电容器介绍讲义

学案10 电容器的电容一、电容器1．在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质(空气也是一种电介质)，就组成一个最简单的电容器，叫做 ．2．把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板就分别带上了等量的 电荷，这个过程叫做充电．用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷 ，电容器又不带电了，这个过程叫做放电．二、电容电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的 ，叫做电容器的 ，公式C ＝Q U，单位是 ，符号是F ，1 F ＝1 C/V ，1 F ＝ μF ＝ pF 。

电容是表示电容器 的特性的物理量．三、平行板电容器的电容平行板电容器的电容C 与极板的正对面积S 成 ，跟两极板间的距离d 成 ，公式表达式为C ＝εr S 4πkd，式中k 为静电力常量，εr 是一个常数，与 的性质有关，称为电介质的相对介电常数． 四、常见电容器1．常见的电容器，从构造上看，可以分为 和 两类．2．加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为 电压．电容器外壳上标的是工作电压，或称 电压，这个数值比击穿电压 ．一、对电容的理解例1 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V ，所带电荷量为4.5×10－4 C ，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V ，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？二、平行板电容器的电容例2 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是 ( )A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大三、平行板电容器的动态分析例3 如图5所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ，现使B 板带正电，则下列判断正确的是( )图5A．增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B．将A板稍微上移，静电计指针张角将变大C．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D．若将A板拿走，则静电计指针张角变为零针对训练两块大小、形状完全相同的金属平板平行正对放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图6所示，接通开关S，电源即给电容器充电．则()图6A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B．保持S接通，在两极板间插入一块电介质，则极板上的电荷量增大C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D．断开S，在两极板间插入一块电介质，则两极板间的电势差增大题组一对电容器及电容定义式的理解1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是() A．根据C＝Q/U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量,其大小与加在两板间的电压无关2．下列选项描述的是对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图象，其中正确的是()3．下列关于电容器的说法中，正确的是() A．电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B．电容器不带电时，其电容为零C ．由C ＝Q /U 可知，C 不变时，只要Q 不断增加，则U 可无限制地增大D ．电容器的电容跟它是否带电无关4．有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10－6 C ，则其电压降为原来的13，则 ( ) A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 C B ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 C C ．电容器原来的电压可能是5 V D ．电容器原来的电压可能是5×10－7 V 题组二 对平行板电容器电容的理解5． 要使平行板电容器的电容增大 ( )A ．增大电容器的带电荷量B ．增大电容器两极间的电压C ．增大电容器两极板的正对面积D ．增大电容器两极板的距离6． 关于已充上电的某个平行板电容器，下列说法正确的是 ( )A ．两极板上一定带等量异号电荷B ．两极板所带的电荷量为两极板所带电荷量的绝对值之和C ．电容器带电荷量多，说明它容纳电荷的本领大D ．某电容器带电荷量越多，两极板间的电势差就越大题组三 平行板电容器的动态问题分析7． 一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 ( )A ．C 和U 均增大B ．C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大D ．C 和U 均减小8． 绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a 、b 间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图1所示，则 ( )图1A ．电容器两极板的电势差会减小B ．电容器两极板的电势差会增大C ．静电计指针的偏转角度会减小D ．静电计指针的偏转角度会增大9． 两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器．将两金属板分别与电源两极相连，如图2所示，闭合开关S 达到稳定后，在两板间有一带电液滴P 恰好处于静止状态，下列判断正确的是 ( )图2A ．保持开关S 闭合，减小两极间的距离，液滴向上运动B ．保持开关S 闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动C ．断开开关S ，减小两板间的距离，液滴向上运动D ．断开开关S ，减小两板间的距离，液滴向下运动题组四 综合应用10．如图3所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路，在减小电容器两极板间距离的过程中 ( )图3A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流11．如图4所示是一个平行板电容器，其电容为C ，带电荷量为Q ，上极板带正电，两极板间距为d .现将一个试探电荷＋q 由两极板间的A 点移动到B 点，A 、B 两点间的距离为s ，连线AB 与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷＋q 所做的功等于 ( )图4A ．qCs QdB ．qQs CdC ．qQs 2CdD ．qCs 2Qd12．如图5所示，把一个平行板电容器接在电压U ＝10 V 的电源上．现进行下列四步操作：(1)合上K ；(2)在两板中央插入厚为d 2的金属板；(3)断开K ；(4)抽出金属板．则此时电容器两板间的电势差为 ( )图5A ．0B ．10 VC ．5 VD ．20 V13．如图6所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒压电源上，两极板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10－8C ，A 极板接地．求：图6(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B 板2 cm 的M 点处的电势．。

