 主题内容与适用范围 本标准规定了低压并联电容器装置的适用范围术语产品分类技术要求试验方法检验规则标志等 本标准适用于交流频率50Hz,额定电压1kV及以下的三相配电系统中用来改善功率因数的并联电容器装置(以下简称装置) 2 引用标准 GB2681 电工成套装置中的导线颜色 GB2682 电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色 GB2900.16 电工名词术语电力电容器 GB3047.1 面板架和柜基本尺寸系列 GB4942.2 低压电器外壳防护等级 JB3085 装有电子器件的电力传动控制装置的产品包装与运输规程 3 术语 除在本标准内明确说明的以外,其余的术语均应符合GB2900.l6的规定 3.1 (单台)电容器 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并有引出端子的组装体 3.2 电容器组 电气上连接在一起的一组电容器 3.3 并联电容器装置 主要由电容器组及开关等配套设备组成的,并联连接于工频交流电力系统中用来改善功率因数降低线路损耗的装置 3.4 装置的额定频率(N) 设计装置时所采用的频率 3.5 装置的额定电压(U N)

装置拟接入的系统的额定电压 3.6 装置的额定电流(I N) 设计装置时所采用的电流(方均根值),其值为装置内电容器组的额定电流 3.7 装置的额定电容(C N) 设计装置时所采用的电容值,其值为装置内电容器组的额定电容 3.8 装置的额定容量(Q N) 设计装置时所采用的容量值,其值为装置内电容器组的额定容量 3.9 电容器组的额定电压(U n) 设计电容器组时所采用的电压 注对于内部联结的多相电容器,U n系指线电压 3.10 主电路 用以完成主要功能的电路 3.11 辅助电路 用以完成辅助功能的电路 3.12 过电压保护 当母线电压超过规定值时能断开电源的一种保护 3.13 过电流保护 当流过装置的电流超过规定值时能断开电源的一种保护 3.14 带电部件 在正常使用中处于电压下的任何导体或导电部件包括中性导体,但不包括中性保护导体(PEN) 3.15 裸露导电部件 装置中一种可触及的裸露导电部件,这种导电部件,通常不带电,但在故障情况下可能带电 3.16 对直接触电的防护 防止人体与带电部件产生危险的接触 3.17 对间接触电的防护 防止人体与裸露导电部件产生危险的接触

电容的充放电过程及其应用

电容的充放电过程及其应用 、实验目的 1.观察RC 电路的矩形脉冲响应。 2?了解RC 微分电路、积分电路及耦合电路的作用及特点。 3?学习双踪示波器的使用方法。 二、实验原理 考虑到初始条件t=0时,U c =O ,得到方程的解: U c = E 1 - exp ( - t / RC 】 =R exp(—t / RC) -U c = Eex p (—t / RC) 上式表示电容器两端的充电电压是按指数 增长的一条曲线,稳态时电容两端的电压等于电 源电压E ,如图2(a)所示。式中RC= T 具有时间 量纲,称为电路的时间常数, 是表征暂态过程进 行得快慢的一个重要的物理量,由电压 到 0.63E , 1/e ~0.37,所对应的时间即为 「杪 dUc dUc 1 将i =C ——,代人上式得——+——Uc=O dt dt RC 由初始条件t = 0时,Uc = E ,解方程得 Uc = Eex p(-t/RC) { -|exp(-t / RC) U R =-Eex p(-t/RC) 表示电容器两端的放电电压按指数律衰减到零, 时间来确定。充放电曲线如图 2 所示。 2.半衰期T 1/2 1. RC 串联电路的充放电过程 在由电阻R 及电容 1),当开关K 打向位置 态变化的具体数学描述为 dt dt Uc + i R =E 将式⑴代人式⑵,得 dUc 丄 1 「 ----- + ——Uc dt RC C 组成的直流串联电路中,暂态过程即是电容器的充放电过程(图 1时,电源对电容器 C 充电,直到其两端电压等于电源 E 。这个暂 q = CUc , 而 I = dq / dt ,故 (1) 当把开关k 1打向位置2时,电容C 通过电阻 R 放电,放电过程的数学描述为 U c 上升 T 也可由此曲线衰减到 0.37E 所对应的 图2 RC 电路的充放电曲线

