电工基础知识教学优质课件

时间:2021-08-31

  电工指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。

  电工基础知识教学课件: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:电容器是电路的基本元件之一,在电工和电子技术中应用非常广泛。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:

  一、电容器和电容

  1、电容器:

  (1)、电容器:指在电路中储存电场能量的元件.是由两个彼此绝缘又相隔很近的导体电极中间夹一层绝缘体(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”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。

  (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.正负极上,电容器的两极板间便有电压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压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和电场能量.

  2、电容

  (1)、电容量是衡量电容器储存电荷能力大小的一个物理量,简称电容,通常也用符号C表示。

  (2)、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。

  (3)、电容定义式为:C?Q U

  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。

  (4)、物理意义:描述电容器容纳电荷本领的大小

  (5)、单位换算:法拉,简称法,通常用符号“F”表示。

  当电容器两端所加的电压为1V时,若在任一极板上储存1C的电荷量,则该电容器的电容量就是1F。

  实际应用常用的是较小的单位有微法(μF)和皮法(pF): 1μF=10F 1pF=10F

  二、平行板电容器

  1、影响平行板电容器电容的因素:理论与实验证明,平行板电容器的电容与两极板的正对面积成正比,与两极板的距离与反比,并跟板间插入的电介质有关。

  2、平行板电容器电容计算的数学表达式为

  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。 -6-12 C??S 式中

  3、注意:

  (1)、对某一个平行板电容器而言,它的电容是一个确定值,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)、不同电介质的介电常数不同,真空中的介电常数用ε0表示,实验证明:

  =8.85×10-12F/m 其它电介质的介电常数与真空中的介电常数的比值,叫做某种物质的相对介电常数,用表示则

  (3)、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。

  【例1】将一个电容为6.8μF的电容器接到电动势为1000V的直流电源上,充电结束后,求电容器极板上所带的电荷量.

  -6解:根据电容定义式C=Q/U 则Q=CU=6.8×10×1000=0.0068(C)

  课堂练习:有一真空电容器其电容是8.2μF,将两极板间的距离增大一倍后,其间充满云母介质,求云母电容器的电容.

  解:真空电容器的电容C00S

  (1) 云母电容器的电容C00S

  (2) d2d

  (2)除以(1)得到C0

  Ⅲ、本课小结

  1、电容器的定义与基本特性

  2、电容的概念与定义公式

  3、平行板电容器公式与应用.

  Ⅳ、课余作业:

  课本P69小练习1、2、3、4.

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