8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解1.电容器：储存电荷和电能的装置.任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器.2.电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值.(2)公式C＝QU，其中Q指一个极板上带电荷量的绝对值.(3)单位：法拉，符号是F，1 F＝1 C/V，1 F＝106μF＝1012 pF.3.说明(1)电容是表示电容器储存电荷特性的物理量，只决定于电容器本身，而与Q、U无关；(2)C＝QU是电容的定义式，对任何电容器都适用；(3)C＝QU＝ΔQΔU，电容器的电容在数值上等于两极板上每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量.4.平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成.(2)电容的决定因素：电容由电容器本身的构造决定，与Q、U无关.由公式C＝εr S4πkd知，影响电容器电容大小的因素是电介质的相对介电常数εr、电容器两极板的正对面积S和两极板间的距离d.(3)表达式C＝εr S4πkd，εr为相对介电常数，真空时εr＝1.其他电介质时εr＞1.5.C＝QU与C＝εr S4πkd的比较C＝QU是电容的定义式，对某一电容器来说，Q∝U但C＝QU不变，反映电容器容纳电荷本领的大小；C＝εr S4πkd是电容器电容的决定式，C∝εr，C∝S，C∝1d，反映了影响电容大小的因素.提醒：C＝QU适用于所有电容器；C＝εr S4πkd仅适用于平行板电容器.1一个已充电的电容器，若使它的电量减少3×10－4 C，则其电压减少为原来的1 3，则()A.电容器原来的带电量为9×10－4 CB.电容器原来的带电量为4.5×10－4 CC.电容器原来的电压为1 VD.电容器的电容变为原来的1 32一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10－7 C时，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为()A.1.0×10－8 FB.2.0×10－8 FC.4.0×10－8 FD.8.0×10－8 F3如图所示，为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，对电容器来说正确的是()A.是充电过程B.是放电过程C.该电容器的电容为5×10－2 FD.该电容器的电荷量变化量为0.2 C4有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4 C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？题型二、平行板电容器的电容及动态分析1.平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd2.平行板电容器的两类典型问题(1)平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U 不变.由C ＝εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由Q ＝UC ＝U ·εr S 4πkd ，可知，当U 不变时，Q 也随d 、S 、εr 的变化而变化.由E ＝U d ∝1d 可知，当U 不变时，E 随d 的变化而变化.(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q 保持不变.由C ＝εr S 4πkd ∝εr S d 可知C 随d 、S 、εr 的变化而变化.由U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εrS 可知，当Q 不变时，U 也随d 、S 、εr 的变化而变化. 由E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S ∝1εrS 可知，E 随S 、εr 的变化而变化，而与d 无关. 1 (多选)如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板间的电势差U ，现使B 板带正电，实验中，电荷量不变，则下列判断正确的是( )A.增大两极板之间的距离，静电计指针张角变大B.将A 板稍微上移，静电计指针张角将变大C.若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D.若将A 板拿走，则静电计指针张角变为零2 如图所示是一个由电池、电阻R 、开关S 与平行板电容器组成的串联电路，开关S 闭合.一带电液滴悬浮在两板间P 点不动，下列说法正确的是( )A.带电液滴可能带正电B.增大两极板间距离的过程中，电阻R中有从a到b的电流，电容器中负电荷从B 运动到AC.断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D.断开S，减小两极板距离的过程中，液滴静止不动3(多选)如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一定角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是()A.使A、B两板靠近一些B.使A、B两板正对面积减小一些C.断开S后，使A板向左平移一些D.断开S后，使A、B正对面积减小一些4如图所示，将平行板电容器接在电池组两极间，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态.若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则()A.电容器带电荷量不变B.电源中将有电流从正极流出C.尘埃仍静止D.电流计中将有电流，电流方向为b→a5如图所示，平行板电容器两极板A、B与电池两极相连，一带正电小球悬挂在电容器内部.闭合开关S，充电完毕后悬线偏离竖直方向夹角为θ，则()A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变题型三、图像问题与综合计算1如图为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化时，电容C便发生变化，通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化情况.在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是()2如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10 F，两极板间距离d＝1.20×10－3 m，g取10 m/s2，求：(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒，其质量m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电荷量为多少？带何种电荷？3如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8 C，A极板接地.求：(1)平行板电容器的电容；(2)平行板电容器两板之间的电场强度；(3)距B板2 cm的M点处的电势.8电容器的电容题型一、对电容器、电容的理解1答案 B解析由C＝ΔQΔU得ΔQ＝C(U－13U)＝23CU＝23QQ＝32ΔQ＝4.5×10－4C，故B正确.因电容器的电容不知，所以无法得出电容器原来的电压，C错.电容是由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错误.2答案 B解析C＝ΔQΔU＝4.0×10－720F＝2.0×10－8 F.故选B.3答案 B解析由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错，B对；由C＝QU＝0.240F＝5×10－3 F，可知C错；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错.4答案 1.5×10－4 F 1.5×10－4 F3×10－4 C解析C＝QU＝4.5×10－43F＝1.5×10－4 F.电容器电压降为2 V时，电容不变，仍为1.5×10－4 F.此时所带电荷量为Q′＝CU′＝1.5×10－4×2 C＝3×10－4 C.题型二、平行板电容器的电容及动态分析1答案AB解析电容器上所带电荷量一定，由公式C＝εr S4πkd得，当d变大时，C变小.再由C＝QU得U变大；当A板上移时，正对面积S变小，C变小，U变大；当插入玻璃板时，C变大，U变小；当将A板拿走时，相当于使d变得更大，C更小，故U应更大，故选A、B.2答案 D解析带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，A选项错误.由C＝εr S4πkd和Q＝CU可知，两极板间距离增大的过程中，C变小，所以Q变小，因此电容器放电，放电电流的方向从a到b，负电荷由B板经电源和电阻R流向A板，选项B错误.断开S，由C＝εr S4πkd、Q＝CU和U＝Ed知E＝4kπQεr S，Q不变，S减小，所以E增大，电场力大于重力，液滴将加速上升，C选项错误.由E＝4kπQεr S知，Q不变，d减小，E不变，液滴静止不动，D选项正确.3答案CD解析静电计显示的是A、B两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高.当合上S后，A、B两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A、B两板间的电容变小，而电容器所带的电荷量不变，由C＝QU可知，板间电压U增大，从而静电计指针张角增大.所以本题的正确选项是C、D.4答案 C解析电容器与电池组连接，其电压不变，带电尘埃静止，静电力与重力平衡，qE ＝mg，两极板错开时电场强度不变，故C正确；因电容减小，由Q＝CU，知电荷量Q 减小，电容器放电，电流方向为a→b，A、B、D错误.5答案AD解析保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，带正电的A板向B板靠近，极板间距离减小，电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大，故A正确，B错误；断开开关S，电容器所带的电荷量不变，C＝εr S4πkd，E＝Ud＝QCd＝4πkQεr S，知d变化，E不变，电场力不变，θ不变.故C错误，D正确.题型三、图像问题与综合计算1答案 A解析由平行板电容器电容的决定式C＝εr S4πkd可知，电容C与两极板之间距离d成反比，在第一象限，反比例函数图象是双曲线的一支，选项A正确.2答案(1)3.6×10－9 C (2)2.0×10－6 C负电荷解析(1)由公式C＝QU得Q＝CU＝3.0×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则带电微粒带负电，并且有qE＝mg，而E＝Ud，解得q＝mgdU＝2.0×10－3×10×1.20×10－312C＝2.0×10－6 C.3答案(1)1×10－9 F(2)2×103 V/m，方向竖直向下(3)－20 V解析(1)平行板电容器的电容C＝QU＝6×10－860F＝1×10－9 F.(2)两板之间为匀强电场，则E＝Ud＝603×10－2V/m＝2×103 V/m，方向竖直向下.(3)M点距A板间距离为d AM＝d－d BM＝1 cm A与M间电势差U AM＝Ed AM＝20 V又U AM＝φA－φM，φA＝0，可得φM＝－20 V.。

