《电工基础》 第三章 电容器

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 、1C 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—14．1C （10μF/15V ）和2C （20μF/25V ）串联，其最大安全工作电压为（ C ）。

A 、15VB 、25VC 、22.5VD 、40V5．电容器并联使用时，总电容量将（ A ）。

第三章电容器3-1 电容器与电容量一、填空题1、两个相互绝缘又靠的很近的导体组成一个电容器。

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。

2、使电容器带电的过程称为充电;充电后电容器失去电荷的过程称为放电。

3、电容的单位就是法拉(F),比它小的单位就是微法(μF)与皮法(pF),它们之间的换算关系为:1F=106μf=1012 pF。

4、电容就是电容器的固有属性,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、平行板电容器的电容与外加电压的大小成正比。

(×)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C1>C2,如果它们两端的电压相等,则C1所带的电荷较多。

(√)5、有两个电容器,且C1>C2,若它们所带的电量相等,则C1两端的电压较高。

(×)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。

”这种说法对不？为什么？答:这种说法不对。

因为电容器的电容就是它的固有属性,它只与她的结构有关,电容器的结构不改变则电容就不会变。

所以以上说法就是不正确的。

2、在下列情况下,空气平行板电容器的电容、两极板间电压、电容器的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εr=4的电介质。

答:由C= εSd与C=QU可得（1）空气平行板电容器的电容C增大1倍、两极板间电压不变、电容器的带电荷量增大1倍。

（2）空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压不变、电容器的带电荷量Q减小1倍（3）空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量Q不变（4）空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量Q不变（5）空气平行板电容器的电容C增大4倍、两极板间电压减小4倍、电容器的带电荷量Q不变3-2 电容器的选用与连接 一、填空题1、电容器额定工作电压就是指电容器在电路中能长期可靠工作而不被击穿的直流电压,又称耐压。

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0.1μF4、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 SC 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。

《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Ġ，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캎增大电容器的! ，因而电容量Р㐂18、当n个容量均为၃0的男容并联时，总容量C= 。

Ѝ19、电容器并쁔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၃" 。

19、电容器并쁔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၃" 。

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Ƞ，也随之能量。

21、0.01uF= 360PF= uF= F 。

第三章电容器一、填空题1、过程成为充电；过程称为放电。

2、电容的基本单位是，比它小的单位是和它们之间的换算关系为。

3、电容器储存电荷的能力，通常以来表示，其表示式是4、电容是电容器的固有属性，它只与电容器的和以及有关，而与和等外部条件无关。

5、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。

5、电容器工作时，实际所加的电压的最大值不得否则将，严重时会。

6、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C1，C2串联在电压为U的电路中，它们所分配的电压U1= ，U2= 。

7、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。

8、电容器在充电过程中，充电电流逐渐，电容器两端电压将逐渐。

9、电容器在放电过程中，放电电流逐渐，二电容器的两端电压逐渐。

10、电容器在刚充电的瞬间相当于，当充满电时相当于一个等效，不过它的电压随着放电而减小。

11、称为RC电路的时间常数，用表示，单位。

12不论是充电还是放电，电容器上电压都是变化的，充电式它不可能立即达到，放电时它也不可能立即下降到，即电容器两端的电压不能，这个过程称为。

13、电容器是元件，它储存的电场能量与和成正比，电容器两端的不能突袭。

14、从能量的角度看，电容器的电压上升的过程是电荷的过程。

15,、如果电容电压不随着时间变化，则电流为这时电容元件的作用相当于使电路16当两个电容C1，C2并联时，等效电容C= 。

17当两个电容C1，C2串联时，等效电容C= 。

18并联电容器的等效电容总和总是于其中任何一个电容器的电容。

并联的电容器越多，等效电容越。

19、串联电容器的等效电容总和总是于其中任何一个电容器的电容。

串联的电容器越多，等效电容越。

20、有两个电容元件，C1=25uF，耐压250V；C2=10uF，耐压500V，将这两个电容元件串联，串联后的电容元件能承受电压为 V。

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C1、C2串联在电压为U的电路中时，它们所分配的电压U 1=____________，U2=____________。

[答案]小大 C2U/(C1+C2) C1U/(C1+C2)[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3章电路的暂态过程一、思考题解答3.1 思考题【思3.1.1】电路在换路前储能元件没有储能，则在t＝0－和t＝0＋的电路中，可将电容元件视为短路，电感元件视为开路。

