关于电容传感器项目教学的设计（★）

第一篇：关于电容传感器项目教学的设计

关于电容传感器项目教学的设计

摘 要：传感器是一门综合性很强的学科。掌握运用传感器的相关知识，对于中职学校的学生来说，有着重要的意义。本文主要介绍了电容传感器项目教学的设计。通过传感器知识的学习，可以培养学生的创新精神和思维能力，并将其广泛地应用于现代化生产中，促进科技革新和生产力的发展。

关键词：教学设计 电容传感器 项目教学

中等职业教育国家规划教材配套教学用书《传感器及其应用》第四章第二节讲述了电容式传感器的原理及分类。传感器在测量与控制电路中不可或缺，在现代生产生活中也已被广泛应用。如何使学生更高效的学习，教学过程的优化设计起着极其关键的作用。要提高教学效率，教师必须在教学设计上多下工夫。

一、项目教学过程设计

1.引入项目

水是生命之源。我国水资源总量位居世界前列，可是人均水资源占有量却很少，再加之人们对水的不重视，水资源浪费、污染的情况日益严重。所以，教师要让学生运用所学的知识来保护水资源，减少人为浪费。这样从情感上激励学生，要努力完成这个有意义的项目。

2.明确项目

设计电容感应式水龙头。

3.实施项目

（1）通过实验了解电容性能，引出电容公式及分类。

实验：将两片方形金属片相互靠近，用万用表的电容挡，测量两者之间的电容量。随着两金属片的缓慢靠近，电容量从0pF逐渐变大，最大可以达到30pF。请一名学生，在两金属片之间缓慢地放入塑料薄膜，同时观察万用表。学生们发现电容量逐渐增大至40pF。请另一名学生，在保持两金属片相对距离不变的情况下，沿水平方向将其分开，此时万用表显示的电容值逐渐变小。通过实验，学生们感性地认识到，电容量与两极板间相对的有效面积、介电常数成正比，而与两极板间的相对距离成反比。

根据以上原理，学生们把电容传感器分为三类：变面积式、变极距式、变介电常数式。

（2）分组分类讨论查阅资料，选择变介电常数式电容传感器为设计基础。

①变面积式。变面积式传感器，两极板水平相对，其中一个为定极板，固定不动；另一个为动极板，可以左右直线运动，两极板间的相对位置为原始距离。学生讨论表达式K=-εb/δ，指出变面积式电容传感器，其灵敏度为常数，输出特性为线性，同时明确变面积式电容传感器的应用场合，多用于直线位移、角位移、尺寸等参数的测量。

②变极距式。变极距式电容传感器，被测物连接动极板上下运动，使其两极板之间的距离发生改变，从而电容量也随之改变。初始极距与灵敏度相互矛盾，因此变极距式电容传感器适合测量小位移。为了使灵敏度得到提高，一般采用差动结构。

③变介电常数式。由于不同介质的介电常数差异很大，因此在电容器两极板之间放入不同介质时，电容C是不相同的。根据这种原理制成的电容传感器称为变介电常数式电容传感器。

（3）分析实施。

①教师提出设计要求：当手或物体靠近水龙头时，水龙头会自动定量出水。

②学生通过资料整理讨论设计方案，提出独立电源供电，变介电常数式电容传感器采集信号，通过转换电路将控制信号传给自动水龙头开关电路，同时计时电路开始倒计时，到达设定时间自动切断水源，达到节水目的。

③各小组对提出方案集体讨论并改进，提出自己的想法，使学生的思路得到了开阔。

学生在拓展思考过程中，扩大电容传感器在生活中的应用范围，根据电容传感器的工作原理再提出新的设计项目，从而激发学习积极性和自主学习意识。

二、项目教学评价设计

组织各小组派代表在班级汇报，学生在项目教学过程中，进一步理解非电量到电量的转换概念，了解电容传感器的工作原理及在日常生活中的应用。通过查阅资料，了解当今国内传感器的现状。各组汇报完成后，进行小组互评，班级气氛很活跃。最后教师点评并给各小组打分，激励学生的竞争意识，使学生的学习热情更加高涨。

三、小结

该次课是依据学生的认知规律安排教学的，其引入项目是从珍惜水资源和一个有趣的实验开始的，通过不同的实验现象引导学生思考，增强学生对电容传感器了解的积极性，激发他们自主学习传感器的热情。项目教学主要分成三大块，学生变成学习的主体，很多学生介绍了日常生活中，藏在我们身边的传感器。提出自己的想法，设计了新的传感器应用项目。在项目教学过程中培养了学生的自主、合作、思考的能力，增强了学生的学习能力和科学素养。

参考文献：

[1]沈聿农.传感器及应用技术[M].北京：化学工业出版社，2001.[2]王俊峰.孟令启.现代传感器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2007.[3]严钟豪.谭祖根.非电量电测技术[M].北京：机械工业出版社，2001.（作者单位：安徽省淮南技工学校）

第二篇：电容项目申报材料

电容项目

申报材料

泓域咨询机构

摘要

电容器主要分 4 种，因容值、电压和体积等特性的不同而应用于不同的领域。按照主要原材料的不同，电容可分为陶瓷电容、铝电解电容、薄膜电容、钽电容及其他类型。2015 年全球电容市场上，陶瓷电容器和铝电解电容器产值份额较高，其中陶瓷电容占比 54%，铝电解为 23%，薄膜电容和钽电容分别占到 11%和 12%。陶瓷电容凭借容值、电压覆盖范围大及体积小的优势广泛应用于手机、电脑、家电等消费电子产品，此外在军工、工业上也有广泛需求；铝电解电容容量最大，主要面向高压高容应用，市场涵盖家电、照明和工业等领域；薄膜电容以其良好的频率特性和耐高压特性，通常被用在逆变器和变流器电路中，下游市场主要包括照明、家电、工业控制等领域，同时在汽车领域和新能源发电领域形成了对于铝电解的替代，市场份额不断扩大；而钽电容容量稳定，漏电损失低，但成本相对高昂，主要应用于通讯、计算机、汽车电子和航空航天等高端领域。

该电容项目计划总投资 15927.02 万元，其中：固定资产投资 12178.13万元，占项目总投资的 76.46%；流动资金 3748.89 万元，占项目总投资的23.54%。

达产年营业收入 32117.00 万元，总成本费用 25349.04 万元，税金及附加 280.75 万元，利润总额 6767.96 万元，利税总额 7982.22 万元，税后净利润 5075.97 万元，达产年纳税总额 2906.25 万元；达产年投资利润率

42.49%，投资利税率 50.12%，投资回报率 31.87%，全部投资回收期 4.64年，提供就业职位 646 个。

认真贯彻执行“三高、三少”的原则。“三高”即：高起点、高水平、高投资回报率；“三少”即：少占地、少能耗、少排放。

铝电解电容器是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。

报告主要内容：总论、建设背景、市场分析预测、建设规划方案、选址方案评估、工程设计可行性分析、项目工艺原则、环境保护概述、项目安全卫生、项目风险、项目节能说明、项目实施方案、投资计划、盈利能力分析、综合评估等。

电容项目申报材料目录

第一章

总论

第二章

建设背景

第三章

市场分析预测

第四章

建设规划方案

第五章

选址方案评估

第六章

工程设计可行性分析

第七章

项目工艺原则

第八章

环境保护概述

第九章

项目安全卫生

第十章

项目风险

第十一章

项目节能说明

第十二章

项目实施方案

第十三章

投资计划

第十四章

盈利能力分析

第十五章

项目招投标方案

第十六章

综合评估

第一章

总论

一、项目承办单位基本情况

（一）公司名称

xxx 集团

（二）公司简介

本公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念，将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本，在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要，是我们不懈的追求”的企业观念，面对经济发展步入快车道的良好机遇，正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。经过 10 余年的发展，公司拥有雄厚的技术实力，完善的加工制造手段，丰富的生产经营管理经验和可靠的产品质量保证体系，综合实力进一步增强。公司将继续提升供应链构建与管理、新技术新工艺新材料应用研发。集团成立至今，始终坚持以人为本、质量第一、自主创新、持续改进，以技术领先求发展的方针。

