1、3-1 電容器與電容 &3-2 電容器的參數和種類一、教學章節3.1電容器與電容 & 3.2 電容器的參數和種類。二、學時安排2學時。三、教學目標1、 了解電容器與電容的概念。2、 理解平行板電容及介電常數的概念。3、 了解電容器的參數、種類及特點。二、教學重點、難點分析重點：1、 電容器的用途，電容的計算。2、 平板電容器電容值大小與哪些因素有關。3、 電容器的參數。難點：1、電容器的用途，電容的計算。2、電容器參數中額定電壓的選擇。三、教具電化教學設備、各類電容器幾個。四、教學方法講授法，多媒體課件。五、教學過程.導入復習上一章的內容，分析處理課后習題。利用同學比較熟悉的案

2、例：計算機在突然掉電的情況下，可以利用儲能電容所存儲的電能緊急保存文件。引入電能存儲元件電容器。II.新課一、電容器電容器：是由兩個導體電極中間夾一層絕緣體（又稱電介質）所構成。電容器最基本的特性是能夠存儲電荷。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。主要技術參數：電容量、允許誤差、額定電壓。識別方法：數值法和色標法。（帶實物講解）例：某一瓷介電容上標有104，其標稱電容量為10×104pF,即0.1F圖3-1 與電源相連的電容器工作原理：把電容器的兩個極板分別接到電源E的正、負極上，電容器的兩

3、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，如圖3-1所示。電荷的移動直到兩極板間的電壓與電源電動勢相等時為止。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。單位：電容器的SI（國際單位制）單位是法拉，簡稱法，通常用符號“F”表示。符號表示：下圖列出了部分常用電容器符號二、電容不同電容器存儲電荷的本領是不同的，我們用電容來表征電容器這個本領的大小。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是一個常數，不同的電容器，這一比值則不同。將這一比值定義為電容器的電容量，簡稱電容。來表示電容器存儲電荷的本領大小

4、。用字母C表示，電容定義式為：（式3-1）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。在實際應用中，法的單位太大，常用的是較小的單位微法（F）和皮法（pF）:三、平行板電容器理論與實驗證明，平行板電容器的電容量與極板面積S及電介質介電常數成正比，與兩極板之間的距離成反比。其數學表達式為（式3-2）式中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。注意：（1）式3-2說明，對某一個平行板電容器而言，它的電容是一

5、個確定之，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）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。四、電容器的參數電容器種類繁多，不同種類電容器的性能、用途不同；同一類電容也有很多規格。要合理選擇和使用電容器，必須對于電容的種類和參數有充分的認識。1、額定工作電壓一般叫做耐壓，它是指使電容器能長時間地穩定工作，并且保證電介質性能良好的支流電壓的數值。必須保證電容器的額定工作電壓不低于工作電壓的最大值。（交流電路，考慮交流電壓的峰值。）2、標稱容量和允許誤差電容器上所標明的電容量的值叫做標稱容量。批量生產中

6、，不可避免的，實際電容值與標稱電容值之間總是有一定誤差。國家對不同的電容器，規定了不同的誤差范圍，在此范圍之內誤差叫做允許誤差。五、電容器的種類（結合手頭所有的電容器講解）按照電容量是否可變，可分為規定電容器和可變電容器（包括半可變電容器）。1、固定電容器：常用的介質有云母、陶瓷、金屬氧化膜、職階制、鋁電解質等等。注意：電解電容有正負極之分，切記不可將極性接反或使用于交流電路中，否則會將電解電容器擊穿。2、可變電容器：電容量在一定范圍內可調節的電容器，常用電介質有薄膜介質、云母等。半可變電容器又叫微調電容，在電路中常被用作補償電容。容量一般都只有幾皮法到幾十皮法。常用的電介質有瓷介質、有機薄膜

7、等。III.例題講解，鞏固練習略。（見教材§3-1例題）IV.小結（1）電容器的基本特性，用途，單位等；電容量如何計算。注：電容器時存儲電荷的設備，而電容量是衡量電容器在一定外加電壓作用下儲存電荷能力的大小的物理量。（2）電容器的參數。（額定電壓、標稱容量和允許誤差）。特別應當注意額定電壓應當大于電容器工作電壓的最大值（交流電壓考慮峰值）。（3）電容器的種類。V. 作業略。3-3 電容器的連接 &3-4 電容器中的電場能一、教學章節3.3電容器的連接 & 3.4 電容器中的電場能。二、學時安排2學時。三、教學目標1、 掌握并能應用電容器串、并聯的公式進行計算。2、 理

