電工基礎知識教學優質課件
電工指研究電磁領域的客觀規律及其應用的科學技術,以及電力生產和電工制造兩大工業生產體系。
電工基礎知識教學課件:電容器
教學目的
1、知道電容器的概念,認識常見的電容器,理解電容器的概念及定義方法,掌握電容的定義公式、單位,并會應用定義式進行簡單的計算。
2、了解影響平行板電容器電容大小的因素,了解平行板電容器的電容公式,知道改變平行板電容器的電容大小的方法。
教學重、難點
教學重點:電容器的基本概念;電容的物理意義;影響平板電容器電容大小的因素。
教學難點:掌握電容器的基本概念及其組成;理解電容的物理意義;記住平板電容器電容值 的計算方法。
教學方法:類比法、講授法,實驗演示法,計算機輔助教學
教學時數:一課時授完。
教 具:多媒體課件
教學過程:
Ⅰ、復習導入:
1、復習提問:疊加定理內容與應用條件。
2、導入新課:電容器是電路的基本元件之一,在電工和電子技術中應用非常廣泛。例如在電力系統中利用它可改善系統的功率因數;在電子技術中,利用它可起到濾波、耦合、隔直、調諧、旁路和選頻等作用。這節課我們就來介紹電容器的基本概念。
Ⅱ、講授新課:
一、電容器和電容
1、電容器:
(1)、電容器:指在電路中儲存電場能量的元件.是由兩個彼此絕緣又相隔很近的導體電極中間夾一層絕緣體(又稱電介質)所構成。
(2)、電容器最基本的特性:能夠存儲電荷。
(3)、用途:具有“隔直通交”的特點,在電子技術中,常用于濾波、移相、旁路、信號調諧等;在電力系統中,電容器可用來提高電力系統的功率因數。
(4)、主要技術參數:電容量、允許誤差、額定電壓。
(5)、工作原理:把電容器的兩個極板分別接到電源的正負極上,電容器的兩極板間便有電壓U,在電場力的作用下,自由電子定向運動,使得A板帶有正電荷,B板帶有等量的負電荷.電荷的移動直到兩極板間的電壓與電源電動勢成騎虎相等時為止.這樣在兩個極板間的介質中建立了電場,電容器儲存了一定量的電荷和電場能量.
2、電容
(1)、電容量是衡量電容器儲存電荷能力大小的一個物理量,簡稱電容,通常也用符號C表示。
(2)、含義:電容器任一極板所儲存的電荷量,與兩極板間電壓的比值叫電容量,簡稱電容。用字母C表示。
(3)、電容定義式為:C?Q U
式中 Q——一個極板上的電荷量,單位是庫[侖],符號為C;
U——兩極板間的電壓,單位是伏[特],符號為V;
C——電容,單位是法[拉],符號為F。
(4)、物理意義:描述電容器容納電荷本領的大小
(5)、單位換算:法拉,簡稱法,通常用符號“F”表示。
當電容器兩端所加的電壓為1V時,若在任一極板上儲存1C的.電荷量,則該電容器的電容量就是1F。
實際應用常用的是較小的單位有微法(μF)和皮法(pF): 1μF=10F 1pF=10F
二、平行板電容器
1、影響平行板電容器電容的因素:理論與實驗證明,平行板電容器的電容與兩極板的正對面積成正比,與兩極板的距離與反比,并跟板間插入的電介質有關。
2、平行板電容器電容計算的數學表達式為
ε——某種電介質的介電常數,單位是法[拉]每米,符號為F/m;
S——極板的有效面積,單位是平方米,符號為㎡;
d——兩極板間的距離,單位是米,符號為m;
C——電容,單位是法[拉],符號為F。 -6-12 C??S 式中
3、注意:
(1)、對某一個平行板電容器而言,它的電容是一個確定值,其大小僅與電容器的極板面積大小、相對位置以及極板間的電介質有關;與兩極板間電壓的大小、極板所帶電荷量多少無關。
(2)、不同電介質的介電常數不同,真空中的介電常數用ε0表示,實驗證明:
=8.85×10-12F/m 其它電介質的介電常數與真空中的介電常數的比值,叫做某種物質的相對介電常數,用表示則
(3)、并不是只有電容器才有電容,實際上任何兩個導體之間都存在著電容。
【例1】將一個電容為6.8μF的電容器接到電動勢為1000V的直流電源上,充電結束后,求電容器極板上所帶的電荷量.
-6解:根據電容定義式C=Q/U 則Q=CU=6.8×10×1000=0.0068(C)
課堂練習:有一真空電容器其電容是8.2μF,將兩極板間的距離增大一倍后,其間充滿云母介質,求云母電容器的電容.
解:真空電容器的電容C00S
(1) 云母電容器的電容C00S
(2) d2d
(2)除以(1)得到C0
Ⅲ、本課小結
1、電容器的定義與基本特性
2、電容的概念與定義公式
3、平行板電容器公式與應用.
Ⅳ、課余作業:
課本P69小練習1、2、3、4.
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