《电工基础》第四章-电容器-基础知识

第一章第一章 电容器电容器第二节第二节 电容器的参数和种类电容器的参数和种类第一节第一节 电容器的基本概念电容器的基本概念电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第三节第三节 电容器的连接电容器的连接第四节第四节 电容器的充电和放电电容器的充电和放电实训项目六实训项目六 常用电容器的识别与检测常用电容器的识别与检测电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第一节第一节 电容器的基本概念电容器的基本概念【学习目标学习目标】1 1了解电容器的外形、结构和符号。了解电容器的外形、结构和符号。2 2理解电容的概念，知道电容的定义式。理解电容的概念，知道电容的定义式。3 3掌握电容常用单位之间的转换。掌握电容常用单位之间的转换。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】电阻器电阻器你知道这你知道这是个什么是个什么元器件吗？元器件吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】你知道这你知道这是个什么是个什么元器件吗？元器件吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、常见电容器外形一、常见电容器外形 常见电容器有：电解电容器、瓷片电容器、涤纶电容常见电容器有：电解电容器、瓷片电容器、涤纶电容器、可变电容器、贴片电容器等器、可变电容器、贴片电容器等.常见电容器外形常见电容器外形电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器的基本结构与符号二、电容器的基本结构与符号 电容器由两片靠得较近的金属板中间再隔以绝缘物电容器由两片靠得较近的金属板中间再隔以绝缘物质而组成。质而组成。电路符号电路符号金属板金属板(极板极板)绝缘物质绝缘物质（介质）（介质）金属板叫电容器的两个极板；绝缘物质叫电容器的介质金属板叫电容器的两个极板；绝缘物质叫电容器的介质.电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、电容器与电容三、电容器与电容1.1.电容器的基本的特性电容器的基本的特性 如上图所示，如果在电容器的两极板上加上电压，则在如上图所示，如果在电容器的两极板上加上电压，则在两个极板上将分别出现数量相等的正、负电荷，这样电容两个极板上将分别出现数量相等的正、负电荷，这样电容器就储存了一定量的器就储存了一定量的电荷电荷和和电场能量电场能量。电容器的基电容器的基本特性是能本特性是能够储存电荷够储存电荷电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、电容器与电容三、电容器与电容2.2.电容的定义式电容的定义式3.3.电容的单位电容的单位UqC C电荷量电荷量 单位：单位：C(C(库仑）库仑）电压电压 单位：单位：V V（伏特）（伏特）电容电容 单位：单位：F(F(法拉）法拉）F F（法拉）、（法拉）、uF(uF(微法）、微法）、pFpF（皮法）皮法）1 1 F F 1010-6-6F F；1pF1pF 1010-12-12F F 电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例1】3 将一个电容器接到输出电压为将一个电容器接到输出电压为12V12V的直流电上，充电结束的直流电上，充电结束后，电容器两极板上所带的电荷量均为后，电容器两极板上所带的电荷量均为1.21.210 C10 C，求该电，求该电容器的电容量。容器的电容量。解：该电容器的电容量为解：该电容器的电容量为341.2 101010012qCCFFUV电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2 题题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的1.1.电容器的外形、结构与符号。电容器的外形、结构与符号。2.2.电容的定义式及相关计算。电容的定义式及相关计算。3.3.电容常用单位之间的转换。电容常用单位之间的转换。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第二节第二节 电容器的参数和种类电容器的参数和种类 【学习目标学习目标】1 1了解常用电容器的外形和种类。了解常用电容器的外形和种类。2 2理解电容器主要参数的含义。理解电容器主要参数的含义。3 3掌握常用电容器参数的标志方法。掌握常用电容器参数的标志方法。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】你知道你知道2200uF2200uF、25V25V、224224、103103等数字和符号的等数字和符号的含义吗？含义吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电容器的参数一、电容器的参数 电容器的参数主要有电容器的参数主要有额定工作电压额定工作电压、标称容量标称容量和和允许误差允许误差，通常，通常都标在电容器的外壳上。都标在电容器的外壳上。1.1.额定工作电压额定工作电压 额定工作电压一般称为耐压，是指在规额定工作电压一般称为耐压，是指在规定的温度范围内，可以连续加在电容器上定的温度范围内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大电压值。而不损坏电容器的最大电压值。2.2.