公司是按照现代企业制度建立的有限责任公司，公司最高机构为股东大会，日常经营管理为总经理负责制，企业设有技术、质量、采购、销售、客户服务、生产、综合管理、后勤及财务等部门，公司致力于为市场提供品质优良的项目产品，凭借强大的技术支持和全新服务理念，不断为顾客

提供系统的解决方案、优质的产品和贴心的服务。公司是按照现代企业制度建立的有限责任公司，公司最高机构为股东大会，日常经营管理为总经理负责制，企业设有技术、质量、采购、销售、客户服务、生产、综合管理、后勤及财务等部门，公司致力于为市场提供品质优良的项目产品，凭借强大的技术支持和全新服务理念，不断为顾客提供系统的解决方案、优质的产品和贴心的服务。公司通过了 GB/ISO9001-2008 质量体系、GB/24001-2004 环境管理体系、GB/T28001-2011 职业健康安全管理体系和信息安全管理体系认证，并获得 CCIA 信息系统业务安全服务资质证书以及计算机信息系统集成三级资质。

公司自设立以来，组建了一批经验丰富、能力优秀的管理团队。管理团队人员对行业有着深刻的认识，能够敏锐地把握行业内的发展趋势，抓住业务拓展机会，对公司未来发展有着科学的规划。相关管理人员利用自己在行业内深耕积累的经验优势，为公司未来业绩发展提供了有力保障。

（三）公司经济效益分析

上一，xxx 投资公司实现营业收入 25117.04 万元，同比增长18.65%（3947.31 万元）。其中，主营业业务电容生产及销售收入为21247.79 万元，占营业总收入的 84.60%。

上主要经济指标

序号 项目 第一季度 第二季度 第三季度 第四季度 合计

营业收入

5274.58

7032.77

6530.43

6279.26

25117.04

主营业务收入

4462.04

5949.38

5524.43

5311.95

21247.79

2.1

电容(A)

1472.47

1963.30

1823.06

1752.94

7011.77

2.2

电容(B)

1026.27

1368.36

1270.62

1221.75

4886.99

2.3

电容(C)

758.55

1011.39

939.15

903.03

3612.12

2.4

电容(D)

535.44

713.93

662.93

637.43

2549.73

2.5

电容(E)

356.96

475.95

441.95

424.96

1699.82

2.6

电容(F)

223.10

297.47

276.22

265.60

1062.39

2.7

电容(...)

89.24

118.99

110.49

106.24

424.96

其他业务收入

812.54

1083.39

1006.01

967.31

3869.25

根据初步统计测算，公司实现利润总额 6341.50 万元，较去年同期相比增长 1490.80 万元，增长率 30.73%；实现净利润 4756.13 万元，较去年同期相比增长 759.08 万元，增长率 18.99%。

上主要经济指标

项目 单位 指标 完成营业收入

万元

25117.04

完成主营业务收入

万元

21247.79

主营业务收入占比

84.60%

营业收入增长率（同比）

18.65%

营业收入增长量（同比）

万元

3947.31

利润总额

万元

6341.50

利润总额增长率

30.73%

利润总额增长量

万元

1490.80

净利润

万元

4756.13

净利润增长率

18.99%

净利润增长量

万元

759.08

投资利润率

46.74%

投资回报率

35.06%

财务内部收益率

21.87%

企业总资产

万元

31754.67

流动资产总额占比

万元

33.48%

流动资产总额

万元

10632.70

资产负债率

32.44%

二、项目建设符合性

（一）产业发展政策符合性

由 xxx 集团承办的“电容项目”主要从事电容项目投资经营，其不属于国家发展改革委《产业结构调整指导目录（2011 年本）》（2013 年修正）有关条款限制类及淘汰类项目。

（二）项目选址与用地规划相容性

电容项目选址于某某临港经济开发区，项目所占用地为规划工业用地，符合用地规划要求，此外，项目建设前后，未改变项目建设区域环境功能区划；在落实该项目提出的各项污染防治措施后，可确保污染物达标排放，满足某某临港经济开发区环境保护规划要求。因此，建设项目符合项目建设区域用地规划、产业规划、环境保护规划等规划要求。

（三）

“ 三线一单 ” 符合性

1、生态保护红线：电容项目用地性质为建设用地，不在主导生态功能区范围内，且不在当地饮用水水源区、风景区、自然保护区等生态保护区内，符合生态保护红线要求。

2、环境质量底线：该项目建设区域环境质量不低于项目所在地环境功能区划要求，有一定的环境容量，符合环境质量底线要求。

3、资源利用上线：项目营运过程消耗一定的电能、水，资源消耗量相对于区域资源利用总量较少，符合资源利用上线要求。

4、环境准入负面清单：该项目所在地无环境准入负面清单，项目采取环境保护措施后，废气、废水、噪声均可达标排放，固体废物能够得到合理处置，不会产生二次污染。

三、项目概况

（一）项目名称

电容项目

电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流，具有滤波、旁路、耦合和快速充放电的功能，并具有体积小、储存电量大、成本低的特性，随着现代科技的进步与电容器性能的不断提高，产品已广泛应用于消费类电子产品、通信产品、电脑及周边产品、仪器仪表、自动化控制、汽车工业、光电产品、高速铁路与航空及军事装备等。

电容器是三大电子被动元器件之一，是电子线路中不可缺少的基础元件，约占全部电子电子元件用量的 40%。铝电解电容器依赖于其优异的性能、低廉的价格，占据了电容器 30%以上的市场。目前来看铝电解电容器短期内尚不存在被完全替代的可能性，未来将继续成为汽车电子、消费电子及光伏发电等领域的重要原器件。

（二）项目选址

某某临港经济开发区

（三）项目用地规模

项目总用地面积 42181.08平方米（折合约 63.24 亩）。

（四）项目用地控制指标

该工程规划建筑系数 75.84%，建筑容积率 1.27，建设区域绿化覆盖率7.15%，固定资产投资强度 192.57 万元/亩。

（五）土建工程指标

项目净用地面积 42181.08平方米，建筑物基底占地面积 31990.13平方米，总建筑面积 53569.97平方米，其中：规划建设主体工程 34536.15平方米，项目规划绿化面积 3829.13平方米。

（六）设备选型方案

项目计划购置设备共计 88 台（套），设备购置费 5445.84 万元。

（七）节能分析

1、项目年用电量 488114.63 千瓦时，折合 59.99 吨标准煤。

2、项目年总用水量 32911.40 立方米，折合 2.81 吨标准煤。

3、“电容项目投资建设项目”，年用电量 488114.63 千瓦时，年总用水量 32911.40 立方米，项目年综合总耗能量（当量值）62.80 吨标准煤/年。达产年综合节能量 18.76 吨标准煤/年，项目总节能率 25.51%，能源利用效果良好。

（八）环境保护

项目符合某某临港经济开发区发展规划，符合某某临港经济开发区产业结构调整规划和国家的产业发展政策；对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，项目建设不会对区域生态环境产生明显的影响。

（九）项目总投资及资金构成

项目预计总投资 15927.02 万元，其中：固定资产投资 12178.13 万元，占项目总投资的 76.46%；流动资金 3748.89 万元，占项目总投资的 23.54%。

（十）资金筹措

该项目现阶段投资均由企业自筹。

（十一）项目预期经济效益规划目标

预期达产年营业收入 32117.00 万元，总成本费用 25349.04 万元，税金及附加 280.75 万元，利润总额 6767.96 万元，利税总额 7982.22 万元，税后净利润 5075.97 万元，达产年纳税总额 2906.25 万元；达产年投资利润率 42.49%，投资利税率 50.12%，投资回报率 31.87%，全部投资回收期4.64 年，提供就业职位 646 个。

（十二）进度规划

本期工程项目建设期限规划 12 个月。

选派组织能力强、技术素质高、施工经验丰富、最优秀的工程技术人员和施工队伍投入本项目施工。

四、项目评价

1、本期工程项目符合国家产业发展政策和规划要求，符合某某临港经济开发区及某某临港经济开发区电容行业布局和结构调整政策；项目的建设对促进某某临港经济开发区电容产业结构、技术结构、组织结构、产品结构的调整优化有着积极的推动意义。

