电容器充放电演示ppt

率越大
质系数减小的方向移动
催化剂 正催化剂加快反应 催化剂对平衡无影响 速率
浓度 反应物浓度越大,反 增大反应物浓度,平
应速率越大
衡正向移动
【交流·研讨】 书P65
合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+3H2(g)
已知298K时: △H= -92.2KJ·mol-1 △S = -198.2J·K-1·mol-1
3. 电容为 5.0×10 3 pF 的空气平行板电容器，极板 间的距离为1.0 cm ，电荷量为 6.0×10–7 C 。求:（1） 电容器的电压;（2）两极板间的电场强度;（3）若电压或 电荷量发生变化，这个电容器的电容有无变化？
解:（1）两极板间的电压为 U Q 6.0107 V 1.2102 V C 5.0 109
小是由电容器本身结构决定的。那么电容器的电容跟什么
因素有关呢？
一般来说，电容器的电容是由两个导体的大小、形状 和相对位置以及它们的电介质决定的。
理论和实验都证明：平行板电容
器的电容 C 跟介电常量 e 成正比， 跟正对面积 S 成正比，跟极板间的 距离d 成反比，即:
C rS
4πkd
演示实验
【例1】有一空气平行板电容器，它的面积是10 cm2 , 两板相距1.0 mm，使它带上6.0×10–9 C 的电荷量，求两
3、请你根据下表所给的数据分析催化 剂对合成氨反应速率的影响：
催化剂对合成氨反应速率的影响
条件
△E /KJ/mol
k(催)/k(无)
无催化剂 使用Fe催化剂
335 3.4×1012(700k)
167
1.升高温度 2.增大压强 3.增大反应物浓度 4.使用催化剂
使用催化剂可使合成氨反应的速率提

为 0 ，电压表V的读数为 0 。
1、充电过程中，随着电容器两极板上所带的电 荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电
电流逐渐减小，当充电结束时，电流为零，电 容器两端电压UC = E
2、放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成 零，电容器两端的电压从增大慢慢变成零。
三、电容器中的充放电的电流
设在 Δｔ 时间段内，电容器极板上的电荷增
400us内相应的电压变化量为40V，试求该段
时间的充电的电流为多少？
解：i
C
ΔUc Δt
=0.5x10-6Fx
40V 400x10-6s
5、有一只47uF的电容器，若以直流电流充
电，在某时间内的充电的电流为1A，相应的
电压变化量为200V，试问要多长时间可以充
满电？
解： 由 i C
ΔUc Δt
练习：判断题
1、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。
（ ×）
２、在检测较大容量电容器的质量时，当万用表的表棒分
别与电容器的两端接触时，发现指针根本就不偏转，这说
明电容器内部已短路。
（× ）
3、在检测较大容量电容器的质量时，当万用表的表棒分
别与电容器的两端接触时，若指针偏转到零欧位置后不再
，电压0表V的
读数为
。E
二、电容器的放电
1、放电：充电后的电容器失去电荷的过程
放电过程
例题:
1 S EL A1 2
C
E
A2
V
当电容器充电结束后，把S从接点1合向接点2时，电 容器便开始放电。这时看到灯泡EL开始 较亮 ，然 后逐渐变暗 ，最后灯泡 灭 。从电流表A2可观察 到充电电流在 减小 ，而从电压表V上看到读数 在 减小 。经过一段时间后，电流表A2的读数

Part
05
电容器的使用和维护
电容器的选用原则
耐压值选择
根据电路电压选择合适的耐压值 ，确保电容器的安全运行。
介质材料选择
根据使用环境选择合适的介质材 料，如聚丙烯、聚酯等。
容量选择
根据电路需求选择合适的容量， 以满足滤波、储能等需求。
频率特性选择
根据电路的工作频率，选择合适 的电容器以降低阻抗。
法拉
电容量最基本的单位，1
1
法拉等于1秒内通过1库仑
电量所需的电压。
漏电流
4
电容器在正常工作条件下 允许通过的电流值，通常 非常小。
微法拉和皮法拉
2
法拉的千分之一和百万分
之一，常用于表示小型电
容器的电容量。
耐压
3 电容器能够承受的最大电
压，超过耐压可能导致电 容器损坏或爆炸。
Part
02
电容器的充电过程
电容器的安装和连接
安装位置
确保电容器安装在通风 良好、温度适宜、无尘
、无腐蚀的环境中。
连接方式
采用适当的连接方式， 如串联、并联或混联，
以满足电路需求。
焊接工艺
采用合适的焊接工艺， 确保连接稳定可靠，避 免虚焊、假焊等现象。
接地处理
对于需要接地的电容器 ，应确保接地细描述
在充电过程中，电源提供的电能转化为电场能，储存在电容器中。随着电荷的积 聚，电容器两极板间的电场强度逐渐增强，电场能也随之增加。这个过程是可逆 的，当电容器放电时，电场能又转化为电能，对外做功。
Part
03
电容器的放电过程
放电的定义和原理
放电定义
当电容器中存储的电荷通过导电 介质释放的过程称为放电。