并联电容器设计要求规范

并联电容器装置设计规范(GB50227-95) 第一章总则 第1.0.1条为使电力工程的并联电容器装置设计贯彻国家技术经济政策, 做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便,制订本规范. 第1.0.2条本规范适用于220KV及以下变电所、配电所中无功补偿用三相交流高压、低压并联电容器装置的新建、扩建工程设计. 第1.0.3条并联电容器装置的设计, 应根据安装地点的电网条件、补偿要求、环境状况、运行检修要求和实践经验,确定补偿容量、选择接线、保护与控制、布置及安装方式. 第1.0.4条并联电容器装置的设备选型, 应符合国家现行的产品标准的规定. 第1.0.5条并联电容器装置的设计,除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行的有关标准和规范的规定. 第二章-1 术语 1.高压并联电容器装置 (installtion of high voltage shunt capacitors): 由高压并联电容器和相应的一次及二次配套设备组成, 可独立运行或并联运行的装置. 2.低压并联电容器装置 (installtion of low voltage shunt capacitors): 由低压并联电容器和相应的一次及二次配套元件组成, 可独立运行或并联运行的装置. 3.并联电容器的成套装置 (complete set of installation for shunt capacitors): 由制造厂设计组装设备向用户供货的整套并联电容器装置. 4.单台电容器(capacitor unit): 由一个或多个电容器元件组装于单个外壳中并引出端子的组装体. 5.电容器组(capacitor bank): 电气上连接在一起的一群单台电容器. 6.电抗率(reactance ratio): 串联电抗器的感抗与并联电容器组的容抗之比,以百分数表示.

RC电路充放电时间计算

RC电路充放电时间计算 V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 则, Vt="V0"+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)] 或, t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)] 求充电到90%VCC的时间。(V0=0,V1=VCC,Vt=0.9VCC) 代入上式: 0.9VCC=0+VCC*[[1-exp(-t/RC)] 既 [[1-exp(-t/RC)]=0.9; exp(-t/RC)=0.1 - t/RC=ln(0.1) t/RC=ln(10) ln10约等于2.3 也就是t=2.3RC。 带入R=10k C=10uf得。 t=2.3*10k*10uf=230ms RC回路充放电时间的推导过程需要用高等数学,简单的方法只要记住RC回路的时间常数τ=R×C,在充电时,每过一个τ的时间,电容器上电压就上升(1-1/e)约等于0.632倍的电源电压与电容器电压之差;放电时相反。 如C=10μF,R=10k,则τ=10e-6×10e3=0.1s 在初始状态Uc=0时,接通电源,则过0.1s(1τ)时,电容器上电压Uc为0+(1-0)×0.632=0.632倍电源电压U,到0.2s(2τ)时,Uc为0.632+(1-0.632)×0.632=0.865倍U……以此类推,直到t=∞时,Uc=U。放电时同样运用,只是初始状态不同,初始状态Uc=U。

单片机复位(上电复位和按键复位,复位脉宽10ms,R常取值10k~47k,c 取值10~100uf,电容大些为好): 原理:如果复位是高电平复位,加电后电容充电电流逐渐减少,此时经电阻接地的单片机IO是没电压的,因为电容是隔直流的,直到充电完毕开始放电,放电的过程同样是电流逐渐减少的,开始放电时电流很大,加到电阻上后提供给IO高电平,一段时间(电容器的充放电参数:建立时间等)后,电流变弱到0,但是复位引脚已经有了超过3us的高电平,所以复位就完成了; 手动复位,如加按键,则是直接将电容短路,给复位引脚送高电平,此部分就只有电容在起作用;当然电源较大(一般3.3v-5v)的话,加电阻是为了分压,防止烧坏引脚。