2、xxx 投资公司为适应国内外市场需求，拟建“电容项目”，本期工程项目的建设能够有力促进某某临港经济开发区经济发展，为社会提供就业职位 646 个，达产年纳税总额 2906.25 万元，可以促进某某临港经济开发区区域经济的繁荣发展和社会稳定，为地方财政收入做出积极的贡献。

3、项目达产年投资利润率 42.49%，投资利税率 50.12%，全部投资回报率 31.87%，全部投资回收期 4.64 年，固定资产投资回收期 4.64 年（含建设期），项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。

4、

综上所述，项目的建设和实施无论是经济效益、社会效益还是环境保护、清洁生产都是积极可行的。

五、主要经济指标

主要经济指标一览表

序号 项目 单位 指标 备注 1

占地面积

平方米

42181.08

63.24 亩

1.1

容积率

1.27

1.2

建筑系数

75.84%

1.3

投资强度

万元/亩

192.57

1.4

基底面积

平方米

31990.13

1.5

总建筑面积

平方米

53569.97

1.6

绿化面积

平方米

3829.13

绿化率 7.15%

总投资

万元

15927.02

2.1

固定资产投资

万元

12178.13

2.1.1

土建工程投资

万元

4812.73

2.1.1.1

土建工程投资占比

万元

30.22%

2.1.2

设备投资

万元

5445.84

2.1.2.1

设备投资占比

34.19%

2.1.3

其它投资

万元

1919.56

2.1.3.1

其它投资占比

12.05%

2.1.4

固定资产投资占比

76.46%

2.2

流动资金

万元

3748.89

2.2.1

流动资金占比

23.54%

收入

万元

32117.00

总成本

万元

25349.04

利润总额

万元

6767.96

净利润

万元

5075.97

所得税

万元

1.27

增值税

万元

933.51

税金及附加

万元

280.75

纳税总额

万元

2906.25

利税总额

万元

7982.22

投资利润率

42.49%

投资利税率

50.12%

投资回报率

31.87%

回收期

年

4.64

设备数量

台（套）

年用电量

千瓦时

488114.63

年用水量

立方米

32911.40

总能耗

吨标准煤

62.80

节能率

25.51%

节能量

吨标准煤

18.76

员工数量

人

646

第二章

建设背景

一、电容项目背景分析

电容器主要分 4 种，因容值、电压和体积等特性的不同而应用于不同的领域。按照主要原材料的不同，电容可分为陶瓷电容、铝电解电容、薄膜电容、钽电容及其他类型。2015 年全球电容市场上，陶瓷电容器和铝电解电容器产值份额较高，其中陶瓷电容占比 54%，铝电解为 23%，薄膜电容和钽电容分别占到 11%和 12%。陶瓷电容凭借容值、电压覆盖范围大及体积小的优势广泛应用于手机、电脑、家电等消费电子产品，此外在军工、工业上也有广泛需求；铝电解电容容量最大，主要面向高压高容应用，市场涵盖家电、照明和工业等领域；薄膜电容以其良好的频率特性和耐高压特性，通常被用在逆变器和变流器电路中，下游市场主要包括照明、家电、工业控制等领域，同时在汽车领域和新能源发电领域形成了对于铝电解的替代，市场份额不断扩大；而钽电容容量稳定，漏电损失低，但成本相对高昂，主要应用于通讯、计算机、汽车电子和航空航天等高端领域。

市场规模达 107 亿美元稳增长，片式多层占主流。陶瓷电容是各类电容中产值占比最大的一类，在过去的 10 年，随着消费电子产品的小型化，陶瓷电容市场规模占电容市场整体规模的比重从 2006 年不到

40%上升至 2017 年的 50%，2012-2016 年间 CAGR 保持在 5.4%稳定增长。陶瓷电容可以分为单层陶瓷电容、片式多层以及引线式多层陶瓷电容器。多层陶瓷电容器（MLCC）具有耐高压、高温，体积小，容量范围宽等优势，因而下游应用较为广泛，占据了陶瓷电容器 93%的市场规模。

存量时代，传统产业需求平稳存量时代到来，PC、音像需求稳定。消费电子是 MLCC 用量最大的领域，同时也是传统上最早大量使用 MLCC的领域，根据中国产业信息网公布的数据，2016 年，手机、PC 和视音频设备的 MLCC 需求分别占到 MLCC 整体需求的 24%、18%和 28%，总体占比达到 70%。2013 年以前，随着以智能手机为代表的消费电子产品的普及，消费电子的 MLCC 需求迅速增长。而到 2013 年之后，消费电子进入了存量替换时代和产品微创新时代，销量增速和单机 MLCC 用量增速整体均有放缓。到了 2017 年，智能手机出货量增速为-0.3%，PC出货量增速 2%，液晶面板出货量增速 0.23%，均徘徊于零值附近且呈现下降趋势。总体而言，MLCC 的传统性需求目前增长相对缓慢。而在微创新背景下，PC 和音像领域的单机 MLCC 需求同样整体趋稳，未来几年，我们预计 PC 和音像领域的 MLCC 需求增速将维持在 0 值附近。

汽车智能化，新领域带动新增长汽车电子前景广阔，MLCC 需求增幅超 10%。根据日本经济中心，2016 年全球 MLCC 下游需求中，汽车电

子行业占比 12%，低于手机、PC、视音频设备等部门。但从未来发展趋势来看，受益于新能源汽车和主动驾驶辅助系统推广，汽车电子却有望成为 MLCC 下游行业中增长最快的一个领域。根据中国产业信息，一辆普通内燃机汽车的 MLCC 需求量为 3000 颗，而一辆插电混合动力汽车的 MLCC 用量为 12000 颗，是普通内燃机汽车的 4 倍，一辆纯电动汽车的 MLCC 用量更是达到 18000 颗，为普通燃油车的 6 倍之多。而近年来，随着各国环保力度加强，新能源汽车迎来爆发式增长，2017 年，全球汽车销售量增速大约为 5.1%，而纯电动汽车和插电混动汽车的销量增速分别达 62.9%和 49.2%，带动整体汽车行业 MLCC 用量增长 9%。2018 年，新能源汽车高速增长的态势预计不会改变，如果按照 60%、50%和 5%分别作为纯电动汽车、插电混动汽车以及汽车总体的销量增幅进行估计，2018 年全年汽车行业 MLCC 用量增幅大约在 10.6%，与 2017年大体相当。综合手机和汽车电子行业情况，2018 年高端 MLCC 市场总体的需求增幅大约在 13%左右。

原料构成磁粉为主，中低端产品存在差异。在 MLCC 的成本构成方面，直接材料成本占到总成本的 60%，人工成本和设备折旧大约占到总成本的 40%左右。直接材料主要包括陶瓷粉末、内外电极以及包装材料。其中陶瓷粉是原材料的主要构成部分，低容 MLCC 和高容 MLCC 中，陶

瓷粉分别占到原料成本的 35%和 60%；而内外电极主要使用铜等金属材料，在原料成本中的占比约为 20%；除此之外，包装材料（纸板、塑料等）在低容 MLCC 原料成本中的占比高达 44%，而在高容 MLCC 中占比仅为 6%。

二、电容项目建设必要性分析

铝电解电容器是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。

在整机使用的电子元件中，电容器用途最广泛、用量最大，约占全部电子元件用量的 40%左右，而铝电解电容器又占三大类电容器（电解电容器、陶瓷电容器和有机薄膜电容器）产量的 30%以上。

铝电解电容器按照不同的分类标准可分为液态铝电解电容器、固体铝电解电容器、消费类铝电解电容器等。液态铝电解电容器按引出方式的不同可划分为引线式、焊片及焊针式、螺栓式三种。消费类铝电解电容器主要用于电视、音响、显示器、计算机及空调等消费类市场，工业类铝电解电容器主要用于工业和通讯电源、专业变频器、数控和伺服系统、风力发电及汽车等工业领域。