电容器的电容知识点：电容器的电容一、电容器1．电容器：储存电荷和电能的装置．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器． 2．电容器的充放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量的异种电荷的过程，充电过程中，由电源获得的能量储存在电容器中．(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程，放电过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量． 二、电容1．定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值． 2．定义式：C ＝QU.3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F ，常用的单位还有微法和皮法，1 F ＝106 μF ＝1012 pF.4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量． 5．击穿电压与额定电压(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低． 三、平行板电容器1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成．2．电容的决定因素：电容C 与两极板间电介质的相对介电常数εr 成正比，跟极板的正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 成反比． 3．电容的决定式：C ＝εr S4πkd ，εr为电介质的相对介电常数，k 为静电力常量．当两极板间是真空时，C ＝S4πkd .四、常用电容器1．分类：分为固定电容器和可变电容器两类．2．固定电容器有：聚苯乙烯电容器、电解电容器等．3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可动的一组叫动片．转动动片，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着变化．五、实验：观察电容器的充、放电现象1．实验原理(1)电容器的充电过程如下图所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电．正、负极板带等量的正、负电荷．电荷在移动的过程中形成电流．在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0 .(2)电容器的放电过程如下图所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和．在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零．2．实验器材：6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干.3．实验步骤(1)按图连接好电路．(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中．(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中．(4)记录好实验结果，关闭电源． 4．实验记录和分析5.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计． (2)要选择大容量的电容器． (3)实验要在干燥的环境中进行．(4)在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表．技巧点拨一、电容器 电容1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能．2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流． 3．C ＝Q U 是电容的定义式，由此也可得出：C ＝ΔQΔU.4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q 以及电势差U 均无关． 二、平行板电容器1．C ＝Q U 与C ＝εr S4πkd的比较(1)C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝QU 不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； (2)C ＝εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d，反映了影响电容大小的因素．2．平行板电容器动态问题的分析方法 抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式： C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd3．平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合，两极板间的电势差U 恒定， Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr S d ，E ＝U d ∝1d.(2)充电后断开S ，电荷量Q 恒定， U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S ，E ＝U d ＝4πkQ εr S ∝1εr S .三、静电计的使用静电计是在验电器的基础上改造而成的，静电计由相互绝缘的两部分组成，静电计与电容器的两极板分别连接在一起，则电容器两极板间的电势差就等于静电计上所指示的电势差U ，U 的大小可从静电计的刻度读出，可见，静电计指针偏角的变化表征了电容器两极板间电势差的变化．例题精练1．（菏泽二模）如图所示，平行板电容器与光电管相连，用蓝光照射光电管时，处在电容器中的带电粒子P 处于静止状态，可以判断（ ）A．粒子P带的是负电荷B．保持蓝光的强度不变，增大电容器两板间的距离，粒子P将向上运动C．若换用紫光照射，粒子P将向上运动D．若换用紫光照射，粒子P将向下运动2．（顺德区模拟）如图所示是某电容式话筒的原理示意图，E为电源，R为电阻，P为金属薄片，Q为金属板。

