资源简介

项目四 电容器的识别与应用
【项目目标】
●识别电容器的外形和符号，识读电容器的标称容量。
●会用万用表检测电容器，判断电容器的质量。
●会根据实际需要选用电容器。
●会连接和分析电容器应用电路。
【参考学时】
10学时
任务4 认识纯电容器交流电路
【教学目标】
●会连接纯电容交流电路。
●会分析纯电容交流电路。
【教学重点】
纯电容交流电路
【教学难点】
纯电容交流电路
【参考学时】
3学时
【教学过程】
一、任务导入
实物（如常用电器电路板）演示及列举实例，让学生认识纯电容器交流电路，激发学生学习兴趣。
二、任务准备
1. 电容器的充电与放电
电容器充电、放电电路如图所示。
电容器充电、放电实验电路
电容器的充、放电电路的实验现象记录表
序号 过程 实验现象 结束标志
指示灯 电流表 电压表
1 充电 由亮逐渐变暗，最后熄灭 读数由大逐渐变小，最后为0 读数由0逐渐变大，最后为E IC=0，UC=E
2 放电 由亮逐渐变暗，最后熄灭 读数由大逐渐变小，最后为0 读数由E逐渐变小，最后为0 IC=0，UC=0
2.容抗
电容器对交流电的阻碍作用称为电容电抗，简称容抗，用符号XC表示，单位是欧姆。
容抗的大小与电源频率成反比，与电容器的电容量成反比，其表达式为
三、任务实施
1.电路连接
忽略电容器的漏电电阻和分布电感的电容器称为纯电容元件。在纯电容元件两端接上交流电源，就组成了纯电容交流电路。
纯电容交流电路
用交流电压表和交流电流表（或万用表）分别测量电容器C两端的电压和流过电路的电流，将测量结果填入表中。
纯电容电路交流电路测量结果表
测量次数 容抗XC/Ω 电压U/V 电流I/A
1
2
2.电路分析
（1）电流与电压的关系
纯电容交流电路的电流与电压的数量关系为
或
即纯电容交流电路的电流与电压的最大值（或有效值）符合欧姆定律。
纯电容交流电路的电流与电压的相位关系为纯电容交流电路两端的电压滞后电流，或者说电流超前电压。
（a）矢量图　　 　　　　　　　　　（b）波形图
纯电容交流电路的矢量图和波形图
（2）电路的功率
瞬时功率的平均值为零，即纯电容交流电路的有功功率为零，表示电容元件不消耗功率。
纯电容交流电路的功率
纯电容交流电路的无功功率为
【例4.1】一个容量为80μF的电容器，接在电压u=220sin(314t＋60°)V的电源上，求：（1）通过电容器的电流为多少？（2）电路的无功功率为多少？
【分析】从电压表达式中先读出电压的有效值、角频率和初相位，再根据欧姆定律和无功功率的计算公式求出电流和无功功率。
解：由u=220sin(314t＋60°)V可知：
电源电压有效值U=220V，角频率=314rad/s，初相位u=60°
（1）电容器的容抗
通过线圈的电流I===5.5A
（2）电路的无功功率QC=UCI=220×5.5=1210var
四、任务小结
五、任务拓展
1.电容器的电场能
电容器在充电过程中，电容器两个极板上有电荷积累。两极板间形成电场，电场具有能量。电容器充电时所储存的电场能为
2.电容器串联电路
将2只或2只以上的电容器首尾依次相联，中间无分支的连接方式叫做电容器的串联，如图所示。电容器串联电路具有以下特点。
电容器串联电路
（1）电量特点。电容器串联电路各电容器所带的电量相等。即：
Q=Q1=Q2
（2）电压特点。电容器串联电路的总电压等于每个电容器两端电压之和。即
U=U1+U2
（3）电容特点。电容器串联电路的等效电容的倒数等于各个分电容的倒数之和。即
（4）电压分配。电容器串联电路中各电容器两端的电压与电容量成反比。即
C1U1=C2U2
2.电容器并联电路
将2个或2个以上电容器接在相同的两点之间的连接方式叫做电容器的并联，如图所示。电容器并联电路具有以下特点。
图4.39 电容器并联电路
（1）电压特点。电容器并联电路每个电容器两端的电压相同，并等于外加电源电压，即
U=U1=U2
（2）电量特点。由于并联电容器两端的电压相同，每个电容器所充的电荷量为
Q1=C1U，Q2=C2U
所以，总电荷量为
Q=Q1+Q2
（3）电容特点。电容器并联后的等效电容量等于各个电容器的电容量之和。
即
C=C1+C2
【项目总结】
1.常见的固定电容器有哪些？常见的可变电容器又有哪些？你认识它们吗？会写出它们的符号吗？能判别它们的极性吗？了解它们的用途吗？
常见固定电容器比较表
序号 名称 符号 主要用途
1 铝电解 电容器
2 钽电解 电容器
3 铌电解 电容器
4 纸介电容器
5 陶瓷电容器
6 涤纶电容器
7 云母电容器
8 聚苯乙烯 电容器
9 玻璃釉 电容器
常见可变电容器比较表
序号 名称 符号 主要用途
1 陶瓷微调 电阻器
2 薄膜微调 电容器
3 拉线微调 电容器
4 单联可调 电容器
5 双联可调 电容器
6 四联可调 电容器
7 空气介质 可调电容器
2.电容器标称容量和允许误差标注方法有哪些？你能识读电容器标称容量和允许误差吗？
电容器标称容量和允许误差标注方法比较表
序号 标注方法 标称容量识读要点 允许误差识读要点
1 直标法
2 文字符号法
3 数码法
4 色标法
3.如何用万用表检测电解电容器极性及质量吗？你会检测吗？
电容器检测要点
元件 检测要点
电容器
4.你能说明电容器型号的意义吗？如何根据电路要求选用电容器？
电容器型号的意义
组成 第1部分 第2部分 第3部分 第4部分
意义
5.如何根据电路要求选用电容器？
选用电容器的基本方法
序号 内容 选择要点
1 选择 类型
2 选择 主要参数
6.纯电容交流电路中，电压与电流的关系如何？它们的有功功率、无功功率分别为多少？
纯电容交流电路比较表
电路 阻抗 电压与电流关系 功 率
数 量 关 系 相 位 关 系 有 功 功 率 无 功 功 率
纯电容电路

展开更多......

收起↑