电容器的充放电与能量

高一电工DG-16-01-003 《电容器的充放电与电场能量》导学案 编写人:张军审核人:编写时间: 班级:组别:姓名:等级: 【教学目标】 1.理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律。 2.掌握电容器中电场能量的计算。 【教学重点】 1.电容器充、放电过程中,电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。 2.电容器质量的判别和电容器中电场能量的计算。 【教学难点】 电容器质量的判别和电容器中电场能量计算式的推导。 【学法指导】 1、认真阅读书本60面充放电实验,了解充放电过程。 2、通过电容器质量判别实验掌握万用表测量电阻的一般步骤,自主学会判别电容器好 坏。 【知识链接】 复习电容的串联与并联电路特点。 【学习过程】 一、电容器的充电 开关S合向1,电容器充电。 1.现象: (1)白炽灯开始较,逐步变。 (2)○A1的读数由变。 (3)○V的读数变。 (4)最后○A1指向,○V的大小等于。 2.解释 2.解释: 电源正极向极板供给电荷,负极向极板供给电荷。电荷在电路中形成定向移动形成,两极板间有电压。 S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随着电荷的增加,电压,电流。当电容器两端电压等于电源电压时,电荷定向移动,电流为,灯不亮。

二、电容器的放电 S 合向2,电容放电。 1.现象: (1)开始灯较 ,逐渐变 ,直至熄灭。 (2)○A2开始较 ,逐渐变 ,电流方向与刚才充电方向 ,直至指示为 。 (3)开始○V 指示为 ,逐渐 ,直至为0。 2.解释: 放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有 产生。开始这个电压较大,因此电流较大,随着电容极板上的正、负电荷的 ,极板间的电压逐渐 ,电流也 ,最后放电结束,极板间不存在电压,电流为 。 3.结论: 当电容器极板上所储存的 发生变化时,电路中就有 流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定 时,则电路中就没有电流流过。电路中的电流为 i = t q ?? = C t u C ?? 三、电容器的质量判别 1.用R ? 或R ? 挡。 2.将万用表分别与电容器两端接触,指针发生偏转并回到接近起始的地方,说明电容器的质量 。 3.若指针偏转后回不到起始位置的地方,而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大,这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。 4.若指针偏转到零位置之后不再回去,则说明电容器内部已经 ;如果指针根本不偏转,则说明电容器内部可能 ,或电容量很小。 四、 电容器中的电场能量 1.充电时,q ↑→U c ↑电压与电荷量成 :q = C u C 2.电源输入电荷量为 q 时所做的总功,也就是存储于电容器中的总 。 Wc = 21q U C = 2 1C U C 2 式中:C ——电容器的电容 单位:F (法拉) U C ——电容器两端的电压 单位:V (伏特) Q ——电容器所带的电荷量 单位:C (库仑)

电容的充放电过程及其应用 (2)

电容的充放电过程及其应用 一、实验目的 1.观察RC电路的矩形脉冲响应。 2.了解RC微分电路、积分电路及耦合电路的作用及特点。 3.学习双踪示波器的使用方法。 二、实验原理 1.RC串联电路的充放电过程 在由电阻R及电容C组成的直流串联电路中,暂态过程即就是电容器的充放电过程(图1),当开关K打向位置1时,电源对电容器C充电,直到其两端电压等于电源E。这个暂态变化的具体数学描述为q=CUc,而I = dq / dt ,故 dt dUc C dt dq i= =(1) E iR Uc= +(2) 将式(1)代人式(2),得 E RC Uc RC dt dUc1 1 = + 考虑到初始条件t=0时,u C=0,得到方程的解: [] () () ? ? ? ?? ? ? - = - = - = = RC t E U E U RC t R E i RC t E U C R / exp / exp ) / - ( exp - 1 C 上式表示电容器两端的充电电压就是按指 数增长的一条曲线,稳态时电容两端的电压等于 电源电压E,如图2(a) 所示。式中RC=τ具有时间 量纲,称为电路的时间常数,就是表征暂态过程进 行得快慢的一个重要的物理量,由电压u c上升到 0、63E,1/e≈0、37,所对应的时间即为τ。 当把开关k1打向位置2时,电容C通过电阻R放电,放电过程的数学描述为 将 dt dUc C i=,代人上式得0 1 = +Uc RC dt dUc 由初始条件t=0时,Uc=E,解方程得 ? ? ? ? ? - - = - - = - = ) / exp( ) / exp( ) / exp( RC t E U RC t R E i RC t E Uc R 表示电容器两端的放电电压按指数律衰减到零,τ也可由此曲线衰减到0、37E所对应的 时间来确定。充放电曲线如图2所示。 2、半衰期T1/2 图2 RC电路的充放电曲线 (a)电容器充电过程(b)电容器放电过程 U R Uc K 1 2 V E R C 图1 RC串联电路