电容器的基本知识第⼀讲电容器的基本知识⼀．什么是电容器：1．所谓电容器就是由中间夹有电介质的两相对导体构成的元件。

①电介质：绝缘体（不能导电的物质），如胶⽊、塑料、⽊材、化成铝箔上的Al 2O 3氧化膜、环氧树脂、变压器油……等等；②导体（能导电的物质）：如⾦属（铜、铝……）、酸、碱、盐、电解液……等；2. 电容器的基本构造及容量关系式；①平⾏板电容器模型：C O电极间为真空电极间为胶⽊由上图可知，加了胶⽊作介质后，⾦属极板上的电荷增加了。

这是由于在电场作⽤下，嵌⼊的介质产⽣了极化现象，即介质中的分⼦、原⼦、离⼦的正负电荷在电场作⽤下发⽣了位移。

由C= 可知，此时Q 值增⼤，U 不变，C 也为之增⼤。

另外，如将极板⾯积增⼤或减少（或错位），C 也随之增⼤与减少。

将极板间的距离拉⼤或压⼩，C 也随之变⼩和变⼤。

②电容量的关系式：C ∝ , ε= = ，表⽰介质极化的程度，叫介电系数。

③ C ∝的物理意义：选⽤⾼ε介质，有效⾯积尽可能⼤的极板，⾼抗电强度（厚度⼩）的介质是设计⾼⽐特性的电容器的有效途径。

同时也回答了铝电解为什么要采⽤腐蚀箔，为什么要化成Al 2O 3氧化膜，为什么卷绕时正负箔⽚不能错位，负箔要包住正箔等问题。

U Q Uε . s а QQ 0 C C 0ε . s а同样其它电容器也都是围绕着这些参数的优化来设计的。

3．电容器的标称电容量与允许偏差：铝电解电容器标称容量与允许偏差采⽤E6系列±20％允许误差。

即以1.0，1.5，2.2，3.3，4.7，6.8这6个有效数值或其乘以10n (n为整数)倍数得到的有效数字作为标称容量。

其特点是某⼀数值的正误差极限差不多与下⼀个数值的负误差极限衔接起来。

如：150uF*120%=180uF220uF*80%=176uF如果壳号相同，则可改套，减少低容品；当然现在客户很多都甩开了系列，就更要求⽣产产商严格控制容量。