标称容量和允许误差标称容量和允许误差标称容量是指电容器上所标明的电容量的值。标称容量是指电容器上所标明的电容量的值。标称容量标称容量2200uF2200uF额定工作额定工作电压电压25V25V电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器的标志法二、电容器的标志法标志方法主要有标志方法主要有直标法直标法、文字符号法文字符号法和和色标法色标法。1.1.直标法直标法 直标法就是在电容器的表面直接标出其主要参数和技直标法就是在电容器的表面直接标出其主要参数和技术指标的一种方法。术指标的一种方法。标称容量标称容量2200uF2200uF额定工作额定工作电压电压25V25V电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器的标志法二、电容器的标志法2.2.文字符号法文字符号法 文字符号法就是将文字和数字符号有规律地组合起来，文字符号法就是将文字和数字符号有规律地组合起来，在电容器表面上标志出主要特性参数。在电容器表面上标志出主要特性参数。l由数字和字母相结合由数字和字母相结合 如如10p10p代表代表10pF10pF；表示，即；表示，即47004700 F F；3 n33 n3表示表示3.3 n F3.3 n F，即即3300 pF3300 pF，其特点是省略，其特点是省略F F，小数点部分用，小数点部分用p p、n n、m m表表示。示。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器的标志法二、电容器的标志法2.2.文字符号法文字符号法l 用三位数字表示用三位数字表示 第一、二位为有效数字位，第三位为倍率，电容量的第一、二位为有效数字位，第三位为倍率，电容量的单位是单位是pFpF，如，如103103表示表示101010 pF10 pF，即，即 F F；224224表示表示222210 pF10 pF，即，即 F F。0.22 F0.01 F0.1 F电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社 允许误差用文字符号为：允许误差用文字符号为：D D（）、）、F F（1 1）、）、G G（2 2）、）、J J（5 5）、）、K K（1010）、）、M M（2020）。）。允许误差为允许误差为J J（5 5）3.3.色标法色标法 色标法就是用不同颜色的色带或色点，按规定的方法在色标法就是用不同颜色的色带或色点，按规定的方法在电容器表面上标志出其主要参数的标志方法。电容器表面上标志出其主要参数的标志方法。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、电容器的种类三、电容器的种类 按其电容量是否可变，可分为按其电容量是否可变，可分为固定电容器固定电容器、可变电容器可变电容器和和微调电容器微调电容器。1.1.固定电容器固定电容器 固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间的介质有密切关系。两极板间的介质有密切关系。纸介电容器纸介电容器陶瓷电容器陶瓷电容器涤纶电容器涤纶电容器铝电解电容器铝电解电容器云母电容器云母电容器电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、电容器的种类三、电容器的种类2.2.可变电容器可变电容器 可变电容器是电容量能在较大范围内随意调节的电容器，可变电容器是电容量能在较大范围内随意调节的电容器，分为单连可变电容器和双连可变电容器。分为单连可变电容器和双连可变电容器。可变电容器可变电容器 微调电容器微调电容器3.3.微调电容器微调电容器微调电容器是电容量在某一小范围内可以调整的电容器。微调电容器是电容量在某一小范围内可以调整的电容器。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社职业相关知识职业相关知识 在特殊场合或设备中，经常用到特殊的电容器，如电力在特殊场合或设备中，经常用到特殊的电容器，如电力电容器、起动电容器等。电容器、起动电容器等。电力电容器电力电容器 起动电容器起动电容器电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2 题题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的1 1电容器的参数。电容器的参数。2 2电容器的标志方法。电容器的标志方法。3 3电容器的种类。电容器的种类。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第三节第三节 电容器的连接电容器的连接【学习目标学习目标】1 1掌握电容串、并联电路的特点。掌握电容串、并联电路的特点。2 2能根据要求，正确选择连接方式获得合适能根据要求，正确选择连接方式获得合适 的电容。的电容。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社 小明在维修和设计电路时，碰到了以下两种情况：一是小明在维修和设计电路时，碰到了以下两种情况：一是手头有多个电容器，但每个电容器的耐压都不能满足电路手头有多个电容器，但每个电容器的耐压都不能满足电路的要求；二是手头有多个电容器，但每个电容器的容量不的要求；二是手头有多个电容器，但每个电容器的容量不能满足电路的要求。能满足电路的要求。【观察与思考观察与思考】案例案例你能帮小你能帮小明解决这明解决这些问题吗？些问题吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电容器串联电路一、电容器串联电路1.1.