电容充放电计算公式

签:电容充放电公式 电容充电放电时间计算公式 设,V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 则, Vt="V0"+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)] 或, t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)] 例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电 V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*[1-exp(-t/RC)] 再如,初始电压为E的电容C通过R放电 V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*exp(-t/RC) 又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为 Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少? V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 t="RC"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2 = 注:以上exp()表示以e为底的指数函数;Ln()是e为底的对数函

解读电感和电容在交流电路中的作用 山东司友毓 一、电感 1.电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过电感线圈时,由于电流时刻都在变化,因此在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍原电流的变化,故电感线圈对交变电流会起阻碍作用,前面我们已经学习过,自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关,自感系数越大,交变电流的频率越高,产生的自感电动势就越大,对交变电流的阻碍作用就越大,电感对交流的阻碍作用大小的物理量叫做感抗,用X L表示,且X L=2πfL。感抗的大小由线圈的自感系数L 和交变电流的频率f共同决定。 2.电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流,这是对两种不同类型的电流而言的,因为恒定电流的电流不变化,不能引起自感现象,所以对恒定电流没有阻碍作用,交流电的电流时刻改变,必有自感电动势产生以阻碍电流的变化,所以对交流有阻碍作用。 (2)通低频、阻高频,这是对不同频率的交变电流而言的,因为交变电流的频率越高,电流变化越快,感抗也就越大,对电流的阻碍越大。 (3)扼流圈:利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。 低频扼流圈:线圈绕在铁芯上,匝数多,自感系数大,电阻较小,具有“通直流、阻交流”的作用。 高频扼流圈:匝数少,自感系数小;具有“通低频、阻高频”的作用。 二、电容 1.电容器为何能“通交流” 把交流电源接到电容器两个极板上后,当电源电压升高时,电源给电容器充电,电荷向电容器极板上聚集,在电路中形成充电电流;当电源电压降低时,电容器放电,原来极板上聚集的电荷又放出,在电路中形成放电电流,电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交流“通过”了电容器,但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质。 2. 电容器对交变电流的阻碍作用是怎样形成的 我们知道,恒定电流不能通过电容器,原因是电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。当

超级电容器的分类

超级电容器的分类 (资料来源:中国联保网)按原理 超级电容器的类型比较多,按不同方式可以分为多种产品,以下作简单介绍。 按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器: 双电层型超级电容器 1.活性碳电极材料,采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。 2.碳纤维电极材料,采用活性炭纤维成形材料,如布、毡等经过增强,喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。 3.碳气凝胶电极材料,采用前驱材料制备凝胶,经过炭化活化得到电极材料。 4.碳纳米管电极材料,碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性,采用高比表面积的碳纳米管材料,可以制得非常优良的超级电容器电极。 以上电极材料可以制成: 1.平板型超级电容器,在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极,另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器,可以达到300V以上的工作

