18电容器的电容

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1、第第8节节 电容器的电容电容器的电容第第1章静电场章静电场带电体放在空中，它所带的电荷是会慢带电体放在空中，它所带的电荷是会慢慢地失去的，为了保存电荷，我们就需慢地失去的，为了保存电荷，我们就需要有一个能要有一个能“装电荷的容器装电荷的容器”电容电容器。器。情景引入情景引入一、电容器一、电容器2 2、构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导、构造：任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。体都可以构成电容器。1 1、电容器：能够容纳（储存）电荷的器件。、电容器：能够容纳（储存）电荷的器件。a.a.电容器的极板：构成电容器的两个导体。电容器的极板：构成电容器的两个导体。b.b.最简单的电容器

2、最简单的电容器平行板电容器：在两个正对平行板电容器：在两个正对的平行金属板间夹上一层的平行金属板间夹上一层电介质电介质（绝缘体）。（绝缘体）。平行板电容器平行板电容器电介质电介质电容器的极板电容器的极板1 1）充电：使电容器带上电荷的过程。）充电：使电容器带上电荷的过程。充电后两极板带有充电后两极板带有等量的异种电荷等量的异种电荷。每个极板所带电量的绝对值叫每个极板所带电量的绝对值叫电容器的带电量电容器的带电量。两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时两极板间存在匀强电场，电容器储存电荷的同时 也也储存了电场能储存了电场能。（其它形式的能转化为电场能）。（其它形式的能转化为电场能）3 3、工

3、作方式、工作方式:QQ正正极板极板负负极板极板E有短暂的有短暂的充电电流充电电流两极间有两极间有电电势差势差2 2）放电：使电容器失去电荷的过程。（）放电：使电容器失去电荷的过程。（电场能电场能转化为其它形式的能）转化为其它形式的能）QQ有有短暂的放电电流短暂的放电电流电容器两极电容器两极正负电荷正负电荷通过导线中和通过导线中和不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，不同的电容器容纳电荷的本领是不同的，就像不同的容器的装水量各不相同一样。就像不同的容器的装水量各不相同一样。我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的我们该如何描述电容器容纳电荷的本领的大小呢？大小呢？板间电势差板间电势差U U水体积水体积

4、V VQ/UQ/U极板带电量极板带电量Q Q水深水深H H容器的截面容器的截面积积S=V/HS=V/H1 1、电容的定义：、电容的定义：电容器所带电容器所带电量电量QQ与电容器两极间的与电容器两极间的电电势差势差U U的的比值比值，叫电容器的，叫电容器的电容电容。符号。符号C C。二、电容器的电容二、电容器的电容2 2、定义式、定义式:Q Q指每一个极板带电量绝对值指每一个极板带电量绝对值,U U表示电容器两板的电势差表示电容器两板的电势差电压电压.UQC 3 3、电容的单位：、电容的单位：法拉法拉:F F还有：微法（还有：微法（）、皮法（）、皮法（p p）pFFF126101011F=1C/

5、V 1F=1C/V 如果一个电容器带如果一个电容器带1C1C电量时，两极间电电量时，两极间电压是压是1V1V，这个电容器的电容就是，这个电容器的电容就是1F 1F 4 4、物理意义：表征电容器容纳电荷本领、物理意义：表征电容器容纳电荷本领的大小的大小电容是电容器本身的一种属性，与电容是电容器本身的一种属性，与QQ、U U无关，由电容器本身的结构决定。无关，由电容器本身的结构决定。D例例2 2：某一电容器，当带电量为：某一电容器，当带电量为4 41010-6-6C C，两，两极板间的电势差为极板间的电势差为20v20v，求，求 （1 1）电容器的电容）电容器的电容 （2 2）当所带电量减半时，电

6、容器的电容为）当所带电量减半时，电容器的电容为多少？多少？（3 3）如果电容器不带电呢？）如果电容器不带电呢？电容的大小取决于电容器的结构，那电容的大小取决于电容器的结构，那么跟哪些因素有关呢？么跟哪些因素有关呢？1 1、电容与两板正对面积、电容与两板正对面积S S的关系：的关系：三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容SUSUUQC SC CC静电计静电计2 2、电容与板间距离、电容与板间距离d d的关系：的关系：dUdUdC1CUQC C3 3、电容与电介质的关系：、电容与电介质的关系：介质UrCCUQC 4 4、平行板电容器的电容公式：、平行板电容器的电容公式：SC dC1两板间距离