从我国铝电解电容器专利技术总体申请量变化趋势来看，2005 年之前我国铝电解电容器专利技术申请量较少，增长速度较为缓慢，铝

电解电容器技术还处于起步阶段；2005 年之后，铝电解电容器技术逐渐进入快速发展阶段，每年新申请的专利技术量均有不同程度的增长，特别是在 2015-2017 年，我国铝电解电容器专利技术的申请量均突破了 200 项，分别达到 239 项、234 项和 236 项。

从铝电解电容器相关专利申请人的构成来看，湖南艾华集团股份有限公司共申请了 101 项铝电解电容器相关专利，是申请数量最多的；其次是松下电器产业株式会社，共申请了 80 项；南通新三能电子有限公司共申请了 76 项铝电解电容器相关专利，排名第三；排名第四的是东莞市东阳光电容器有限公司，共申请了 57 项铝电解电容器相关专利。

从我国铝电解电容器行业公开专利技术分布来看，H01G 类（电容器；电解型的电容器、整流器、检波器、开关器件、光敏器件或热敏器件）的分布量最多，共拥有 2184 项专利技术，占整个铝电解电容器专利数量的 67.64%；其次是 C25F 类（电解法除去物体上材料的方法；其所用的设备），共公开 116 项；C25D 类的公开量为 91 项，位居第三。

第三章

市场分析预测

一、电容行业分析

电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流，具有滤波、旁路、耦合和快速充放电的功能，并具有体积小、储存电量大、成本低的特性，随着现代科技的进步与电容器性能的不断提高，产品已广泛应用于消费类电子产品、通信产品、电脑及周边产品、仪器仪表、自动化控制、汽车工业、光电产品、高速铁路与航空及军事装备等。

电容器产业得到高速增长，成为世界电容器生产大国和出口大国，满足了国内整机发展的需求和出口的需要。

我国具有一定规模的电容器厂有 600 多家。电容器行业的老国企经过改制均呈现出良好的发展态势，新产品开发能力增强，产品市场受益面增大，经济效益提高，并历届进入电子元件百强企业行列。集体、乡镇企业在国家政策的大力支持和引导下，不断成长壮大，已经成为电容器的主力军，广东风华、潮州三环、厦门法拉等企业都是2012 年中国电子元件百强企业，其中的大部分已成功在境内外上市。很多外资企业成为电容器出口的主力军，随着涉外经济体制改革的深

化及贸易投资便利化的开展，很多外资企业在中国建厂，为提升中国电容器的技术水平和国际市场占有率作出了贡献。

目前我国电容销售额 637 亿元，占电子元件销售额 13737 亿元的4.64%，占世界销售额的 24%，仅次于日本(26%)居世界第二位。

我国电容器行业是在上世纪 80 年代彩电国产化的推动下发展起来的，1978 年以前我国电容器还没有一台自动卷绕机、自动装配机、自动测量机、自动焊接机，通过“六五”期末至“八五”初期，各类电容器就引进生产线 300 多条，各类自动装配机、测试机、封装机、标志机等多达 15000 台～18000 台，薄膜电容器的真空镀膜机就有 80台～90 台，薄膜能力达 20000 吨。从此，我国电容器行业的经济规模不断扩大,技术水平不断提高,品种规格基本齐全，满足了彩电、冰箱、空调等消费类产品配套的需求，但片式电容器的发展不快。“八五”期间，片式元器件是国家重点发展的新兴产业，并列入国家鼓励外商投资目录，外商投资踊跃，合资企业发展迅速，我国片式电容器的品种、产量和进出口额都有了快速增长。如片式陶瓷电容器，1995 年的产量只有 24.6 亿只，目前据不完全统计产量在 7167 亿只以上。2011年仅出口就达 9265.06 亿只。片式钽电容器、片式铝电解电容器、片式薄膜电容器也都提供了配套和出口。

进入上世纪 90 年代后，随着整机市场尤其是移动通信等的高速发展，对电容器高频、高温、高压、小型化等的要求愈来愈高，一方面国内电容器厂家在原引进的基础上进行消化吸收，添置设备进行研发，同时外商独资、合资企业也迅速增加，电容器产业得到高速增长，成为世界电容器生产大国和出口大国，满足了国内整机发展的需求和出口的需要。

电容器的产业链已基本形成。制造电容器的工艺设备、原材料已形成产业群体，满足电容器行业的需要并远销海外。在设备方面，真空镀膜机、高精高速分切机、自动卷绕机、赋能机、自动焊接机、自动流化床等国产设备基本能满足需求，但制造高档电容器的设备如超小型片式元件生产设备、无铅再流焊机、金属化超薄膜电容器生产设备等仍需进口。在材料方面，聚丙烯薄膜、聚酯薄膜、金属化条料、CP 线等原材料基本满足国内需求，同时也销往韩国、印度、美国、巴西、日本等。但高端电解电容器纸、高端电子浆料、超薄介质高容电子陶瓷材料、高性能电容器薄膜等材料仍依赖进口。

工厂管理与国际社会基本接轨，企业拥有了自主知识产权，产品迅速升级换代。电容器企业在学习国外先进管理经验的基础上，电容器产品技术指标采用 IEC 标准，主要企业都贯彻了 ISO9000 质量管理

体系、ISO14000 环境管理体系、OHSAS1800 职业健康安全管理体系以及长城 CQC、UL、CSA、VDE 等 8 国安全认定普遍实施。交流电容器、防干扰电容器、高压电容器在全球取得了通行证，产品质量有了可靠的基础保证。

电容器企业加强了产学研结合，企业逐渐从生产经营型转变为生产研发型和创新型试点企业，许多企业成为高新技术企业，有的设立了博士后科研工作站，建立了省级、国家级技术中心，省级工程技术研究中心，国家重点试验室等机构，促进了电容器企业产品结构的调整和技术水平的提升。广东风华、上海飞乐等企业获得的专利数都超过 100 项以上。

产品技术水平提高、加速升级换代，如多层陶瓷电容器的尺寸已经从 0603 发展到 0402，成为市场的主流规格;0201 型已批量生产;01005 型今年在深圳宇阳可量产。材料上 Ni 电极的成功开发应用成为行业一个重大的里程碑。铝电解电容器产品的寿命从原来的 1000 小时上升到 2000 小时，有特殊要求的可达到 5000～10000 小时，温度从原来的 85℃上升到 105℃，最高到 125℃，高频低阻抗产品可以替代进口，南通江海的高压大电解风靡欧亚，湖南艾华的小高压电容器敢和日本的红宝石叫板，超小型铝电解发展也很快，华威、信达、风华高

科的液态片状电容器已经具有规模，高分子固体片式电容器落户江海。高频、低阻抗、长寿命、宽温度产品正方兴未艾。

随着我国电力系统的发展，无论是目前电容器制造行业的产品，还是我国电力系统的无功补偿方式都已严重不适合目前电力系统的需求，因此，无论是电容器制造行业，还是电力系统无功补偿技术都已到了必须进行变革的时期，否则必然妨碍我国电力电容器和无功补偿技术的发展，而拉大我国相关技术与国际先进技术的差距。在座的有志促进无功补偿技术的各位，对此应有一个清醒的认识。

我国的电容器行业要面对发达国家在高端产品市场、战略性新兴产业等固有优势领域的竞争，要面对其他发展中国家在劳动密集型产品市场的严峻挑战，在国内要应对人民币汇率变化、劳动力及人才成本不断攀升以及原材料和能源价格上涨等因素的影响，将面临十分繁重的任务。我们必须在国家中长期规划的指导下，在新一代信息技术发展的带动下，加快产业结构升级，增强自主创新能力和综合竞争力，实现电容器行业由大到强的转变，成为全球电容器的生产强国。

二、电容市场分析预测

电容器是三大电子被动元器件之一，是电子线路中不可缺少的基础元件，约占全部电子电子元件用量的 40%。铝电解电容器依赖于其优

异的性能、低廉的价格，占据了电容器 30%以上的市场。目前来看铝电解电容器短期内尚不存在被完全替代的可能性，未来将继续成为汽车电子、消费电子及光伏发电等领域的重要原器件。