的认识。注意区别电解电容器与可变电容器。
9
命题点一
命题点二
充放电过程中电流和电压的变化规律理解及数据测量
典例2(2015·海南单科)某同学利用图(a)所示电路测量电容器充
电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为:电池
E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200
12
命题点一
命题二
(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表
所示。在给出的坐标纸上绘出U-t图线。已知只有一个数据点误差
较大,该数据点对应的表中的时间是
s。
时间 t/s
电压 U/V
10.0
2.14
20.0
3.45
30.0
4.23
40.0
4.51
50.0
5.00
60.0
5.18
后来部门有了提拔晋升的名额，这位姑 娘被列 入了第 一人选 ，并且 全票通 过。
她在采访里说：
毕业第一年，许多同学都穿上了好看的 衣服， 走在了 宽敞明 亮的写 字楼里 ，对比 光鲜亮 丽的她 们，我 却穿着 劳保服 ，每日 穿梭在 各种不 同的机 械设备 里。
记得有人笑话我，说我一个姑娘，干一 份这么 不体面 又危险 的活， 丢脸死 了。
年轻时，我特别佩服那些不计较金钱、 权位、 报酬专 心工作 ，认真 学习的 人，因 为不计 较钱多 钱少肯 认真工 作的人 ，往往 觉得只 要是能 从事这 份工作 ，本身 就是对 他的最 大报酬 。
听她说完，我尴尬的笑了笑。
其实每一个人都向往这样的成功，但这 姑娘却 本末倒 置了， 并不是 有了钱 有了权 有了成 就以后 才全力 以赴的 工作， 而是全 力以赴 工作， 投入了 自己的 全部以 后，才 有了地 位名望 钱财。

电常数为
图 4-2 平行板电容器
0 8.86 1012 F/m
某种介质的介电常数 与真空介电常数 0 之比，称为该介质的
相对介电常数，用
r
表示，即
r
=
/
0
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《电工技术基础与技能》演示文稿
表 4-2 给出了几种常用介质的相对介电常数。
图 4-2 平行板电容器
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《电工技术基础与技能》演示文稿
二、电容
1．电容 C：如图 4-2 所示，当电容器极板上所带的电荷量 Q 增加或减少时，两极板间的电压 U 也随之增加或减少，但 Q 与 U 的比值是一个恒量，不同的电容器，Q / U 的值不同。
各电容的电荷量
q 1 q 2 C 1 . 6 U 1 6 7 3 0 C 5 0 1 4 C 0 0
各电容器上的电压
U1
q1 C1
5104 2106
V
250V
U2
q2 C2
5104 10106
V
50V
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《电工技术基础与技能》演示文稿
图 4-3 电容器的串联
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《电工技术基础与技能》演示文稿
解：三只电容串联后的等效电容 CC 020 F 06.6 7F 33
每只电容器上所带的电荷量
q q 1 q 2 q 3 C 6 . 6 U 1 6 6 7 1 0 C 8 2 1 3 C 0 0
电流为零，电容器两端电压 UC = E

3. 改善电容器工作环境，避免高温、潮湿等恶劣环境；
4. 使用高品质的电容器，延长其使用寿命。
06
电容器充放电相关产品与技术 发展
电容器充放电设备与技术发展现状
智能充电设备
随着物联网和智能家居的普及， 智能充电设备如智能充电桩、无
线充电设备等逐渐成为等不断涌现，具有高 能量密度、快速充放电等优点。
详细描述
电容器容量降低可能是由于长时间使用后介质老化、电极腐蚀或外部环 境因素影响等因素造成。容量降低会影响电容器性能，降低其滤波、耦 合等作用。
解决方法
为解决电容器容量降低问题，可以采取以下措施
电容器容量降低问题及解决方法
1. 定期检查电容器容量，了解其性能状况；
2. 对于性能下降的电容器，及时更换；
充电管理技术
充电管理技术不断升级，包括充电 协议、充电安全保护、充电效率优 化等方面，以满足多样化的充电需求。
电容器充放电设备与技术发展趋势
无线充电技术
无线充电技术将更加成熟，实现更远距离、更高效率的充电，并 广泛应用于手机、电动汽车等领域。
快充技术
随着电池材料和充电管理技术的进步，快充技术将更加普及，缩短 充电时间，提高充电便利性。
4. 对于严重漏电的电容 器，及时更换。
电容器击穿问题及解决方法
总结词
电容器击穿是指电容器在正常工 作电压下失去绝缘性能，导致电
流直接通过两极板。
详细描述
电容器击穿可能是由于制造过程 中出现缺陷、过电压、温度过高 或使用时间过长等因素造成。击 穿会导致电容器短路，失去存储
电荷的能力。
解决方法
为解决电容器击穿问题，可以采 取以下措施
电容器种类与结构
总结词