电压。 2.绕卷型溶剂电容器,采用电极材料涂覆在集流体上,经过绕制得到,这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。 赝电容型超级电容器 包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料,金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料,活性炭作为负极材料制备的超级电容器,导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAn i、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极,以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度,除NiOx型外,其它类型多处于研究阶段,还没有实现产业化生产。 按电解质类型 可以分为水性电解质和有机电解质类型: 水性电解质 1.酸性电解质,多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。

2.碱性电解质,通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质,水作为溶剂。 3.中性电解质,通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质,水作为溶剂,多用于氧化锰电极材料的电解液。 有机电解质 通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质,有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂,电解质在溶剂中接近饱和溶解度。 其他 1.液体电解质超级电容器,多数超级电容器电解质均为液态。 2.固体电解质超级电容器,随着锂离子电池固态电解液的发展,应用于超级电容器的电解质也对凝胶电解质和PEO等固体电解质进行研究。

110kV并联电容器成套装置通用技术规范

1000kV变电站用并联电容器成套装置 通用技术规范

本规范对应的专用技术规范目录 并联电容器装置标准技术规范使用说明 一、总体说明 1、本标准技术规范分为通用部分、专用部分。 2、项目单位根据需求选择所需设备的技术规范,技术规范通用部分条款及专用部分固化的参数原则上不能更改。 3、项目单位应按实际要求填写“项目需求部分”。如确实需要改动以下部分,项目单位应填写专用部分“表8 项目单位技术差异表”并加盖项目单位物资部门公章,与辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会: ①改动通用部分条款及专用部分固化的参数; ②项目单位要求值超出标准技术参数值; ③需要修正污秽、温度、海拔等条件。 经标书审查会同意后,对专用部分的修改形成“表8 项目单位技术差异表”,放入专用部分中,随招标文件同时发出并视为有效,否则将视为无差异。 4、对扩建工程,项目单位应在专用部分提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。 5、技术规范的页面、标题、标准参数值等均为统一格式,不得随意更改。 6、投标人逐项响应技术规范专用部分中“1 标准技术参数”、“2 项目需求部分”和“3 投标人响应部分”三部分相应内容。填写投标人响应部分,应严格按招标文件技术规范专用部分的“项目单位要求值”一栏填写相应的招标文件投标人响应部分的表格。投标人填写技术参数和性能要求响应表时,如有偏差除填写“表9 投标人技术偏差表”外,必要时应提供相应试验报告。 二、具体使用说明 1、本并联电容器装置采购规范的使用范围适用于1000kV变电站110kV并联电容器装置,其单套输出容量为210Mvar,物资采购通用及专用技术规范共3本(通用技术规范

超级电容器的分类与优缺点分析

超级电容器的分类与优缺点分析 摘要:电容器是储存电荷的常用电子器件,在许多电子设备中得到了广泛的运用。由于新时期行业技术的迅速发展,早期的电路结构逐渐被更复杂的电路形式取代,普通的电容器已经满足不了电路运行的需要。为了达到高负荷或超负荷电路运行的需要,国内开始推广使用超级电容器,这种器件在性能上比传统电容器更加优越。文中阐述了电容器的原理、基本功能、优缺点等。 常规电容仅能满足结构简单、负荷较小的电路运行要求,对于大负荷的电路运行则难以起到储存电荷的效果。近年来,超级电容器的推广应用有效地解决了大负荷电路运行的难题,保证了电力电子设备使用性能的正常发挥。 1 超级电容器原理与应用 超级电容器实际上属于电化学元件,引起电荷或电能储存流程可相互逆转,其循环充电的次数达到10万次。凭借多个方面的性能优势,超级电容器的应用范围逐渐扩大,掌握该装置的原理有助于正常的操作使用。 1.1 超级电容器的原理 "双电层原理"是超级电容器的核心,这是由该装置的双电层结构决定的。超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压作用于普通电容器的两个极板时,装置存储电荷的原理是一样的,即正电极与正电荷对应、负电极与负电荷对应。而超级电容器除了这些功能外,若其受到电场作用则会在电解液、电极之间产生相反的电荷,此时正电荷、负电荷分别处于不同的接触面,这种条件下的负荷分布则属于"双电层",原理如图1.因电容器结构组合上的改进,超级电容器的电容储存量极大。此外,如果超级电容器两极板间电势小于电解液的标准电位时,超级电容器则是正常的工作状态,相反则不正常。根据超级电容器原理,其在运用过程中并没有出现化学反应,仅仅是在物理性质上的变化,因而超级电容器的稳定性更加可靠。