铝电解电容器下游运用广泛，主要运用于消费电子、通讯及汽车等领域。其中消费电子占比达 45%。从下游细分行业来看，大多数行业增长稳定，同时新能源汽车及新能源发电有望成为未来需求主要增长点。

受环保监管趋严及铝箔、铝壳等上游材料成本上涨影响，从今年年初开始，国内各大铝电解电容企业纷纷对产品提价，涨价幅度在 10%左右。同时海外高端电容器企业也开始纷纷提价。由于电容器在下游产品成本占比较低，同时下游消费类产品占比较高，目前下游企业对电容器涨价较为接受，电容器价格有望保持上涨态势。

从各家电容器企业的涨价公告来看，上游电极箔价格上涨是主要推动因素之一。目前来看，电极箔行业集中度有望显著提升，同时高端产能供应仍然集中在几家巨头手中，客户黏性较强，电极箔与铝电解电容目前的价格传导顺畅，电极箔价格有望与铝电解电容形成同步上涨。

第四章

建设规划方案

一、产品规划

项目主要产品为电容，根据市场情况，预计年产值 32117.00 万元。

进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的快速持续发展，经济建设提出了走新型工业化发展道路的目标，国家出台并实施了加快经济发展的一系列政策，对于相关行业来说，调整产业结构、提高管理水平、筹措发展资金、参与国际分工，都将起到积极的推动作用，尤其是随着我国国民经济逐渐融入全球经济大循环，各行各业面临市场国际化，相应企业将面对极具技术优势、管理优势、品牌优势的竞争对手，市场份额将会形成新的分配格局。项目产品的市场需求是投资项目存在和发展的基础，市场需要量是根据分析项目产品市场容量、产品产量及其技术发展来进行预测；目前，我国各行业及各个领域对项目产品需求量很大，由于此类产品具有市场需求多样化、升级换代快的特点，所以项目产品的生产量满足不了市场要求，每年还需大量从外埠调入或国外进口，商品市场需求高于产品制造发展速度，因此，项目产品具有广阔的潜在市场。

二、建设规模

（一）用地规模

该项目总征地面积 42181.08平方米（折合约 63.24 亩），其中：净用地面积 42181.08平方米（红线范围折合约 63.24 亩）。项目规划总建筑面

积 53569.97平方米，其中：规划建设主体工程 34536.15平方米，计容建筑面积 53569.97平方米；预计建筑工程投资 4812.73 万元。

（二）设备购置

项目计划购置设备共计 88 台（套），设备购置费 5445.84 万元。

（三）产能规模

项目计划总投资 15927.02 万元；预计年实现营业收入 32117.00 万元。

第五章

选址方案评估

一、项目选址原则

项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。

二、项目选址

该项目选址位于某某临港经济开发区。

未来园区将依托自身优势，扩大对外合作，建设高端装备制造集群、民生产业集群以及商贸物流为主的现代服务业”构成的“1+3+1”的现代产业体系，预计到 2020 年，园区产值达到 1000 亿元以上，成为区域内有重要影响的千亿级特色园区。认真落实“中国制造 2025”，深入贯彻“双创”战略，主动适应经济发展新常态，更加注重创新发展，更加注重转型发展，更加注重绿色发展，大力发展电子信息、新材料、先进装备制造、节能环保、新能源、矿物宝石、生物医药等七大产业，着力提升自主创新能力，加速科技成果产业化，抢占产业革命竞争制高点，推动战略性新兴产业快速健康发展。到 2020 年，战略性新兴产业增加值达到 500 亿元，年均增 10％以上，占ＧＤＰ比重达到 30％左右。重点发展电子信息、新材料、先进装备制造、节能环保、新能源、矿物宝石、生物医药等产业。

三、建设条件分析

项目建设所选区域交通运输条件十分便利，拥有集公路、铁路、航空于一体的现代化交通运输网络，物流运输方便快捷，为投资项目原料进货、产品销售和对外交流等提供了多条便捷通道，对于项目实现既定目标十分有利。

四、用地控制指标

根据测算，投资项目建筑容积率符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业建筑容积率≥0.80 的规定；同时，满足项目建设地确定的“建筑容积率≥1.50”的具体要求。投资项目绿化覆盖率符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业绿化覆盖率≤20.00%的规定；同时，满足项目建设地确定的“绿化覆盖率≤20.00%”的具体要求。

五、用地总体要求

本期工程项目建设规划建筑系数 75.84%，建筑容积率 1.27，建设区域绿化覆盖率 7.15%，固定资产投资强度 192.57 万元/亩。

土建工程投资一览表

序号 项目 占地面积（㎡）

基底面积（㎡）

建筑面积（㎡）

计容面积（㎡）

投资（万元）

主体生产工程

22617.02

22617.02

34536.15

34536.15

3413.00

1.1

主要生产车间

13570.21

13570.21

20721.69

20721.69

2116.06

1.2

辅助生产车间

7237.45

7237.45

11051.57

11051.57

1092.16

1.3

其他生产车间

1809.36

1809.36

2003.10

2003.10

204.78

仓储工程

4798.52

4798.52

12371.98

12371.98

889.20

2.1

成品贮存

1199.63

1199.63

3092.99

3092.99

222.30

2.2

原料仓储

2495.23

2495.23

6433.43

6433.43

462.38

2.3

辅助材料仓库

1103.66

1103.66

2845.56

2845.56

204.52

供配电工程

255.92

255.92

255.92

255.92

20.69

3.1

供配电室

255.92

255.92

255.92

255.92

20.69

给排水工程

294.31

294.31

294.31

294.31

18.51

4.1

给排水

294.31

294.31

294.31

294.31

18.51

服务性工程

3039.06

3039.06

3039.06

3039.06

218.42

5.1

办公用房

1617.04

1617.04

1617.04

1617.04

120.63

5.2

生活服务

1422.02

1422.02

1422.02

1422.02

108.26

消防及环保工程

857.34

857.34

857.34

857.34

69.32

6.1

消防环保工程

857.34

857.34

857.34

857.34

69.32

项目总图工程

127.96

127.96

127.96

127.96

50.48

7.1

场地及道路硬化

8484.91

1411.82

1411.82

7.2

场区围墙

1411.82

8484.91

8484.91

7.3

安全保卫室

127.96

127.96

127.96

127.96

绿化工程

3803.05

133.11

合计

31990.13

53569.97

53569.97

4812.73

六、节约用地措施

投资项目依托项目建设地已有生活设施、公共设施、交通运输设施，建设区域少建非生产性设施，因此，有利于节约土地资源和节省建设投资。

土地既是人类赖以生存的物质基础，也是社会经济可持续发展必不可少的条件，因此，项目承办单位在利用土地资源时，严格执行国家有关行业规定的用地指标，根据建设内容、规模和建设方案，按照国家有关节约土地资源要求，合理利用土地。

七、总图布置方案

（一）平面布置总体设计原则

按照建（构）筑物的生产性质和使用功能，项目总体设计根据物流关系将场区划分为生产区、办公生活区、公用设施区等三个功能区，要求功能分区明确，人流、物流便捷流畅，生产工艺流程顺畅简捷；这样布置既能充分利用现有场地，有利于生产设施的联系，又有利于外部水、电、气等能源的接入，管线敷设短捷，相互联系方便。按照建（构）筑物的生产性质和使用功能，项目总体设计根据物流关系将场区划分为生产区、办公生活区、公用设施区等三个功能区，要求功能分区明确，人流、物流便捷流畅，生产工艺流程顺畅简捷；这样布置既能充分利用现有场地，有利于生产设施的联系，又有利于外部水、电、气等能源的接入，管线敷设短捷，相互联系方便。

（二）主要工程布置设计要求

车间布置方案需要达到“物料流向最经济、操作控制最有利、检测维修最方便”的要求。

（三）绿化设计

场区绿化设计要达到“营造严谨开放的交流环境，催人奋进的工作环境，舒适宜人的休闲环境，和谐统一的生态环境”之目的。

（四）辅助工程设计

1、投资项目采用雨、污分流制排水系统，分别汇集后排入项目建设区不同污水管网。项目所在地供水水源来自项目建设地自来水厂，给水压力≥0.30Mpa，供水能力充足，水质符合国家现行的生活饮用水卫生标准。undefined