实验十二
必备知识·自主排查
一、实验目的 1．知道电容器的构造． 2．根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充、放电的实验现 象．
二、实验原理及设计 1．电容器的充电过程：当S接1时，电容器接通电源，与电源正极相接， 电容器极板的自由电子在电场力的作用下将经过电源移到与电源负极相 接的下极板，正极由于失去负电荷而带正电，负极由于获得负电荷而带 负电，正、负极板所带电荷大小相等，符号相反，如图甲所示．电荷定 向移动形成电流，由于同性电荷的排斥作用，所以开始电流最大，以后 逐渐减小，在电荷移动过程中，电容器极板储存的电荷不断增加，电容 器两极板间电压U等于电源电压E时电荷停止移动，电流I＝0.
灯泡 电流表2 电压表
实验现象 亮度由明到暗最后熄灭 读数由大到小最后为零 读数由小到大最后为6 V 亮度由明到暗最后熄灭 读数由大到小最后为零 读数由大到小最后为零
五、注意事项 (1)电流表要选用小量程的灵敏电流表． (2)要选择大容量的电容器． (3)实验过程中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，避免烧坏电流表．
(1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向 ___相_反____( 选 填 “ 相 同 ” 或 “ 相 反 ”) ， 大 小 都 随 时 间 ___减_小____( 选 填 “增加”或“减小”)．
(2)该电容器的电容值为_×_1_0_－_2___ F．(结果保留两位有效数字)
(3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在 电容器的两端，也可以测出电容器的电容值．请你分析并说明该同学 的说法是否正确．
2．电容器的放电过程： 当S接2时，电容器的两极板用导线连接起来，电容器C正极板正电 荷与负极板上的负电荷中和，两极板的电荷量逐渐减少，表现为电流 逐渐减小，电压也逐渐减小为零(如图乙所示)．

结论：
C= εr S
4πkd
决定式
εr 称为电介质的相对介电常数。（真空中的相对介电常数为1，
空气中的与1十分相近）
7
4.如图所示，平行板电容器带有等量异种电 荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容 器下极板都接地，在两极板间有一个固定在 P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度， Ep表示点电荷在P点的电势能，θ 表示静电 计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极 板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则 （）
极板 电介质
2
2、电容器的充电和放电
1
A
2
+ + + ++
-----
两个极板上带上等 量异种电荷
(1)充电：使电容器带电的过程叫充电。
充电过程中：电荷逐渐向两极板积累，电路中有短暂的充电电流，两极板 间的Q增大，电场强度E增大 ， 电势差U增大，直到电势差 等于电源电压。
(2)放电：使充电后的电容器失去电荷叫放电。
A. θ增大，E增大 B. θ增大， Ep 不变 C. θ减小， Ep增大 D. θ减小，E不变
14
开放性思维
• 如果增大d，对应值如何变化？ • 如果电容连接电源时增大或减小d，
对应值如何变化？ • 如果换为验电器,θ 表示验电器指针
的偏角, θ会变吗？ • 带电粒子运动
15
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A. θ增大，E增大 B. θ增大， Ep 不变 C. θ减小， Ep增大 D. θ减小，E不变
8
静电计与验电器
静电计：
相当于电容器，根据Q=CU，可知当静电计 电容保持不变时，静电计两极间的电势差U 与其带电量Q成正比，Q越大，指针所受电场 力越大，θ就越大。