⼆．电容量的量纲与换算：1．1F（法拉）=103mF(毫法)= 106uF(微法)= 109nF(纳法)= 1012pF(⽪法)；2．铝电解电容器的电容量采⽤uF为量纲，但成品编码⼤多以电容器PF为基点来命名。

《电容》讲义一、电容的定义与基本概念在电学的世界里，电容是一个非常重要的元件。

那什么是电容呢？简单来说，电容就是用来储存电荷的器件。

想象一下，有两个金属板，彼此平行放置，但中间隔了一段距离。

当我们给这两个金属板加上电压时，电子就会在一个金属板上聚集，而另一个金属板上就会缺少电子。

这个过程中，金属板之间就储存了电荷，而这种能够储存电荷的能力就是电容。

电容的大小取决于多个因素，其中最主要的是金属板的面积、金属板之间的距离以及中间的绝缘介质。

金属板的面积越大，电容就越大；金属板之间的距离越小，电容就越大；绝缘介质的介电常数越大，电容也就越大。

二、电容的单位为了衡量电容的大小，我们有专门的单位。

电容的单位是法拉（F），但在实际应用中，法拉这个单位太大了，我们通常会用到更小的单位，比如微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）。

1 法拉＝ 1000000 微法1 微法＝ 1000 纳法1 纳法＝ 1000 皮法三、电容的分类电容有很多种类，根据不同的特点和用途，可以分为以下几种：1、电解电容电解电容是一种有极性的电容，也就是说，在使用时必须注意正负极的连接。

它的容量通常比较大，可以达到几千微法甚至更大。

但电解电容的缺点是漏电较大，寿命相对较短。

2、陶瓷电容陶瓷电容是一种无极性电容，体积小，高频性能好，常用于高频电路中。

3、薄膜电容薄膜电容的性能比较稳定，容量范围也比较宽。

4、钽电容钽电容具有体积小、容量大、稳定性好等优点，但价格相对较高。

四、电容的作用电容在电路中有着非常重要的作用，主要包括以下几个方面：1、滤波在电源电路中，电容可以用来滤波，将交流成分滤除，得到平稳的直流电压。

2、耦合在信号传输中，电容可以用来耦合交流信号，同时阻隔直流信号，使信号能够顺利传输。

3、旁路在电路中，电容可以为高频噪声提供一条低阻抗的通路，起到旁路的作用。

4、定时通过电容的充放电特性，可以实现定时的功能。

五、电容的充放电当我们给电容加上电压时，电容开始充电，电子逐渐在一个极板上积累，另一个极板上的电子逐渐减少。

高二物理第4节 电容器 电容鲁教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第4节 电容器 电容（一）基础知识1. 电容器（1）平行板电容器：在两个正对的平行板中间夹一层绝缘介质，就组成一个最简单的电容器。

实际上，任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器。

（2）电容器的工作基础：①充电：使电容器带电的过程称为充电，充电后两板带等量异种电荷，电容器储存了电场能。

②放电：使充电后的电容器失去电荷叫放电。

（3）电容器的带电荷量：一个极板所带电荷量的绝对值。

2. 电容（1）定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值，叫做电容器的电容。

公式：UQ C =。

（2）物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，数值上等于使两极间的电势差为1V 时电容器所带的电荷量。

单位：法，符号F ，还有微法（F μ）和皮法（pF ）。

关系：pF 10F 10F 1126=μ=。

（3）电容器的电容仅由电容器的结构决定，与所带电荷量Q 或所加电压U 无关。

3. 常见电容器常见电容器按导体极板间所用的电介质的不同来分类，有空气电容器、云母电容器、纸质电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、电解电容器等。

