电工基础教学课件作者王茂钢第3章.ppt

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1、第三章电容器本章导读第一节电容器和电容量第二节电容器的性能指标第三节电容器的连接第四节电容器的充放电第五节电容器的种类和选用下一页返回本章导读电容器，简称电容，顾名思义，是“装电的容器”，是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。一些常用的电容器如右图所示。用字母C表示。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，藕合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。本章主要介绍电容器的基本概念、电容器的连接、电容器的充放电过程、电容器的种类以及影响电容器的因素等，从而达到会选用电容器的目的。返回第一节电容器和电容量一、电容器的定义任何两个彼此绝缘且互相靠近的导体都

2、可构成电容器。组成电容器的两个导体称为极板，中间的绝缘物质称为绝缘介质。极板间的绝缘介质常用的有空气、云母、纸、油等。电容器的种类很多，各种电容器的结构和大小虽然不同，但它们的构成原理都是一样的。两块正对的金属导体中间以绝缘介质相隔，并引出两个电极，就形成了一个简单电容器，叫做平行板电容器，它的结构示意图和图形符号如图3-1所示。下一页返回第一节电容器和电容量二、电容量电容器的最基本性质是它能储存电荷。如图3-2所示，如果把电容器的两个极板分别连接到直流电源上，则电容器两个极板上分别带有正、负电荷。实验证明，电容器的两极板上总是带着等量的异性电荷，极板间的电压越高，所带的电荷量就越多。对

3、于结构已定的电容器，极板的带电荷量与极板间的电压的比值是一个常数，这个比值就叫做电容器的电容量，简称电容，用C表示，上一页下一页返回第一节电容器和电容量在实际应用中，法拉F这一单位太大，一般用较小的单位微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)，它们之间的换算关系是:上一页下一页返回第一节电容器和电容量电容量C值决定于电容器的结构，它表征在一定电压下电容器储存电荷的能力。电容量越大，说明储存的电荷量就越多;反之就越少。电容器和电容量都可以简称为电容，并且都是用同一字母C来表示，但应注意它们的意义是不同的:电容器是储存电荷的容器，是一种电路元件;而电容量则是衡量电容器在一定电压作用下储存电荷

4、能力大小的物理量，是电容器的一个性能指标。上一页下一页返回第一节电容器和电容量三、平行板电容器平行板电容器是最常见的一种电容器。我们知道，电阻是导体固有的特性，其大小只是由导体本身的因素决定的(R=p兽);同样，电容量是电容器的固有特性，其大小也由电容器的结构决定，而与外界的因素无关。经过实验证明:平行板电容器的电容量与两极板的正对面积S成正比，与两极板间的距离d成反比，还与极板间的绝缘介质的性质有关，上一页下一页返回第一节电容器和电容量介电常数二又称为电容率，其大小由绝缘介质的性质决定。实验测得真空中的介电常数ξ。=8.86x10-12F/m，是个常量。某介质的介电常数ξ与ξ。的比值称

5、为该介质的相对介电常数，用ξr，表示，即:ξr=ξ/ξ。，它的物理意义是:表示在原为真空的两极板间插人某绝缘介质后电容增大的倍数。表3-1列出了常用绝缘介质的相对介电常数。注意:不只是成品电容器中才有电容，实际上任何两导体之间都存在着电容效应。例如传输线之间、晶体管各电极之间都存在着电容，这种电容叫做分布电容。虽然一般分布电容的数值很小，其作用可以忽略不计，但在长距离传输线路中，或传输高频信号时，分布电容的存在有时会对正常工作产生干扰，这时分布电容就不可以忽略了。上一页返回第二节电容器的性能指标电容器的性能指标有电容量、额定工作电压、允许误差、介质损耗和稳定性等。其中最主要的指标是电容量

6、、允许误差和额定工作电压，一般都直接标在电容器的外壳上，常称为电容器的标称值。它是人们正确合理地使用电容器的依据。1.电容器的标称容量与允许误差电容器上所标明的电容值称为标称容量。标称容量一般并不等于实际电容值，与实际电容值是有误差的。国家标准规定的标称容量与实际容量之间误差的允许范围称为允许误差。国际电工委员会推荐的允许误差用字母表示，见表3-2。下一页返回第二节电容器的性能指标2.电容器的额定工作电压电容器能在电路中长期工作而不会引起介质电能受到破坏时所能承受的最大直流电压值称为额定工作电压，简称额定电压，习惯上常称为“耐压”。电容器在工作时，其两端所加电压的最大值不得超过额定工作电

7、压。若是交流电压，则交流电压的峰值不得超过额定工作电压，否则，介质的绝缘性能将受到破坏，导致电容器击穿。上一页返回第三节电容器的连接电容器在实际使用时，为了满足电路所需要的电容值和耐压值，常常把几个电容器组合起来使用。与电阻器相同，电容器的连接方式也有串联、并联及混联。一、电容器的串联将几个电容器的极板首尾依次连接、中间无分支的连接方式，叫做电容器的串联。如图3-3所示。当串联电容器组两端极板分别与电压为U的电源正、负极相接后，电源