如果换路前储能元件已有储能，且电路已处于稳态，则在t＝0－电路中，电容元件视为开路，电感元件视为短路。

在t＝0＋电路中，电容元件可用一理想电压源代替，其电压为u C(0－)；电感元件可用一理想电流源代替，其电流为i L(0－)。

【思3.1.2】根据换路定律可知，开关S断开瞬间电容器的电压值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-2所示的电路。

u C(0＋)＝u C(0－)＝112+×6＝2V，i2(0＋)＝0，i1(0＋)＝i C(0＋)＝622-＝2A【思3.1.3】根据换路定律可知，开关S断开瞬间电感的电流值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-3所示的电路。

i L(0＋)＝i L(0－)＝42＝2A，U V＝R V×i L(0＋)＝－2500×2＝－5kV图3-2 思考题3.1.2的0＋电路图图3-3 思考题3.1.3的0＋电路图【思3.1.4】根据换路定律可知，开关S闭合瞬间电容器的电压值不能突变，则在t＝0＋时的等效电路可简化为如图3-4(a)所示的电路。

(1) i1(0＋)＝0，i(0＋)＝i2(0＋)＝100Au R1(0＋)＝100×1＝100V，u R2(0＋)＝u C(0＋)＝0第3章 电路的暂态过程• 1 •1(2) i (∞)＝i 1(∞)＝100199＋＝1A ，i 2(∞)＝0 u R1(∞)＝1×1＝1V ，u R2(∞)＝u C (∞)＝99×1＝99 V(3) 根据换路定律可知，当S 闭合瞬间电感的电流值不能突变，则在t ＝0＋时的等效电路可简化为如图3-4(b)所示的电路。

i 2(0＋)＝0，i (0＋)＝i 1(0＋)＝100199＋＝1A u R1(0＋)＝1×1＝1V ，u R2(∞)＝u L (0＋)＝99×1＝99 V S 闭合后电路达到稳态时，i 1(∞)＝0，i (∞)＝i 2(∞)＝1001＝100A u R1(∞)＝100×1＝100V ，u R2(∞)＝u C (∞)＝(a) (b) 图3-4 思考题3.1.4的0＋电路图【思3.1.5】i L (0＋)＝i L (0－)＝013E R R R ++＝12222++＝2Au C (0＋)＝u C (0－)＝2×2＝4Vt ＝0＋时的等效电路如图3-5所示，可得12＝2×［2＋i C (0＋)］＋2×i C (0＋)＋4 所以，i C (0＋)＝124422--+＝1A ，u L (0＋)＝12－2×(2＋1)－2×2＝2V【思3.1.6】(1) 根据换路定律可知，开关S 闭合瞬间电容器可视为短路，各电感可视为开路。

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：C3.定义式：C=Q/U4.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=1012pF5.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。

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.0B.CC.小于CD.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.0.1μFB.0.2μFC.0.3μFD.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.2.5FB.10FC.2FD.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=Q2B. Q1=2Q2C. 2Q1=Q2D. 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2CB.2C 和CC.都为CD.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 、60μFB.30μF 、120μFC.90μF 、60μFD.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.0.025JB.0.225JC.0.25JD.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. 2μFB.8μFC. 6μFD. 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 、100VB.10μF 、62.5VC.1.6μF 、100VD.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=q2B.U1＞U2, q1=q2C.U1＜U2,q1＞q2D. 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.1AB.0.1AC.0.01AD.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二、 计算题1、 空气平行板电容器两极板间的正对面积100㎝2 ，距离0.5㎝，电容器内储存的电荷量为10-8 C ，求C 和U ；如果将此电容器两极板间填入相对介电常数为εr =7的云母，则C 和U 又为多少？2、 如图所示，E=500V ，r=1Ω，C1=20F ，C2=30F ，开关S 置A 对C1充电后，再将S 置B ，让C1对C2充电，求两只电容器各带电荷多少？端电压为多少？各储存多少电场能？3、如图所示，已知电源电动势E=4V ，内阻不计，外电路电阻R1=3Ω，R2=1Ω，电容C1=2μF ， C2=1μF ，求： （1）R1两端的电压（2）电容C1、C2所带的电荷量 （3）电容C1、C2两端的电压4、两只电容器，一只为5μF ，耐压为250V ，另一只为10μF ，耐压为300V ，试求：（1）它们串联后的耐压值（2）它们串联后接在300V 的电源上，各自分得的电压 （3）它们并联后的耐压值（4）它们并联后总带电量为3.75×10-3 C ,各自分得的电荷量。

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：电容器是电路的基木元件之一，在电工和电子技术屮应用非常广泛。

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：—、电容器和电容1、电容器：(1)、电容器:指在电路屮储存电场能量的元件.是由两个彼此绝缘乂相隔很近的导体电极屮间夹一层绝缘体(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“隔直通交叩勺特点，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，电容器可用來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止负极上，电容器的两极板间便有电圧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床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利电场能量.2、电容(1)、电容塑是衡量电容器储存电荷能力人小的一个物理量，简称电容，通常也川符号C表示。

(2)、含义：电容器任一极板所储存的电荷量，•两极板间电压的比值叫电容量，简称电容。