2、项目建设地内规划的排水方案采用分流制，并已建立完善的排水系统，完全能够保证全场生产、生活废水和雨水及时排出。投资项目厂房排水方案采用室内悬吊管接入主管排至室外，室外排水采用暗沟、雨水井、检修井、下水管组成的排水系统。

3、供电回路及电压等级确定：配电系统采用 TN-C-S 制，供电电压为380V/220V，电压波动不超过额定电压的±10.00%，电源频率为50.00±0.50Hz。投资项目供电电源由项目建设地变电站专线供给，供电电源电压为 10KV，架空线引入场区后由电缆引入高压变配电室内，由场区配电屏分流到主体工程内，配电电压为 380V/220V；场区电缆埋地敷设，车间内电缆架空敷设，该地区的供电电源可靠且电压稳定，完全能够满足投资项目的用电需求。10KV 配电室设有专用防雷柜，低压系统分级配有避雷器，弱电系统配有电涌保护器（SPD）。配电系统采用 TN-C-S 制，变压器中性点接地，接地电阻 R≤4.00 欧姆，高压配电设备采用接地保护，低压用电

设备采用接零保护，正常情况下不带电的用电设备金属外壳、构架、穿线钢管均应可靠接零。

4、场内运输系统的设计要注意物料支撑状态的选择，尽量做到物料不落地，使之有利于搬运；运输线路的布置，应尽量减少货流与人流相交叉，以保证运输的安全。场内运输主要为原材料的卸车进库；生产过程中原材料、半成品和成品的转运，以及成品的装车外运；场内运输由装载机、叉车及胶轮车承担，其费用记入主车间设备配套费中，投资项目资源配置可满足场内运输的需求。

5、

八、选址综合评价

项目承办单位计划在项目建设地建设该项目，具有得天独厚的地理条件，与区域内同行业其他企业相比，拥有“立地条件好、经营成本低、投资效益高、比较竞争力强”的优势，因此，发展项目行业产品制造产业前景广阔。项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照产品制造行业生产规范和要求，进行科学设计、合理布局，符合行业产品生产经营的需要。

第六章

工程设计可行性分析

一、建筑工程设计原则

项目承办单位本着“适用、安全、经济、美观”的原则并遵照国家建筑设计规范进行项目建筑工程设计；在满足投资项目生产工艺设备要求的前提下，力求布局合理、造型美观、色彩协调、施工方便，努力建设既有时代感又有地方特色的工业建筑群的新形象。项目承办单位本着“适用、安全、经济、美观”的原则并遵照国家建筑设计规范进行项目建筑工程设计；在满足投资项目生产工艺设备要求的前提下，力求布局合理、造型美观、色彩协调、施工方便，努力建设既有时代感又有地方特色的工业建筑群的新形象。建筑物平面设计以满足生产工艺要求为前提，力求生产流程布置合理，尽量做到人货分流，功能分区明确，符合《建筑设计防火规范》（GB50016）要求。

二、项目总平面设计要求

功能分区合理，人流、车流、物流路线清楚，避免或减少交叉。建筑布局紧凑、交通便捷、管理方便。功能分区合理，人流、车流、物流路线清楚，避免或减少交叉。建筑布局紧凑、交通便捷、管理方便。

三、土建工程设计年限及安全等级

砌体结构应按规范设置地圈梁及构造柱，建筑物耐火等级为Ⅱ级。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）的规定，投资项目中所有建（构）筑物均按永久性建筑要求设计，使用年限为 50.00 年。

四、建筑工程设计总体要求

本项目设计必须认真执行国家的技术经济政策及现行的有关规范，根据国民经济发展的需要，按照市规划和环境保护等规划的要求，统筹安排、因地制宜，做到技术先进、经济合理、安全适用、功能齐全、确保建筑工程质量。本项目设计必须认真执行国家的技术经济政策及现行的有关规范，根据国民经济发展的需要，按照市规划和环境保护等规划的要求，统筹安排、因地制宜，做到技术先进、经济合理、安全适用、功能齐全、确保建筑工程质量。该项目建筑设计及结构设计在满足生产工艺要求的前提下，尽量贯彻工业厂房联合化、露天化、结构轻型化原则，并注意因地制宜。对采光通风、保温隔热、防火、防腐、抗震等均按国家现行规范、规程和规定执行，努力做到场房设计保障安全、技术先进、经济合理、美观适用，同时方便施工、安装和维修。

五、土建工程建设指标

本期工程项目预计总建筑面积 53569.97平方米，其中：计容建筑面积53569.97平方米，计划建筑工程投资 4812.73 万元，占项目总投资的30.22%。

第七章

项目工艺原则

一、原辅材料采购及管理

验收材料应根据领料单或原始凭证进行清点实测验收，发现规格、质量、数量不符等问题应及时与有关人员联系处理；做好原辅材料原始记录和资料积累，及时准确地做好月报、季报和各种统计报表工作。投资项目原料采购后应按质量（等级）要求贮存在原料仓库内，同时，对辅助材料购置的要求均为事先检验以保证辅助材料的质量和生产需要，不合格原材料不得进入公司仓库，应严把原材料质量关，确保生产质量。

二、技术管理特点

项目产品数据管理技术（PDM）：项目承办单位数据管理技术即是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM 明确定位为面向制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。

三、项目工艺技术设计方案

（一）工艺技术方案要求

对于项目产品生产技术方案的选用，遵循“技术上先进可行，经济上合理有利，综合利用资源”的进步原则，采用先进的集散型控制系统，由计算机统一控制整个生产线的各工艺参数，使产品质量稳定在高水平上，同时可降低物料的消耗。

（二）项目技术优势分析

技术设备投资和产品生产成本低，具有较强的经济合理性；投资项目采用本技术方案建设其主要设备多数可按通用标准在国内采购。节能设施先进并可进行多规格产品转换，项目运行成本较低，应变市场能力很强。

四、设备选型方案

主要设备的配置应与产品的生产技术工艺及生产规模相适应，同时应具备“先进、适用、经济、环境保护、节能”的特性，能够达到节能和清洁生产的各项要求；投资项目所选设备必须达到目前国内外先进水平，经生产厂家使用证明运转稳定可靠，能够满足生产高质量产品的要求。项目承办单位在选择设备时，要着眼高起点、高水平、高质量，最大限度地保证产品质量的需要，努力提高产品生产过程中的自动化程度，降低劳动强度提高劳动生产率，节约能源降低生产成本和检测成本。投资项目的生产设备及检测设备以工艺需要为依据，满足工艺要求为原则，并尽量体现其技术先进性、生产安全性和经济合理性，以及达到或超过国家相关的节能和环境保护要求；先进的生产技术和装备是保证产品质量的关键，因此，工艺装备必须选择国内外著名生产厂商的产品，并且在保证产品质量的前提下，优先选用国产的名牌节能环境保护型产品。

项目拟选购国内先进的关键工艺设备和国内外先进的检测设备，预计购置安装主要设备共计 88 台（套），设备购置费 5445.84 万元。

第八章

环境保护概述

改革开放以来，我国在推动资源节约和综合利用，推行清洁生产方面，取得了积极成效。但是，传统的高消耗、高排放、低效率的粗放型增长方式仍未根本转变，资源利用率低，环境污染严重。同时，存在法规、政策不完善，体制、机制不健全，相关技术开发滞后等问题。本世纪头 20 年，我国将处于工业化和城镇化加速发展阶段，面临的资源和环境形势十分严峻。为抓住重要战略机遇期，实现全面建设小康社会的战略目标，必须大力发展循环经济，按照“减量化、再利用、资源化”原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，取得最大的经济产出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益相统一，建设资源节约型和环境友好型社会。进入 21 世纪，大规模开发利用化石能源导致的能源危机、环境危机日益凸显，建立在化石能源基础上的传统工业文明陷入困境。国际金融危机爆发后，以资源消耗和需求拉动为支撑的经济增长模式受到了巨大冲击。后危机时代，发达国家开始重新审视工业部门在财富形成和积累中的重要作用，相继提出了“再工业化”战略，旨在以创新激发制造业活力，重振实体经济。同时，在全球经济艰难复苏和深度调整的大背景下，发达国家实施“绿色新政”，意图通过发展新兴绿色产业和绿色技术，发掘新的绿色增长点，将全球工业带入绿色化发展的新路径，为重

塑全...

