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电容器的电容
一个世纪以来，科学家们一直用静电发生器产生静电。但怎样能储存电荷呢？
1746年 马森·布洛克
莱顿瓶
起电机
莱顿瓶
情景引入
电路板上的电容器
平板的电容屏
与电阻一样，电容器也是电路中最常见的元件之一，在生活中有广泛应用。
大小不一，形状各异
导体
导体
绝缘体
电路符号
最简单：平行板电容器
电容器的里面是什么样呢？
电介质
极板
一 电容器
1.定义：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。
导体
导体
绝缘体
两个极板（导体）
电介质（绝缘材料）
2.构造：
想一想：电容器是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？
实验观察：电容器充电和放电现象
实验器材：直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关
（1）电容器充电
电流方向 电流大小变化 电压表大小变化 能量转化
充电过程（S-1）
顺时针
减小到0
增加到稳定
电源电能储存在电容器中
（2）电容器放电
电流方向 电流大小变化 电压表大小变化 能量转化
放电过程（S-2）
逆时针
减小到0
电能转化为其他形式的能量
减小到0
（1）电容器的充电：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
将电容器两个极板带上等量异种电荷的过程，叫电容器的充电。
正极板
负极板
有短暂的电流
两极间有电场
两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。
E
总结：
电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。
（2）电容器的放电：
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － － －
＋Q
－Q
用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。
在放电过程中导线上有短暂的电流产生
U=0
放电的过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。
电流随时间变化的图像分析
1、在图中画一个狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
电荷量
2、怎样根据图像计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
图像与坐标轴间的面积
实验探究2：电容器两极板间电势差跟所带电荷量的关系
结论：
电容器的电荷量变为原来的一半时，其两极板间的电势差也变为原来的一半。
也就是说电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U成正比，即比值Q/U 是一个常量
电容器所带的电荷量跟两极板间的电势差是否存在某种定量关系？
二、电容
1.定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫电容器的电容。符号：C
2.定义式：
Q ---- 一个极板所带电荷量的绝对值
U ---- 电容器两极板间的电势差（电压）。
3.单位：
4.物理意义：描述电容器容纳电荷本领大小的物理量
法拉 简称：法（F）1F=106μF=1012pF
（比值定义法）
实验装置：
接地
接地
金属球
静电计
电容器
三、平行板电容器的电容
问题：平行板电容器时最简单的电容器，几乎所有的电容器都是平行板电容器的变形，那么平行板电容器的电容跟哪些因素有关呢？
静电计在实验中起什么作用？
测量电势差大小；静电计指针偏角越大，电势差越大。
三、平行板电容器的电容
实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素
保持Q和d不变，正对面积S
静电计夹角θ
电容器两端电压U
根据C =可知，电容C
实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素
保持Q和S不变，板间距离d
静电计夹角θ
根据C =可知，电容C
电容器两端电压U
三、平行板电容器的电容
实验探究3：研究影响平行板电容器电容大小的因素
保持Q和S、d不变，插入电介质，
静电计夹角θ
根据C =可知，电容C
电容器两端电压U
插入电介质，电容变为真空（空气）时的倍。
是一个常数，称为电介质的相对介电常数。
三、平行板电容器的电容
三、平行板电容器的电容
实验结论：
C∝S
C ∝
C ∝
C=
两板正对面积
两板板间距离
相对介电常数
静电力常量
（电容决定式）
电解质 空气 煤油 石蜡 陶瓷 玻璃 云母 水
1.0005 2 2.0~2.1 6 4~11 6~8 81
空气对电容的影响忽略不计
四、常用电容器
1.固定电容器：
（1）聚苯乙烯电容器：
以聚苯乙烯薄膜为电介质，两层铝箔为极板。
符号：
（2）电解电容器：
用铝箔做一个极板，以铝箔上很薄的一层氧化膜为电介质，用浸过电解液的纸做另一个极板。
符号：
+
-
2.可变电容器：
两极由两组铝片组成，固定的一组铝片叫作定片；可以转动的一组铝片叫作动片;空气为电介质。
转动动片，使两组铝片的正对面积发生变化，电容相应变化。
符号：
超级电容器是20世纪70年代根据电化学原理研发的一种新型电容器，它的出现使电容器的容量得到了巨大的提升。超级电容器的充电时间短，储存电能多，放电功率大，使用寿命长。这些优点展现了它作为新型动力电源的广阔发展前景
3.超级电容器
4.电容器的击穿电压与额定电压
加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度， 超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。这个极限电压叫作击穿电压。
电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。
电容器
充电
放电
电容
平行板电容器电容
数学表达式
（决定式）
单位：法拉F
（定义式）
数学表达式
课堂小结

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