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3-1 电容器与电容 &3-2 电容器的参数和种类
一、教学章节
3.1电容器与电容 & 3.2 电容器的参数和种类。
二、学时安排
2学时。
三、教学目标
了解电容器与电容的概念。
理解平行板电容及介电常数的概念。
了解电容器的参数、种类及特点。
二、教学重点、难点分析
重点：
电容器的用途，电容的计算。
平板电容器电容值大小与哪些因素有关。
电容器的参数。
难点：
1、电容器的用途，电容的计算。
2、电容器参数中额定电压的选择。
三、教具
电化教学设备、各类电容器几个。
四、教学方法
讲授法，多媒体课件。
五、教学过程
Ⅰ.导入
复习上一章的内容，分析处理课后习题。
利用同学比较熟悉的案例：计算机在突然掉电的情况下，可以利用储能电容所存储的电能紧急保存文件。引入电能存储元件——电容器。
II.新课
一、电容器
电容器：是由两个导体电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成。电容器最基本的特性是能够存储电荷。
用途：具有“隔直通交”的特点，在电子技术中，常用于滤波、移相、旁路、信号调谐等；在电力系统中，电容器可用来提高电力系统的功率因数。
主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压。
识别方法：数值法和色标法。（带实物讲解）
例：某一瓷介电容上标有104，其标称电容量为10×104pF,即0.1μF
工作原理：把电容器的两个极板分别接到电源E的正、负极上，电容器的两极板间便有电压U，在电场力的作用下，自由电子定向运动，使得A板带有正电荷，B板带有等量的负电荷，如图3-1所示。电荷的移动直到两极板间的电压与电源电动势相等时为止。这样，在两个极板间的介质中建立了电场，电容器储存了一定量的电荷和电场能量。
单位：电容器的SI（国际单位制）单位是法拉，简称法，通常用符号“F”表示。
符号表示：下图列出了部分常用电容器符号
二、电容
不同电容器存储电荷的本领是不同的，我们用电容来表征电容器这个本领的大小。
含义：电容器任一极板所储存的电荷量，与两极板间电压的比值是一个常数，不同的电容器，这一比值则不同。将这一比值定义为电容器的电容量，简称电容。来表示电容器存储电荷的本领大小。用字母C表示，电容定义式为：
（式3-1）
式中 Q——一个极板上的电荷量，单位是库[仑]，符号为C；
U——两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V；
C——电容，单位是法[拉]，符号为F。
在实际应用中，法的单位太大，常用的是较小的单位微法（μF）和皮法（pF）:
三、平行板电容器
理论与实验证明，平行板电容器的电容量与极板面积S及电介质介电常数ε成正比，与两极板之间的距离成反比。
其数学表达式为
（式3-2）
式中 ε——某种电介质的介电常数，单位是法[拉]每米，符号为F/m；
S——极板的有效面积，单位是平方米，符号为㎡；
d——两极板间的距离，单位是米，符号为m；
C——电容，单位是法[拉]，符号为F。
注意：
（1）式3-2说明，对某一个平行板电容器而言，它的电容是一个确定之，其大小仅与电容器的极板面积大小、相对位置以及极板间的电介质有关；与两极板间电压的大小、极板所带电荷量多少无关。
（2）并不是只有电容器才有电容，实际上任何两个导体之间都存在着电容。
四、电容器的参数
电容器种类繁多，不同种类电容器的性能、用途不同；同一类电容也有很多规格。要合理选择和使用电容器，必须对于电容的种类和参数有充分的认识。
1、额定工作电压
一般叫做耐压，它是指使电容器能长时间地稳定工作，并且保证电介质性能良好的支流电压的数值。
必须保证电容器的额定工作电压不低于工作电压的最大值。（交流电路，考虑交流电压的峰值。）
2、标称容量和允许误差
电容器上所标明的电容量的值叫做标称容量。
批量生产中，不可避免的，实际电容值与标称电容值之间总是有一定误差。国家对不同的电容器，规定了不同的误差范围，在此范围之内误差叫做允许误差。
五、电容器的种类（结合手头所有的电容器讲解）
按照电容量是否可变，可分为规定电容器和可变电容器（包括半可变电容器）。
1、固定电容器：常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、职阶制、铝电解质等等。
注意：电解电容有正负极之分，切记不可将极性接反或使用于交流电路中，否则会将电解电容器击穿。
2、可变电容器：电容量在一定范围内可调节的电容器，常用电介质有薄膜介质、云母等。
半可变电容器又叫微调电容，在电路中常被用作补偿电容。容量一般都只有几皮法到几十皮法。常用的电介质有瓷介质、有机薄膜等。
III.例题讲解，巩固练习
略。（见教材§3-1例题）
IV.小结
（1）电容器的基本特性，用途，单位等；电容量如何计算。
注：电容器时存储电荷的设备，而电容量是衡量电容器在一定外加电压作用下储存电荷能力的大小的物理量。
（2）电容器的参数。（额定电压、标称容量和允许误差）。特别应当注意额定电压应当大于电容器工作电压的最大值（交流电压考虑峰值）。
（3）电容器的种类。
V. 作业
略。

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