按电容器的电容是否可变来分类，有可变电容器、固定电容器等。

4. 电容器的应用（1）用于照相机的电子闪光灯中。

（2）利用电容测水位。

（3）用于高能物理实验或工程中。

（4）驻极体话筒。

（二）方法点拨1. 电容的定义式UQ C =的正确理解 关于电容的定义式利用了比值定义法，看起来好象C 由Q 和U 来决定，其实C 与Q 和U 无关。

C 的大小是由电容器本身的结构决定的，只是比值UQ 可以来量度电容器的电容。

即使电容器不带电，电容器的容纳电荷的本领也不变，其电容仍为C 。

2. 关于电容器的充电、放电（1）充电过程：如下图所示，原来不带电的电容器与电源连接后，有逆时针方向的电流，使电容器上板带正电。

下板带负电，且电荷量越来越大。

电容器基础知识解析引言：电容器作为一种重要的电子元件，在各个领域起着重要的作用。

它的基础知识对于理解电路原理和应用具有重要意义。

本文将对电容器的基础知识进行解析，包括电容器的概念、分类、工作原理以及在电路中的应用等方面进行详细介绍。

一、电容器的概念和分类1.1 电容器的概念电容器是一种能够储存电荷的电子元件，由两个导体（通常为金属板）之间隔着一层绝缘介质构成。

当电压施加在电容器上时，正负电荷会在两个导体板之间积累，形成电场。

电场的强度与电容器的电容量有关，单位为法拉(F)。

1.2 电容器的分类根据电容器的结构和使用领域，电容器可以分为以下几类：（1）电解电容器：由两个金属板之间的电解质构成，具有较大的电容量和体积。

（2）陶瓷电容器：利用陶瓷介质隔离两个金属板，具有较小的体积和较高的工作频率。

（3）塑料电容器：利用塑料介质隔离，体积较小且具有较高的绝缘阻抗。

（4）超级电容器：利用电化学原理，具有较大的电容量和瞬时储能特性。

（5）变压器电容器：用于电力系统中，具有较高的电容量和耐高电压特性。

二、电容器的工作原理电容器的工作原理基于电场的产生和储存。

当电压施加在电容器上时，两个导体板之间的电场被激发出来，在导体板上积聚正、负电荷。

这种电荷的分布会造成电流的流动，直到电容器充电满或放电完毕。

当电容器充电或放电时，储存在电容器中的能量会相应地增加或减少。

三、电容器在电路中的应用3.1 直流电路中的电容器应用（1）滤波电容器：在直流电源电路中，使用滤波电容器去除直流电源中的纹波信号，使其更加稳定。

（2）耦合电容器：用于耦合两个不同的电路，传递信号。

（3）绕组电容器：在变压器等电感元件中加入电容器，能够增加电感元件的谐振频率和电力因数。

3.2 交流电路中的电容器应用（1）相位移电容器：在交流电路中，通过改变电容器的电路连接方式和数值，能够实现对电流或电压的相位移动，用于电路的调整和补偿。

（2）共模抑制电容器：用于抑制共模信号，减少电路中的干扰。

第04讲电容器的电容1.理解电容器电容的物理意义，掌握平行板电容器有计算。

2.掌握电容器的两类动态分析一、电容器和电容1.任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。

2.电容器的电容在数值上等于两极板间每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量。

即C =Q U=ΔQΔU，对任何电容器都适用。

Q 为电容器所带的电荷量，是其中一个极板上所带电荷量的绝对值。

3.平行板电容器的电容与两平行极板的正对面积S 成正比，与电介质的相对介电常数εr 成正比，与极板间的距离d 成反比，其表达式为C =εr S4πkd。

两板间为真空时相对介电常数εr =1，其他任何电介质的相对介电常数εr 都大于1。

4.C =Q U 适用于所有电容器；C =εr S 4πkd仅适用于平行板电容器。

二、平行板电容器的两类典型问题1.分析方法抓住不变量，分析变化量。

(1)电容器电容的定义式：C =QU。

(2)平行板电容器内部是匀强电场时，有E =U d。

(3)平行板电容器电容的决定式：C =εr S4πkd。

2.两种典型题型(1)平行板电容器始终连接在电源两端：电势差U 不变，由C =εr S 4πkd ∝εr Sd可知，C 随d 、S 、εr 的变化而变化；由Q =UC =Uεr S 4πkd ∝εr S d 可知，Q 随d 、S 、εr 的变化而变化；由E =U d ∝1d可知，E 随d 的变化而变化。

(2)平行板电容器充电后，切断与电源的连接：电荷量Q 保持不变，由C =εr S 4πkd ∝εr Sd 可知，C 随d 、S 、εr的变化而变化；由U=QC=4πkdQεr S∝dεr S可知，U随d、S、εr的变化而变化；由E=Ud=QCd=4πkQ εr S ∝1εr S可知，E与d无关，只随S、εr的变化而变化。