第三篇：《电容器的电容》教学设计

《电容器的电容》说课稿

一．教材分析

《电容器的电容》是人教版高中物理选修3-1第一章静电场中第8节内容。其主要内容包括：电容器、电容、平行板电容器的电容和常用电容器。本节中包含两个考纲中的Ⅰ级知识点，即常用的电容器,电容器的电压、电量和电容的关系,是高考中的重要知识点，也是电场一章的重点。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电流的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。二．学情分析

由于本节要用到静电场中电荷、电势差的知识，若学生对这部分知识理解不够，分析起问题来就会显得吃力。同时，在学习电容器的充、放电过程时，需要学生具备较好的概括及抽象思维能力，而高中生抽象思维能力水平不高，所以此处易成为学习本节的难点。探究影响平行板电容器电容大小的因素，需学生猜想、设计实验并验证，学生的探究能力和较弱的动手能力会影响实验过程。三．教学目标 1．知识与技能

⑴．知道电容器的概念及构造，认识常见的电容器；

⑵．理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义式、单位，并会用定义式进行简单的计算；

⑶．通过探究实验了解影响平行板电容器电容大小的因素；了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器的电容大小的方法。2．过程与方法

⑴．通过实验感知电容器的充、放电过程；

⑵．通过电容与水容器的类比，体会电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量； ⑶．通过探究试验找出影响平行板电容器电容大小的因素。3．情感态度与价值观

通过本节学习，让同学体会电子元件的奇妙，增强探索物理世界的奥秘的好奇心，通过探究试验，增强学生设计实验、处理实验数据的能力，并在实验中体会探索规律的艰辛以及获得成功的喜悦。四．教学重点和难点

本节的重点内容是常用的电容器，电容器的电压、电量和电容的关系。其难点一是电容器的构造和充、放电；二是对电容概念的理解和定义式，为突破该点我首先利用传感器形象展示电容器的电量和电压，再用水容器和电容器类比，理解电容；三是如何探究影响平行板电容器电容的相关因素，针对操作难点我对实验器材进行改进以降低实验难度。五．教学方法

针对学生情况和教材的重、难点，设计了如下教学方法： 1．启发式教学

针对问题创设情境，学生在教师的启发下解决问题，可以充分体现学生的主体地位。2．类比法教学

本节利用水容器水量与水面高度关系来类比电容器带电量与电压的关系，帮助学生对电容的理解。

3．探究式实验教学

引导学生自主探究平板电容器的电容与极板正对面积、极板距离、介电常数三者之间的关系，使学生在探索中加深对知识的理解，找出自己渴望得到的答案。六．教学过程

1．课堂引入（2分钟）

利用家中的洗衣机故障为例引入电容器，洗衣机通电后不工作，用手启动旋转桶后能工作，经检修更换启动电容器后正常工作，可见电容器是一个重要的元件。

在大量的用电器中都用到电容器，让学生观看收音机、电视机、VCD和计算机线路板上的电容器，形成直观的认识。

2．电容器的构造（5分钟）

电容器的外形多种多样，以纸质电容器为例介绍电容器的构造。让学生拆开纸质电容器，观察电容器的基本构造，并总结电容器的构造。

思考：两个叠放在一起的金属盆，中间用绝缘的塑料隔开，能否构成一个电容器？两个相互靠近的人，能否构成一个电容器？

由学生总结：任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。

3．电容器的作用（5分钟）

由水容器能盛水引出电容器能储存电荷，让学生思考一下如何将电荷“倒入”电容器中，学生能分析出将电容器接到电源上给电容器充电。以动画为例帮助学生理解电容器充、放电的过程，引导学生注意“电容器所带电量为一个极板电荷量的绝对值”，还应注意电容器储存电荷的同时，两极板间有电压，也储存了电场能。

提出问题：电容器储存电荷与两板间的电压有什么关系？

因为我们无法直观的观察电容器储存电荷的多少，我们利用计算机和电流、电压传感器辅助设备，展示充电电流的波形图线，得出电容器充电电压与电荷量的关系图线，由图线可直观的看出电压与电荷量成正比。不同的电容器在相同的电压下充电电荷量不同，但电压与电荷量仍成正比。4．电容

不同的电容器使两极板间的电压均为1V时，所带电荷量不同，与此类同，不同的容器使其中的水位均为1cm时，水的体积不同。但同一个容器，使水位每升高1cm，所加入水的体积相同。升高的水位与加入水的体积成正比，提出问题：加入水的体积与水位升高的高度之比表示什么？学生能总结出比值为容器的底面积，与容器中有无水和水量的多少无关，由容器本身决定。

进一步对比：同一个电容器，每使板间电压增加1V，所需电荷量相同，提出问题：电容器的电荷量与板间电压的比值表示什么？因为两者成正比，比值用常数C表示，即电容器的电容。与电容器是否带电及所带电荷量的多少无关，由电容器本身决定。

5．合作探究

电容器的电容由电容器本身决定，我们以平行板电容器为例，探究影响电容的相关因素。

阅读P30演示实验，讨论以下问题：

（1）影响平行板电容器电容有哪些因素？

（2）当平行板电容器的电容与多个因素有关时，应如何探究？

（3）无法直观的比较电容的大小，应通过什么方法判断电容的变化？（4）如何根据静电计判断电压的变化？

通过以上问题让学生猜想影响电容器电容的因素，并能用控制变量法进行实验探究，又因为无法直接观察到电容的变化，应保持电量不变，通过电压的变化来反映电容的变化，还应学会如何利用静电计来测量电容器两极板的电压。

课本上实验器材较难操作，主要存在以下几个问题，一是板间距离不能太大，距离较大时，改变板间距离，电压变化不明显；二是改变两板的正对面积时，很难保证板间距离的不变；三是向两板间加入电介质时，容易使介质与极板相碰；四是很难保证电容器电荷量不变。通过对实验的改进解决以上问题。

学生实验

总结，6．常用电容器

让学生了解常用的电容器，分为固定电容器和可变电容器，了解电容器使用时应注意的问题，如击穿电压、工作电压等。七．板书设计 八．课堂达标 九．课下作业

第四篇：电容器与电容教学设计

电容器与电容教学设计

物理师范三班

沈亚南

*** 课型：新授课

课时：一课时

教材分析

《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。学情分析

通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。教 学 目 标

（一）知识与技能

1、知道电容器以及常用的电容器。

2、理解电容的定义式C=Q/U，并会进行有关的计算。

3、知道平行板电容器的电容与什么因素有关。

（二）过程与方法

通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力

（三）情感态度与价值观

电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点 教学重点、难点

电容的概念及决定电容大小的因素

电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电过程 教 学 方 法

类比法、实验法探究、讲授、讨论、练习教 学 活 动

（一）引入新课

前边我们知道两块平行金属板间的电场是匀强电场，今天我们继续学习一种类似于平行金属板构造的元件——电容器。

（二）进行新课

1、电容器

教师：出示电容器示教板，放幻灯，使学生仔细观察，找出电容器的共同点，下一定义。

学生总结，教师评析，得出电容器的概念：

电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。［指出］前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识。

（1）充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。（2）放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。

［指出］两过程分别有短暂的充电电流，放电电流。

讨论：充电后两板间有了电场，具有电场能，你能分析一下充电、放电过程能量如何转化？

［学生分析得］充电：电源能量→电场能；放电：电场能→其他形式能 ［指出］电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量的绝对值.［过渡］电容器是容纳电荷的容器。一个电容器容纳电荷的本领如何描述呢？用电容器所带电荷量描述吗？

