电场强度运算公式课件.ppt

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1、第5章電容與靜電線上影片連結補充教材電磁學之感應與電感消失的電力線上影片連結補充教材前言電阻、電容及電感是電路學的三個基本被動元件，前述各章的討論均以電阻為主，本章將就電容加以研究，包括各種電容器的構造、電容器的規格、電容器的充放電原理、電容量的定義、電容器的串聯及並聯特性、電場及電位的概念，還有電容器儲存能量的情形；另外有關電感與電磁將於下一章中介紹之。前言5-1.1電容器的構造與充放電1.電容器(capacitor或condenser)的功能：具有儲存電荷的能力。2.構造：在兩平行導電板間隔以絕緣材料而成，兩平行導電板稱為電極，中間

2、的絕緣材料則稱為介質。圖5-1電容器的構造電容器的構造與充放電5-1.1電容器的構造與充放電3.種類形式：分成固定值電容器及可變值電容器兩類。圖5-2各種電容器符號(a)一般無極性固定電容器(b)有極性電解質電容器(c)可變電容器電容器的構造與充放電5-1.1電容器的構造與充放電1.固定值電容器電容值固定不變，依介質材料的不同分類如圖5-3，說明如下：(1)紙質電容器：以浸油牛皮紙或石臘紙為介質，以帶狀鋁箔為電極，捲成圓筒後固封而成；常用於單相感應電動機的運轉用電容器。(2)電解質電容器：以極薄氧化層為介質，依電極板材質不同又分為鋁

3、質電容器及鉭質電容器兩種；具有正、負極性固定不可以反接，電容量大（可高達數十萬μF）、成本低的特點；用於高容量直流電容器、低頻用電容器。電容器的構造與充放電5-1.1電容器的構造與充放電1.固定值電容器(3)陶瓷電容器：以陶瓷（ceramic）為介質，鍍以銀膜為電極；具有體積小、耐高電壓特性；常用於高頻電路、表面粘著印刷電路板。(4)雲母電容器：以雲母（mica）為介質，以金屬箔為電極；具有良好的穩定性、準確度高；常用於精密儀器、通訊器材。(5)塑膠薄片電容器：以塑膠薄膜為介質，以金屬箔為電極；具有較佳的電容穩定度及較高的絕

4、緣阻抗；常用於交流電動機之啟動。電容器的構造與充放電5-1.1電容器的構造與充放電1.固定值電容器圖5-3各種固定值電容器結構電容器的構造與充放電5-1.1電容器的構造與充放電2.可變值電容器可變值電容器是由一組固定的極板及另一組可轉動極板組合而成，藉由調整極板間的有效接觸面積來改變其電容值，可用於收音機選台調諧電路中。可變值電容器介質材料有空氣、雲母、陶瓷及塑料等，外形如圖5-4所示。圖5-4可變值電容器電容器的構造與充放電5-1.2電容器的規格及標示法有關電容器的規格主要包括下列幾項：1.電容量(capacitance)：以法拉(F

5、arad，簡稱F)為單位，電容量越大可以儲存的電荷越多。法拉是一個非常大的單位，因此在實用上通常以微法拉(F)、或披法拉(pF)為單位，關係如下：2.工作電壓(WorkingVoltage,WV)：電容器能正常工作，不會燒毀的電壓。另外還有突波電壓(SV)、峰值電壓(PV)等規格。3.工作溫度：電容器正常工作所容許的溫度，以℃表示之。4.絕緣電阻：以直流電測試之電阻值，通常達數千M，絕緣電組越高，其洩漏電流越小。5.功率(kVAR)：用於表示電力電容器的最大儲存功率。，電容器規格及標示法5-1.2電容器規格及標示法有關電容

6、量的標示方式，有直接、數碼及色碼三種，如圖5-5所示。(a)直接標示法(b)數碼標示法(c)色碼標示法圖5-5電容量的標示方式電容器規格及標示法5-1.2電容器規格及標示法1.直接標示法：常用於體積較大的紙質、電解質電容器。例如：47μF/100WV，表示電容量47μF，工作電壓100V。2.數碼標示法：常用於體積較小的陶瓷、塑膠電容器。其格式是三個數字及一個英文字母，其中第一位數及第二位數為數字，第三位數為10的乘冪數，單位為pF，字母則表示其誤差值，如表5-1所示。例如：「475J」，表示電容量47×105pF＝4.7μF，誤差為

7、5%。表5-1電容器誤差值電容器的定義5-2.1電容器的定義1.充電前：電容器在未充電之前，極板正負電荷不規則擺置如圖5-6(a)，但正負電荷數相等呈現中性不帶電，靜電量為零。2.充電：電容器通電後，接電池正端的極板電子會受吸引離開極板，經過導體移動至右側的極板，直到電容器兩端電壓等於電池（電源）電壓為止，這種現象稱為充電。3.充電後：充電完畢後電容器的一端帶有正電荷，另一端則帶相同數量的負電荷如圖5-6(b)，即使電源移除，電荷還是會繼續存在極板上，這表示電容器具有儲存電荷的能力。電容器的定義5-2.1電容器的定義圖5-

8、6電容器充電(a)充電前（極板電荷不規則擺置）(b)充電後（正負極板分別聚集電荷）電容器的定義5-2.1電容器的定義4.電容量：電容器儲存的電荷量（Q）和外加電壓（V）成正比，其比值以電容量（