考点一：电容器的电容1根据电容器的电容的定义式C=QU，可知( )A.电容器带电的电量Q越多，它的电容C就越大，C与Q成正比B.电容器不带电时，其电容为零C.电容器两极板之间的电压U越高，它的电容C就越小，C与U成反比D.无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量Q与电压U的比值恒定不变考点二：平行板电容器的动态分析问题2兴趣小组利用图示器材探究平行板电容器，保持正对面积S不变，缓慢增大两极板间距离d，描绘出电容器两端电压U、电容器电容C、极板带电量Q、板间电场强度E与d的关系图像，以下描述可能正确的是()A. B. C. D.3如图，在干燥的冬天，手接触房间的金属门锁时，会有一种被电击的感觉，带负电的手在缓慢靠近门锁还未被电击的过程中，门锁()A.近手端感应出正电荷B.电势比手的电势低C.与手之间场强逐渐增大D.与手之间场强保持不变3(2021·重庆·高考真题)电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊等系统，如图所示。

第39课时 电容器(重点突破课)[基础点·自主落实] [必备学问] 一、电容器1．组成：由两个彼此绝缘又相互靠近的导体组成。

2．带电荷量：一个极板所带电荷量的确定值。

3．电容器的充、放电(1)充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板带上等量的异种电荷，电容器中储存电场能； (2)放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电能转化为其他形式的能。

二、电容1．定义：电容器所带的电荷量与两个极板间的电势差的比值。

2．定义式：C ＝Q U 。

3．单位：法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)，1 F ＝106 μF ＝1012 pF 。

4．意义：表示电容器容纳电荷本事的凹凸。

5．打算因素：由电容器本身物理条件(大小、外形、相对位置及电介质)打算，与电容器是否带电及电压无关。

三、平行板电容器的电容1．打算因素：正对面积，介电常数，两板间的距离。

2．打算式：C ＝εr S4πkd 。

[小题热身]1.如图所示为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5.0×10－2F D ．该电容器的电量变化量为0.20 C解析：选B 由Q ＝CU 知， U 降低，Q 减小，故为放电过程，A 错B 对；由C ＝Q U ＝0.240 F ＝5×10－3 F ，可知C错；ΔQ ＝C ΔU ＝5×10－3×4 C ＝0.02 C ，D错。

2．有两个平行板电容器，它们的电容之比为5∶4，它们的带电荷量之比为5∶1，两极板间距离之比为4∶3，则两极板间电压之比和电场强度之比分别为( )A ．4∶1 1∶3B ．1∶4 3∶1C ．4∶1 3∶1D ．4∶1 4∶3解析：选C 由U ＝Q C 得：U 1U 2＝Q 1C 2Q 2C 1＝5×45＝41，又由E ＝U d ＝Q Cd 得：E 1E 2＝Q 1C 2d 2Q 2C 1d 1＝5×4×35×4＝31，所以选项C 正确。

♦ 電容的功用及結構 ♦ 電容符號、名詞 ♦ 電容的種類 ♦ MLCC 材質代碼辨別 ♦ 電容的使用 A01. 電容的功用及結構：✧ 電容的功用：電容器在電路上是用來存放能量（與電池有一點像），可以很快時間的充放電，而且有些特性比電池還優良，例如：(1). 電動汽機車內，通常是鉛酸電池併聯大μ數（1.8法拉）來供給電動馬達使用。