7、两板间距离kdSCr4两板正对面积两板正对面积介电常数介电常数真空真空 r r=1=1静电力常量静电力常量rC思考与讨论思考与讨论：平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板间的距离间的距离d，那么，两极板间的电势差，那么，两极板间的电势差U、电容器、电容器所带的电量所带的电量Q、两极板间的场强、两极板间的场强E各如何变化？各如何变化？解析解析：平行板电容器充电后，继续保持电容器的平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接，其电势差恒等于电源电两极板与电源相

8、连接，其电势差恒等于电源电压，并保持不变。压，并保持不变。C=S/4kd S/d E=U/d 1/d Q=CU=US/4kd S/d思考与讨论思考与讨论：平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在平行板电容器充电后，切断与电源的连接。在这种情况下，如果增大这种情况下，如果增大d，则，则U、Q、E各如何变化？各如何变化？解析：解析：平行板电容器充电后，切断与电源的连接，平行板电容器充电后，切断与电源的连接，电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电容器不存在充、放电的可能性，两极板上的带电量电量Q始终不变。始终不变。(1)C=S/4kd S/d(2)U=Q/C=Q/（S/4kd）d/S(3)E=

9、U/d=Q/Cd=Q/（Sd/4kd）=kQ/S 1/S本题的思路是：本题的思路是：比较比较、两类题型的解析过程，可两类题型的解析过程，可以看到，抓住以看到，抓住Q（或（或U）不变这个条）不变这个条件是一个关键。件是一个关键。最后用最后用 E=U/d=Q/Cd判断判断E的变化。的变化。再用再用C=Q/U判断出判断出Q（或（或U）的变化，）的变化，用用 C=S/4kd判断判断C的变化，的变化，当当d（或变化（或变化、S）发生变化，）发生变化，3、平行板电容器充电后的两类典型情况：、平行板电容器充电后的两类典型情况：、电容器充电后，切断与电、电容器充电后，切断与电源的连接，电容器的带电荷量源的连接

10、，电容器的带电荷量Q保持不变。保持不变。、电容器始终连接在电源上，、电容器始终连接在电源上，两极间的电压两极间的电压U保持不变。保持不变。不变UdECQdC1UQC AB不变QddUE CUSQCdQk4E E与与d d无关无关，即即E E不变不变。BCD电容器是一储能元件电容器是一储能元件。纸质电容器纸质电容器陶瓷电容器陶瓷电容器电解电容器电解电容器钽电容器钽电容器可变电容器可变电容器四、四、常用电容器常用电容器 请带着这样以下几个问题阅读课本第请带着这样以下几个问题阅读课本第30页常用电容器页常用电容器部分内容。部分内容。常用电容器，从构造上看，可以分为哪两类？常用电容器，从构造上看，可以

11、分为哪两类？常用的固定电容器有哪些？常用的固定电容器有哪些？聚苯乙烯电容器和电解电容器聚苯乙烯电容器和电解电容器电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著电解电容器与其它常用电容器相比有什么显著特征？特征？电容器常见的损坏原因是什么？电容器常见的损坏原因是什么？常用电容器可分为固定电容器和可变电容器常用电容器可分为固定电容器和可变电容器。电解电容器的正、负极性是固定的。电解电容器的正、负极性是固定的。加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这一限度电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫击穿电压。介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电

12、压叫击穿电压。KMN一、电容器一、电容器1 1、任何两个、任何两个彼此绝缘彼此绝缘又相互靠近的又相互靠近的导体导体都可以构成电容器。都可以构成电容器。2 2、电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电场能电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能其他形式能其他形式能二、电容二、电容1 1、定义、定义:2 2、单位：法拉、单位：法拉F F 1F=106F=1012pF三、平行板电容器的电容三、平行板电容器的电容 C C与与r r 、S S、d d有关有关 四、常用电容器四、常用电容器 电解电容器电解电容器 可变电容器可变电容器 五、电容器使用时注意的问题五、电容器使用时注意的问题 工作电压工作电压额定电压额定电压击穿电压击穿电压 电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电电解电容器有极性，正负极不能接反，不能接交流电小小 结结UQC UQ4rsCkdC与与Q、U无关无关