电容充放电计算公式

标 签:电容充放电公式 电容充电放电时间计算公式设,V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 则, Vt="V0"+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)] 或, t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)] 例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电 V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*[1-exp(-t/RC)] 再如,初始电压为E的电容C通过R放电 V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*exp(-t/RC) 又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?

V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 t="RC"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2 =0.693RC 注:以上exp()表示以e为底的指数函数;Ln()是e为底的对数函 解读电感和电容在交流电路中的作用 山东司友毓 一、电感 1.电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过电感线圈时,由于电流时刻都在变化,因此在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍原电流的变化,故电感线圈对交变电流会起阻碍作用,前面我们已经学习过,自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关,自感系数越大,交变电流的频率越高,产生的自感电动势就越大,对交变电流的阻碍作用就越大,电感对交流的阻碍作用大小的物理量叫做感抗,用X L表示,且X L=2πfL。感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定。 2.电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流,这是对两种不同类型的电流而言的,因为恒定电流的电流不变化,不能引起自感现象,所以对恒定电流没有阻碍作用,交流电的电流时刻改变,必有自感电动势产生以阻碍电流的变化,所以对交流有阻碍作用。 (2)通低频、阻高频,这是对不同频率的交变电流而言的,因为交变电流的频率越高,电流变化越快,感抗也就越大,对电流的阻碍越大。 (3)扼流圈:利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。 低频扼流圈:线圈绕在铁芯上,匝数多,自感系数大,电阻较小,具有“通直流、阻交流”的作用。 高频扼流圈:匝数少,自感系数小;具有“通低频、阻高频”的作用。 二、电容 1.电容器为何能“通交流” 把交流电源接到电容器两个极板上后,当电源电压升高时,电源给电容器充电,电荷向电容器极板上聚集,在电路中形成充电电流;当电源电压降低时,电容器放电,原来极板上聚集的电荷又放出,在电路中形成放电电流,电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交流“通过”了电容器,但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质。

电容的选取与充放电时间的计算

电容的选取与充放电时间的计算 电容的选取: 电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候,还要注意正负极不要接反。 不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。 电容的原理: 在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与

其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。 把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。 举一个现实生活中的例子,我们看到市售的整流电源在拔下插头后,上面的发光二极管还会继续亮一会儿,然后逐渐熄灭,就是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容,造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容(1000μF,注意正极接正极),一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响,都要用至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且大电容的储能作用,使得突发的大信号到来时,电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时,大电容的作用有点像水库,使得原来汹涌的水流平滑地输出,并可以保证下游大量用水时的供应。

超级电容器的主要应用领域

超级电容器的主要应用领域 超级电容器发展展望: 超级电容器也叫做电化学电容器,是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,比容量为传统电容器的20~200倍,比功率一般大于1000W/kg,循环寿命大于100000次,可储蓄的能量比传统电容要高得多,并且充电快速。由于它们的使用寿命非常长,可被应用于终端产品的整个生命周期。而且超级电容器对环境无污染,可以说,超级电容器是一种高效、实用、环保的能量储蓄装置。当高能量电池和燃料电池与超级电容器技术相结合时,可实现高比功率、高比能量特性和长的工作寿命。近年来,由于超级电容器在新能源领域所表现出的朝阳产业趋势,许多发达国家都已经把超级电容器项目作为国家重点研究和开发项目,超级电容器的国内外市场正呈现出前所未有的蓬勃景象。 依照美国国家能源局的数据预测,超级电容器在全球市场的容量预计将从2007年的4亿美元发展到2013年的120亿美元(见下图1),其中,在电动汽车/新能源汽车领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元,在消费电子领域的市场规模有望在2013年达到30亿美元,在工业(风力发电、轨道交通、重型机械等)领域的市场规模有望在2013年达到40亿美元。