PART 03
数据分析及处理
数据处理及分析
【数据记录】电容器充、放电过程中电流、电压等变化
开关位置 电流方向 电流变化 电压方向 电容器的电荷量 能量转化
1
2
【实验结论】 1、电容器在充电过程中：电流从电源的_____极流出，充电电流 逐渐变______，电容器两端的电压逐渐变_______，表明电容器 所带的电荷量在逐渐变______，______的能量不断地储存在电容 器中。 2、电容器在放电过程中：电流从电容器的_____极板流出，放电 电流逐渐变______，电容器两端的电压逐渐变_______，表明电 容器所带的电荷量在逐渐变______，______把储存的能量通过电 流做功转化为电路中的_______。
该怎样连接电路？怎样进行测量？ 得到的 I-t 图像可能是什么形状的？
PART 05
实验的典型例题
实验的典型例题
“探究电容器充放电”的实验装置示意图如图所示，已知灵敏电流计0刻 度在表盘中央位置，经判断：当电流从左接线柱流入时指针左偏；电流 从右接线柱流入时指针右偏。请根据所学知识回答下列问题： (1)电容器充电结束后，将开关S扳到b放电的过程中，灵敏电流计指针会
2
V
调到适当的阻值（几千欧姆）。
观察电容器充、放电过程中电流、电压变化及分析能量变化
3.将开关拨到1，观察电流表指针偏转的方向以及电流表、电压表 示数的变化，记录各个数据
4.将开关拨到2，观察电流表指针偏转的方向以及电流表、电压表 示数的变化，记录各个数据
实验步骤
探究电容器充、放电过程各种电荷量的变化
问题讨论及误差分析
问题2：电压相同的情况下，改变电路中电阻箱的阻值，电容器放 电时释放的电荷量为何相等？放电电流的大小变化是否相同？

第四节 电容器 电容
一、电容器
１.定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，
组成一个电容器。“装电的容器”
２.电容器的充、放电 充电：
＋Q＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
电容器两板分别接在电池 两端，两板带上等量异种
－Q
－－－－－－
电荷。
注：
带电量：Q
放电：
充了电的电容器的两板用导
电容器所带电荷量： 每个极板所带电荷
3.如图2－4－5所示实验中，关于平行板电容器的
充、放电，下列说法正确的是( A )
A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带 正电 B．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带 负电 C．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带 正电 D．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带 负电
图 2－4－5
E变小
4.如图所示的电路中，C 是平行板电容器，在 S 先接触 1 后又扳到 2，这时将平行板的板间距离拉大一点，下列说法正
确的( CD)
A．平行板电容器两板的电势差不变 B．平行板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电场强度不变
5.如图所示，平行板电容器两极板间电压恒定，带电的油
2.定义式： C Q
U
3、单位：法拉，F ；1 F = 106μF = 1012 pF
4.物理意义：是描述电容器容纳电荷本领的物理 量。电容器的电容在数值上等于使两板间电
势差为1V 时电容器所带电荷量。
[判断] 1．电容大的电容器带电量一定多．( ×) 2．电容的单位有F，μF，pF,1 F＝103μF＝
定
思考：根据公式C＝QU，能否说电容C与电 容器所带的电荷量Q成正比，与两极板间的 电势差U成反比？

6.如图，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一试探电荷，S是闭合的，
φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的静电力。现将电容器的B板向下稍微
移动，使两板间的距离增大，则(
)
A. φa变大，F变大
B. φa变大，F变小
C. φa不变，F不变
D. φa不变，F变小
B
7.(多选)如图，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，
可以表示为C=

即电容器的电容的大小在数值上等于两极板间的电压
增加(或减小)1 V所需增加(或减少)的电荷量。
4.有一个充电的平行板电容器，两极板间的电压为5 V，现设法使它的电荷
量减少3.2×10-4 C，于是其板间的电压减小了2 V。如果再使它的电荷量增
加，当板间的电压增加到16 V时，它的电荷量为元电荷的多少倍?
当一个电容器带1C电量时，两极间电压是1V，那么这个电容器的电容就是1F
（4）物理意义：描述电容器容纳电荷的本领。电容越大，表明在相同电势差情况下，
电容器所带的电荷越多。
5
（1）加在电容器两极板上的电压不能超过某一个限度，超过这个限度，电
介质将被击穿，这个电压称为击穿电压。
（2）电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电压低
外壳上标的电压是额定电压
7
CS
1
C
d
C r
相对介电常数
都大于1
两极板正对面积
rS
C
4kd
静电力常量
两极板间距离
1
聚苯乙烯电容器： 以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板.
(1)符号：
(2)样品：
电解电容器： 用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介