2、电容

［问题］甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？

［学生讨论得］不能。电容器所带电量越多，板间电压越大。对上述问题，不能在电压不同这种不对等情况下比较电量。应在相同电压下讨论。可取1 V电压下对比它们的电量。

［学生动手计算］甲： 乙：，所以甲容纳电荷的本领大。

［学生总结］可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。

教师指出：引入一个新的物理量——电容来描述。

［投影］电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，在数值上等于使两板间电势差为1 V时电容器所带电荷量。

［提醒学生］这是比值定义法定义的。［问题］C由Q、U决定吗？

［学生思考回答］C不由Q、U这些外界因素决定，因为引入C是描述电容器容纳电荷本领的，是电容器本身的特性，故C由自身条件决定。

［板书］ 定义式：，C不由Q、U决定

Q=CU，Q由C、U决定 U= Q/C，U由Q、C决定

物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。单位：法拉 符号：F 1F=1 C/V 1 F=106μF=1012pF ［引导学生类比理解］ 电容器 水容器 ↓ ↓

容纳电荷的能力 容纳水的能力 ↓ ↓

单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量（体积V）↓ ↓

（横截面积）↓ ↓

确定的电容器C确定 确定的水容器S确定 即：C由电容器自身决定 即：S由水容器自身决定 ［问题］那C由电容器自身的哪些因素决定？

3、平行板电容器

［介绍］静电计：测量电势差。它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。

［演示］将平行板电容器的一板A固定于铁架台上且与一外壳接地的静电计的金属球连接，手持有绝缘柄的板B，将B板接地，用电池组给电容器充电后断开电源，将B靠近A，静电计指针偏角反映A、B两板间电势差。

［现象］指针偏角减小。

［引导学生分析］给电容器充电后断开电源，电源不再继续对电容器充电，同时也没有导线将两板相连，电容器也不会放电.即此时，电容器所带电荷量不变。

［学生分析现象］根据，∴Q不变而U减小，∴C增大.即d越小，C越大。［告知学生］精确实验告诉我们，C和d成反比。［演示］减小两板正对面积。［现象］指针偏角偏大。

［学生分析］由，S越小，U越大，C越小。［告知学生］精密实验表明：C与S成正比。［演示］B板不动，在两板间插入一块电介质板。［现象］指针偏角减小。

［学生分析］板间插入电介质，U减小，由，则C增大。

［告知学生］板间充满某种介质时，C会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种介质的介电常数，用ε表示。精确实验表明C与ε成正比。课本中给出几种电介质的介电常数。

［指出］电容器的电容是由两个导体的大小和形状，两个导体的相对位置及极板间的电介质决定的。

［引言］精确实验可得电容器的决定式。［出示板书］ 决定式：（平行板电容器），式中k为静电力常量。

说明：真空中介电常数，充满某种介质时，电容变大为真空时的 倍，是一个常数，与介质的性质有关，称为介质的相对介电常数。

所以上式又写为：

4、常用电容器

［出示电容器示教板］说明电容器从构造上看，分固定电容器和可变电容器。［投影片出示问题］让学生围绕问题看书。①电解电容器的电容为什么一般较大？ ②可变电容器通过改变什么因素来改变电容？

③课本图1.7－5甲、乙的电容器上写着两个数字，它们各表示什么？ ［学生答］

①因其介质为很薄的一层氧化膜，所以二极板可相距极近，所以电容值大。②正对面积。

③一个是电容值，一个是额定电压值。加在电容器两极上的电压超过某一值（击穿电压）时，板间电介质被击穿。额定电压应小于击穿电压，电容器工作时的电压不应超过额定值。

［指出］电容值及额定电压值是电容器的两个重要参量。使用前，应看清它的这两个参量才能正确使用。其他电器元件也有它的参量，学生应养成使用前先了解它们的参量的习惯。 电解电容器的正负极不能接错。如课本图1.7－5乙中的电解电容器两个引线一长一短，短者为负，使用时注意区分。

让学生注意各种电容器的表示符号。

（三）课堂总结、点评 通过本节学习，主要学了以下几点：

1、电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能

2、电容：描述电容器容纳电荷的本领。，C不由 Q、U决定，C由、S、d电容器自身因素决定。

3、学到了一种处理问题的方法：遇到不易理解的问题可以用熟知的东西类比理解

作 业 教 学 后 记

电容器虽不属本章教学的重点，但近年高考中平行板电容器的命题频率较高，且本章在高考考查中最频繁的带电粒子在匀强电场中的运动，其中的匀强电场一般就采用平行板电容器带电后产生。所以电容器这一节的教学也很关键。

电容是描述电容器容纳电荷本领的，所以电容是本节的重点。为了便于大家正确理解电容，教材采用了利用水容器作比喻，使大家可以根据生活熟知的东西来类比学习，可以起到好的效果。

第五篇：传感器教学设计3

【教学目标】 1．知识与技能

了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； 认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。2．过程与方法

通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。

3．情感、态度与价值观

体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。

【设计思路】

从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。

【教学过程】

一、引入新课

教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。

二、新课教学 1．什么是传感器

演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。

教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。

师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。

教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。

教师提问： 音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？ 学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。

实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。学生猜测：是由于光照强度的改变。

实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

教师提问：实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？ 学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。教师介绍：数字化信息系统实验室（Digital Information System Laboratory，简称：DISLab）就是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成的新型实验系统。该系统成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合，在实验上收到了许多意想不到的成功。

投影展示：

图3 DISLab系统构成

演示实验3：通过朗威DISLab数据采集器、位移传感器来观察简谐振动图象。

图4 弹簧振子实验装置图

图5 弹簧振子振动图线

2、认识一些制作传感器的元器件（1）光敏电阻

学生实验1：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测量一只光敏电阻的阻值，实验分别在暗环境和强光照射下进行。

学生总结实验结果：光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小。师生总结：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

教师简单介绍：光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。有些物质，例如硫化镉，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。

（2）热敏电阻和金属热电阻

教师提问：金属导体的导电性能与温度有关吗？关系如何？

学生回答：金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多。

演示实验4：如图6所示，AB间接有一段钨丝（从旧日光灯管中取出），闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时，灯泡亮度明显变暗。

学生探究：钨丝的电阻随温度的升高而增大。

师生总结：用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。学生实验2：学生两人一组，用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的阻值。第一次直接测量，第二次用手心捂住热敏电阻再测量，记录两次测得的电阻值。

学生探究：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，且阻值随温度变化非常明显。师生总结：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。

师生总结比较：金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。

（3）霍尔元件

教师介绍：霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成（如图7所示）。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压U。

师生讨论：霍尔元件的上的电压U与电流I、磁感应强度B的关系，设霍尔元件长为a，宽为b，厚为d，则当薄片中载流子达到稳定状态时，即，又因，所以，即化。（为霍尔系数）。因此，我们就可以根据电压U的变化得知磁感应强度的变师生共析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

演示实验5：利用朗威DISLab数据采集器、霍尔元件观察通电螺线管内部磁感应强度的大小分布规律。

图8 磁感应强度测定的实验装置图

图9 磁感应强度分布图线

三、小结

传感器是指一些能把光、力、温度、磁感应强度等非电学量转化为电学量或转换为电路的通断的元器件，它在生活、生产和科技领域有着非常广泛的应用。日本把传感器技术列为上世纪八十年代十大技术之首，美国把传感器技术列为九十年代的关键技术，而我国有关传感器的研究和应用正方兴未艾„„

四、作业

1．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？

2．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。【教学反思】

本节课依据学生的认知规律组织教学，引入新课从生活实例入手，设置悬念，提出问题，激发学生兴趣，增强学生的求知欲；在进行“什么是传感器”的教学中注重实验探究，引导学生从两个实验的探究中加以归纳，并通过DISLab系统显示传感器的优越性，让学生了解把非电学量转化为电学量的技术意义；在对光敏电阻、热敏电阻和热电阻、霍尔元件这些制作传感器的元器件教学中，注重将教师演示实验与学生动手实验相结合，注重理论与实践相结合。整个教学过程符合新课程的三维目标，体现新课程的理念，注意培养学生的自主、合作、探究能力，注意从生活走向物理，从物理走向生活，以此增进学生的学习能力和科学素养。