(2). SMPS 輸入、輸出端利用電解電容來將波形直流化 (3). IC 旁邊放置濾波電容來防止雜訊✧ 電容的基本結構為：兩片導電材料之間，夾著一片很薄的介電材料，如上圖所示，而此介電材料必須是絕緣，這樣電容器才可儲存能量，如果材料的『絕緣』不好，能量就容易會流失，電容的特性大打折扣，為了縮小體積，則將兩片導電材料用『捲起來』、『疊起來』…. 各種外型2. 電容符號、名詞：C F （法拉）DA C *ε ε： 介電材料的介電係數 μF （10-6F ）A = L * W 兩片電極的面積p F （10-12 F ）D ： 兩片電極的距離儲存電荷庫倫Q = C * V = I * t1 F （法拉）= 10 6μF = 10 9 nF = 10 12μF由計算公式可以知道： ➢ 兩片電極的距離越小，電容值會越大 但耐壓會變小 ➢ 兩片電極的面積越大，電容值會越大 但體積會變大Dielectric Constant 介電係數ε對電場及頻率的反應等.主要決定在介電材料上.Dissipation Factor 消散因數 DInsulation Resistance 絕緣性質ΩDielectric Strength 介電強度BDVAging 老化HrTemperature Coefficient 溫度係數TC3.電容的種類：Vacuum 真空 1Air 空氣 1.004Mylar Mylar電容 3Paper 紙質電容 4 ~ 6Mica 雲母電容 4 ~ 8Glass 玻璃電容 3.7 ~ 19Alumna 鋁質電容9Titania ( Ti02 ) 鈦質電容85 ~ 170 ( varies with crystal axis )Barium Titanate (BaTiO3) 鋇酸鋇電容1,500Formulated ceramic 超微粒陶瓷20 ~ 15,000Aluminum Electrolytic 鋁質電解電容Tantalum 鉭質電容Ceramic 陶瓷電容鈦酸鋇 BaTiO3有較高的介電常數.鈦酸系列 ( Titanates ) 鈮酸系列 ( Niobates ) 可得到最高的介電常數,且配合其它性質,如溫度系數,消散因數, IR ,等要求,皆可由配方調整獲得,而晶片電容,強調體積小,電容大,因此在現有市場上的晶片電容絕大多數是用鈦酸系列及鈮酸系列所製成.外觀區分：4.MLCC材質代碼辨別：MLCC（M ulti-L ayer C hip C ap.）就是晶片積層電容的簡稱，為一種多層式陶瓷電容器，其電容值的計算方式：C = KAn/ftC ：電容K ：介電常數A ：相臨電極層重疊面積n ：層數t ：介電材料厚度f ：轉換常數 4.452 ( 英制系統 )為適應表面黏裝，晶片電容必須經過兩道電鍍程序，由於銀質端帽會很快的熔入( 通常為 1 –5 秒 ) 高溫熔融的銲鍚中，因此端帽必需有一層鎳來保護，而在鎳層在高溫熔融的銲鍚中，通常能耐一分鐘以上，比起 SMT 焊接過程所需的 12~15秒，是相常足夠的。

电容器的基础知识的讲义——孔 星1.电容器的基本概念a.电容：使导体每升高单位电位所需要的电量。

C=q/U （库仑/伏特）b.单位（法拉 F ）1F=1库仑/1伏特=106μF=1012pF1μF=103nFc.电容器：由多个导电体组成的能够存储电荷的容器。

C AB =Q A /（U A - U B ）εd.电容器的联接：串联：1/Cs=1/C1+1/C2 C 1C 2并联：Cp=C1+C2C2C12.电容器的基本参数2.1电容量 平板电容: C=εs/d ε=ε0εr S=L*W2.2损耗角正切D D=tgδ=P有/P 即通过电容器的总功率与在电容器内的热功耗D=D（f×t）；P=P无+P有P有=VIP无=t gδ=tgδS+tgδPtgδS=ωCRS tgδp=1/ωCR PR S：串联电阻 R P：并联电阻2.3耐压Vt-t：穿介电场强度与电应力有关，V=V（f×t）e g：弹性势能E=1/2kX²弹性力：f=-ӘE/Әx=-1/2×k×2x=-kx2.4绝缘电阻RI（漏电流）：介质内部的本征漏电流及吸收电流；本征漏电流：杂质决定吸收电流：介质极化引起（例如偶极子⊕----Θ）运动2.5过流能力（dv/dt） Ip=C dv/dt ；I=Ir+IpIr=2πfcu Ip=c*dv/dt2.6耐温T ：电容器的最高/最低使用温度（-40/105）；2.7热稳定性（Δt-t）：电容器正常发热时温升达到稳定所需要的时间，（2h，48h ）；热稳定时间越短(同体积)，说明热稳定性越好。

2.8自愈性（SH）：介质击穿后自我恢复能力（ΔC/C≤0.5%，自愈次数＜2次）；a.ΔC/C≤0.5% u≤3.5un 自愈声 0.8un <2次介质自愈性：碳沉积量：ppa 1 pp 45 PET 55b. 电板自愈性：焦耳热(cm²) AL:1.6*10-²JZnAL:3.2*10-³2.9 安全性（1）阻燃性：（UL94V-0级）（2）防爆：P0 P1 P2三级；（3）灼热丝：带焰燃烧 t<30S(T=750℃,10S)2.10 耐久性（寿命等级）条件：电压1.25Un/1.4Un 温度 T=Tmax 连续工作 A级 10000hB级 2000hC级 600hD级 200h2.11 可靠性等级（λ：失效率10-λ）分为五级六级七级八级九级。