根据中商情报预测,截至2014年,我国超容产业的增长率都在30%以上。 超级电容器的主要应用领域: 1.超级电容器在太阳能能源系统中的应用 太阳能源的利用最终归结为太阳能利用和太阳光利用两个方面。太阳能发电分为光伏发电和光热发电,其中光伏发电就是利用光伏电池将太阳能直接转化为电能。光伏发电不论在转化效率、设备成本和发展前景尚都远远强于光热发电。 自从实用型多晶硅的光伏电池问世以来,世界上就便开始了太阳能光伏发电的应

框架式并联电容器成套装置说明书

目 录 一、概述.........................................................-1 - 1 用途:.....................................................-1 -2 型号说明...................................................-1 -3 执行标准...................................................-2 - 二、使用环境条件.................................................-2 - 三、结构特点.....................................................-2 - 四、技术参数.....................................................-3 - 五、装置的保护(用户自定保护装置)..............................-3 - 六、包装、运输和储存.............................................-4 - 七、安装.........................................................-4 - 八、运行前的调整和试验...........................................-5 - 九、运行、巡视和检修.............................................-5 - 十、安全规程.....................................................-6 -十一、备品备件和资料.............................................-6 -十二、订货须知...................................................-7 -十三、典型电容器装置外观结构示意图..............................-7 -

(整理)TBBF-106型高压并联电容器成套装置.

TBB(F)-10(6)型高压并联电容器成套装置 使用说明书 苏杭电气有限公司 一、概述 TBB(F)型高压并联电容器装置用于工频电力系统,作为提高 功率因数,改善和提高供电重量,减少网路损失。 警示:客户在投切电容器装置进行验收试验时,应带上负荷, 不应在无负荷的情况下投切电容器装置,避免发生谐振,产生 高电压损坏设备。 二、使用环境条件 海拔不超过1000米;周围空气温度-40℃~+45℃;相对湿度日 平均不大于95%月平均不但要90%;周围空气应不受腐蚀性或 可燃性气体、水蒸气等明显污染;无经常性剧烈振动。 三、结构特点 高压并联电容器装置的结构形式分为户内柜体式和户内外柜架 式两大类。 户内柜体式由规范化的电容器柜、限流器柜、放电线圈避雷器 柜,以及开关柜(包括测量、保护与控制系统)等组成。可根 据装置容量大小、电气接线方式,以及安装现场条件进行相应 的排列组合。柜体式装置装设了“机电一体多网门联锁装置”,保护了人身设备安全。 四、型号说明

T BB 口(F)-口-口/口-** T-装置 BB-并联电容器装置 口-设计序号 (F)-防误型 口-额定电压(KV) 口-电容器组总容量(Kvar) 口-单台电容器额定容量(Kvar) **-尾注号 注:设计序号用于区别某一系列产品的不同结构形式,设计序号第一个字母1表示单列布置,2表示双列布置。第二个字母1表示单层布置,2表示双层布置,3表示三层布置。 尾注号表示主接线方式和电容器组的继电保护方式,用两个大写汉语拼音字母表示,第一个字母表示主接线方式:A-单星型(Y接线);B-双星型(Y-Y接线);C-单三角形(△接线)。第二个字母表示电容器组的继电保护方式:C-电压差动保护,L-不平衡电流保护,K-开口三角电压保护,Y-不平衡电压保护。 五、技术参数 a.装置额定电压:6KV、10KV。 b.装置额定容量:1000Kvar~6000Kvar可根据用户要求而定; c.配套多网门联锁装置操作电源:DC-110V、DC-220V、AC-220V 等;

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