电容器的串联电容器的串联 电容器的串联是将两个或两个以上电容器的极板首尾电容器的串联是将两个或两个以上电容器的极板首尾依次相连，中间无分支的连接方式。依次相连，中间无分支的连接方式。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电容器串联电路一、电容器串联电路2.2.电容器的串联电路的特点电容器的串联电路的特点 电荷量特点电荷量特点 每个电容器带的电荷量相等。每个电容器带的电荷量相等。电压特点电压特点 总电压等于各个电容器上的电压之和。总电压等于各个电容器上的电压之和。电容特点电容特点 总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。总电容的倒数等于各个电容器的电容的倒数之和。1231111CCCC123UUUU123qqqq电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电容器串联电路一、电容器串联电路 电压分配电压分配 电容串联电路中各电容器两端的电压与其自身电容串联电路中各电容器两端的电压与其自身的电容量成反比。的电容量成反比。3.3.电容器串联电路的应用电容器串联电路的应用 电容器串联电路常应用于耐压不够的场合。但注意，电容器串联电路常应用于耐压不够的场合。但注意，电容大的电容器分配的电压小，电容小的电容器分配电容大的电容器分配的电压小，电容小的电容器分配的电压反而大。的电压反而大。1221UCUC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【例例1】两个电容器两个电容器C1和和C2，其中，其中C C1为为1010 F F，C2 2为为5 5 F F，把它们，把它们串联后其等效电容为多少？串联后其等效电容为多少？解：串联后的等效电容为解：串联后的等效电容为121210 510F=F=3.3 F1053C CCCC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社 现有两个电容器，其中电容器现有两个电容器，其中电容器C C1 1的容量为的容量为20 20 F F，额定工作电，额定工作电压为压为25V25V，电容器，电容器C C2 2的容量为的容量为1010 F F，额定工作电压为，额定工作电压为16V16V。若将这两个电。若将这两个电容器串联后接到电压为容器串联后接到电压为36V36V的电路上，问电路能否正常工作？的电路上，问电路能否正常工作？【例例2】解：解：C1和和C2都会被击穿，因此电路不能正常工作。都会被击穿，因此电路不能正常工作。12122020F=F20 103CCCCC64122010362.4 103qqqCUCC4116112.4 101220 10qqUVCC4226222.4 102410 10qqUVCC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器并联电路二、电容器并联电路1.1.电容器的并联电容器的并联 电容器的并联是将两个或两个以上电容器的正极接在一电容器的并联是将两个或两个以上电容器的正极接在一起，负极也接在一起的连接方式。起，负极也接在一起的连接方式。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器并联电路二、电容器并联电路2.2.电容器的串联电路的特点电容器的串联电路的特点 电压特点电压特点 电荷量特点电荷量特点 电容特点电容特点 每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。每个电容器两端的电压相等，并等于外加电压。总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。总电荷量等于各个电容器的带电荷量之和。总电容等于各个电容器的电容之和。总电容等于各个电容器的电容之和。123UUUU123qqqq123CCCC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社 两个电容器的容量和额定工作电压分别两个电容器的容量和额定工作电压分别“2020 F 5VF 5V”“”“3030 F F 16V16V”，现将它们并联起来后接到，现将它们并联起来后接到15V15V的电压上，问（的电压上，问（1 1）此时的等效）此时的等效电容为多少？（电容为多少？（2 2）两个电容器储存的电荷量分别是多少？）两个电容器储存的电荷量分别是多少？【例例3】解：解：122030F=50 FCCC641120 10153 10qCUCC 642230 10154.5 10qC UCC电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2 题题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的1 1电容器串、并联的连接方式电容器串、并联的连接方式2 2电容器串并联电路的特点电容器串并联电路的特点电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社第四节第四节 电容器的充电和放电电容器的充电和放电【学习目标学习目标】1 1会通过仪器仪表观察电容器充、放电过程会通过仪器仪表观察电容器充、放电过程中电压和电流的变化规律。中电压和电流的变化规律。2 2理解电容器充、放电电路的工作过程。理解电容器充、放电电路的工作过程。3 3会用万用表的电阻档判别电容器质量的好会用万用表的电阻档判别电容器质量的好坏。坏。