3、放电过程微观分析：
在电场力作用下，两极板间的正 负电荷不断中和，电容器上的电 压随着放电而下降，直至两极板 电荷完全中和，UC为０。 （1）电位差较大——电流较大 （2）电位差减小——电流减小 （3）电位差为 0 ——电流为 0
结论：电容器在放电过程中，电容器两端的电压由大变小， 最后变为零；放电电流也由大变小，最后变为零。
高等教育出版社
《电工基础》
第四章 电容 第三节 电容器的充电和放电
安丘市职业中专 董金龙
复习提问
电容串联的特点 相等 1、串联时每个电容上的电荷量_______ 各个电容器上的电压之和 2、总电压U等于_______________________ 3、串联电容器总电容的倒数等于各电容器电容的倒数之和 ________________________
三、电容器中的充放电电流
充放电过程中，电容器极板上储存的电荷发生了变化， 电路中有电流产生。设在 Δｔ 时间段内，电容器极板上的 电荷增加了Δq ，则电路中的电流大小为：
i=
由Δq=CΔuC知：
Δq Δt ΔuC Δt
i=C
i——充放电电流，A； 说明:电路中的电流是由于电容器充放电形成的，并非电 C——电容器电容量，F； 荷直接通过了介质。所以，要在电路中得到持续的电流， ΔuC——电容器两端电压，V； 就必须让电容器不断地充电、放电 ….. Δt——电流变化时间， s。
重要表达式
1 1 1 1 C C C C 1 2 3
复习提问
电容并联的特点 各个电容器的电量之和 1、并联时总电量等于______________________ 相等 2、各个电容器上的电压_______ 3、串联电容器总电容等于各电容器电容的和 ________________

电容器的作用：
——容纳和储存电荷
那电容器储存电荷的本领如何表征呢？
电容器 容纳储存电荷 电荷量Q 电势差U 电容C 水容器 容纳储存水 水量V 水位差h 横截面S
+++++++++
---------
Q C U
V S h
思考:
甲同学说:“电容器带电越多,电容 越大,不带电时,电容为零”.此说法对 吗?为什么? 乙同学说:“若A电容器带电比B电容 器带电量多,则A的电容就比B的电容 大”.此说法对吗?为什么?
第七节 了解电容器
电容器是一种常用的电学元件，它可以用 来储存电荷。电容器在电工、电子技术中有着 广泛的应用。
一.识别电容器
常 用 电 容 器
电容器的构造： 两块彼此绝缘又互相靠 近的导体就构成了电容器。 这两个导体就是电容器的两 个极。
平行板电容器：由两块正对而又相距很近的金属 板组成，板间形成的电场是匀强电场。
二.电容器的充放电 1.充电：使电容器的两个极板带上等量异种电 荷的过程叫充电。 充电过程是建立电场、储存电场能的过程。 2.放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程 叫放电。 放电过程是电场消程——特点
1、充电电流：电流强度由大到小；方向从电源正极 到导体板； 2、电容器所带电荷量增加； 3、电容器两极板间电压升高； 4、电容器中电场强度增加； 当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流， 电容器两极板间电压与充电电源的电压相等； 5、充电后，电容器从电源中获取的能量成为电场能； 电容器充电后，任意一个极板带电量的绝对值叫 电容器的带电量，用“Q”表示。
1、两个电容器电量之比为2:1，电压之比为 1:2， 则它们的电容之比为 .

相连接，记录这一过程中电流随时间变化的 I－t 曲线如图乙所示.下列关于这一过程的分析，正
确的是( C )
A.在形成电流曲线 1 的过程中，电容器两极板间电场强
度逐渐减小
B.在形成电流曲线 2 的过程中，电容器的电场能逐渐减
小
C.曲线 1 与横轴所围面积等于曲线 2 与横轴所围面积
D.S 接 1 端,只要时间足够长,电容器两极板间的电压就
D.平行板电容器充电过程，板间电压逐渐增大，极板上 的电荷量逐渐增多
第1节 实验：观察电容器的充、放电现象
二、实验考法总结 【原型题 3】电流传感器可以像电流表一样测电流，不同的是它反应灵敏，可以捕捉到瞬间的 电流变化.可以与计算机相连，显示出电流与时间的变化图像.图甲是利用电流传感器观察电容器 充、放电现象的电路图，图中电源用直流 6V 电压.先将开关 S 与 1 端相连，待充电完成后，将 开关 S 与 2 端相连，电容器通过电阻 R 放电，传感器将电流信息输入计算机，屏幕上显示出电 流随时间变化的 I－t 图像，如图乙所示.(计算结果均保留三位有效数字)
19
第1节 实验：观察电容器的充、放电现象
第1节 实验：观察电容器的充、放电现象
一、基本实验方法
笔记
1.实验原理 通过如图甲、乙所示的电路图观察电容器的充、放电现象.
(1)如图甲所示，当单刀双掷开关 S 接通 1 时，电容器接通电源，在静电力的作用下，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，负极板因得到电子而带负 电，正负极板带等量的正负电荷.
(1)根据图像估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量； (2)求电容器的电容； (3)图乙中竖立狭长矩形面积的物理意义.
第1节 实验：观察电容器的充、放电现象