8、解電容器串、并聯的條件與特點。3、 了解電容器的充電和放電過程。4、 理解電容器中電場能的概念。四、教學重點、難點分析重點：1、 電容器串聯、并聯后電容值的計算。2、 電容器串、并聯的條件與特點。3、 *電容器串、并聯后的耐壓值計算。難點：1、 電容器串聯、并聯后電容值的計算。2、 *電容器串、并聯后的耐壓值計算。五、教具電化教學設備。六、教學方法講授法，多媒體課件。七、教學過程.導入復習舊課，處理課后練習中的問題。提問：電容器電容量的計算公式如何？電容器的重要參數有哪些？答：略。II.新課在實際工作中，選用電容器是必須考慮它的電容量和耐壓。當遇到單獨一個電容器的電容或耐壓不能滿足電路要求時，

9、可以把幾個電容器串聯或并聯起來。一、電容的串聯電容的串聯：與電阻串聯類似，將兩個或兩個以上的電容器，連接成一個無分支電路的連接方式。如圖3-5所示。圖3-5電容器串聯電路適用情形：當單獨一個電容器的耐壓不能滿足電路要求，而它的容量又足夠大時，可將幾個電容器串聯起來，再接到電路中使用。電容串聯電路等效電容的計算：（式3-4）分析：電容起串聯時，等效電容C的倒數是各個電容器電容得到數之和。總電容比每個電容器的電容都小。這相當于加大了電容器兩極板間的距離d，因而電容減小。注意：（1）串聯電容組中每一個電容器都帶有相等的電荷量。（2）電容器串聯時電容間的關系，與電阻并聯時電阻關系相似。推廣后的計算公式

10、：如果有n個電容器串聯，可推廣為（式3-5）當n個電容器的電容相等，均為C0時，總電容C為（式3-6）圖3-8 電容器并聯電路二、電容的并聯電容的并聯：把幾只電容器接到兩個節點之間的連接方式。適用情形：當單獨一個電容器的電容量不能滿足電路的要求，而其耐壓均滿足電路要求時，可將幾個電容器并聯起來，再接到電路中使用。電容并聯時等效電容的計算：(式3-7)分析：當電容器并聯時，總電容等于各個電容之和。并聯后的總電容擴大了，這種情況相當于增大了電容器極板的有效面積，使電容量增大。注意：（1）電容器并聯時，加在各個電容器上的電壓是相等的。每只電容器的耐壓均應大于外加電壓，否則，一旦某一只電容器被擊穿，整

11、個并聯電路就被短路，會對電路造成危害。（2）電容器并聯時電容間的關系，與電阻串聯時電阻關系相似。推廣后的計算公式：如果有n個電容器并聯，可推廣為（式3-8）當并聯的n個電容器的電容相等，均為C0時，總電容C為（式3-9）三、電容器的充電和放電電容器的充放電時一個過渡過程，為了達到直觀的目的必須結合演示實驗或者讓同學們自己動手完成、觀察電容的充發電過程。（實驗內容見教材§3.4。）教師在實驗的過程中，詳細解釋電容的充發電過程。對于電容大小不同的電容器充放電時間長短不同形成一個感性認識。電容在充電過程中，電容器儲存了電荷，也儲存了能量；在放電過程中，電容器將正、負電荷中和，也隨之放出了能

12、量。電容充發電過程中電路中的電流：（式3-10）注意：（1）若電容兩端加直流電，電容器相當于開路，所以電容器具有隔直流的作用。（2）若將交變電壓加在電容兩端，則電路中有交變的充發電流通過，即電容具有通交流作用。四、電容器中的電場能從能量轉化角度看，電容器的充放電過程，實質上是電容器與外部能量的交換過程。在此過程中，電容器本身不消耗能量，所以說電容器是一種儲能元件。電容器中的電場能：（式3-11）式中C電容器的電容，單位是法拉，符號為F；U電容器兩極板間的電壓，單位是伏特，符號為V；WC電容器中的電場能，單位是焦耳，符號為J。顯然，在電壓一定的條件下，電容越大，儲存的能量越多，電容也是電容器儲能本領大小的標志。III.例題講解，