实验现象：实验现象：将开关将开关S S置于置于“1 1”的位置，发现白炽灯的位置，发现白炽灯ELEL突然亮一下，然突然亮一下，然后慢慢变暗，最后处于完全不亮状态；而再将开关后慢慢变暗，最后处于完全不亮状态；而再将开关S S从从“1 1”拔向拔向“2 2”的位置，我们将会发现白炽灯与开关的位置，我们将会发现白炽灯与开关S S置于置于“1 1”的位置时相同，的位置时相同，电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【观察与思考观察与思考】电容器充放电演示实验电容器充放电演示实验 你能解释你能解释以上的实以上的实验现象吗？验现象吗？电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社一、电容器的充电功能一、电容器的充电功能1 1充电：充电：使电容器带电（储存电荷和电能）的过程。使电容器带电（储存电荷和电能）的过程。2 2充电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器充电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从零慢慢增大，最后等于电源电压。两端的电压从零慢慢增大，最后等于电源电压。3 3电容器是电容器是 “储能元件储能元件”。4.4.电容器具有隔断直流电的作用。电容器具有隔断直流电的作用。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社二、电容器的放电功能二、电容器的放电功能1 1放电：放电：使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程。能）的过程。2 2放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从增大慢慢变成零。容器两端的电压从增大慢慢变成零。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社三、电容器的简易检测三、电容器的简易检测1 1电容器一般常见故障有：电容器一般常见故障有：击穿短路击穿短路、断路断路、漏电漏电或或电容量变化电容量变化等。等。2 2通常利用万用表的电阻挡（通常利用万用表的电阻挡（R R100100或或R R1k1k），通），通过测量电容器两端之间的漏电阻，根据指针摆动的情过测量电容器两端之间的漏电阻，根据指针摆动的情况，来判别较大容量的电容器质量。况，来判别较大容量的电容器质量。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【课堂小结课堂小结】【课堂练习课堂练习】教材中思考与练习第教材中思考与练习第1 1、2 2 题题【课后作业课后作业】“学习辅导与练习学习辅导与练习”同步训练中的同步训练中的1.1.电容器具有充放电的功能。电容器具有充放电的功能。2.2.电容器充放电过程中电路中电流和电容器电容器充放电过程中电路中电流和电容器两端电压的变化情况。两端电压的变化情况。i电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社实训项目六实训项目六 常用电容器的识别与检测常用电容器的识别与检测【实训目的实训目的】1 1能识别常用电容器。能识别常用电容器。2 2学会电解电容器极性的判别。学会电解电容器极性的判别。3 3学会用万用表的电阻挡判别较大容量电容学会用万用表的电阻挡判别较大容量电容器质量的好坏。器质量的好坏。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务一任务一 常用电容器的识别常用电容器的识别 根据提供的根据提供的1010个各种类型电容器进行识别，并把识别个各种类型电容器进行识别，并把识别结果填入表中。结果填入表中。如：名称：电解电容器；标称容量：如：名称：电解电容器；标称容量：2200uF;2200uF;耐压：耐压：25V25V；有无极性：有；有无极性：有电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务二任务二 电解电容器极性的判别电解电容器极性的判别长引脚为长引脚为正极（正极（+）短引脚为短引脚为负极（负极（-）1.1.直接观察法直接观察法方法：长引脚为正极，短引脚为负极；方法：长引脚为正极，短引脚为负极；方法：在电容器外壳上标有方法：在电容器外壳上标有“”号的一端为负极，号的一端为负极，另一端为正极。另一端为正极。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务二任务二 电解电容器极性的判别电解电容器极性的判别2.2.万用表判别法万用表判别法（1 1）先测量电解电容器任意两极间的漏电阻。先测量电解电容器任意两极间的漏电阻。（2 2）交换红、黑表笔，再一次测量电解电容器的漏电阻。交换红、黑表笔，再一次测量电解电容器的漏电阻。（3 3）如果电解电容器性能良好的话，在两次测量结果中，如果电解电容器性能良好的话，在两次测量结果中，阻值大的一次便是正向接法，即红表笔接电解电容器的负极，阻值大的一次便是正向接法，即红表笔接电解电容器的负极，黑表笔接正极。黑表笔接正极。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社任务三任务三 常用电容器质量的检测常用电容器质量的检测 测量电容器的正向漏电阻，分析检测结果，进一步判测量电容器的正向漏电阻，分析检测结果，进一步判断电容器性能。断电容器性能。电工技术基础与技能电工技术基础与技能高等教育出版社高等教育出版社【实训小结实训小结】i 把把“常用电容器的识别与检测常用电容器的识别与检测”的方法与步骤、收获与体会及实训的方法与步骤、收获与体会及实训评价填入实训小结表评价填入实训小结表