电容器案例(实录)[推荐五篇]

第一篇：电容器案例(实录)

电容器的电容

一、课案背景：

本节教材中介绍了电容器的功能与用途，通过简单介绍电容器的构造及原理，使学生认识到电容器有储存电荷的本领，同时讲解了电容的概念、定义式，以及电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，联系到匀强电场的获得，可说是电场这一章的一个简单应用；也是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础。关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此在教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。

在讲解本节内容时，我通过实验演示将抽象的知识直观化、形象化，对于设计的实验：用拿掉电池的闪光灯仍能闪光使学生感受到电容器储存电荷的本领，让学生观察纸制电容器的构造，通过电流计显示充放电过程，并用实验演示电容器的电量和电压的关系；另外，借助了视频用于探索影响平行板电容器的电容的因素的研究。

二、教学过程实录与问题说明 ⑴引入：

[提问]生活中我们有很多这样那样的容器，比如：抽屉、盛水的容器等，那有没有可以容纳电荷的容器呢？让学生思考少许时间。

[展示照相机闪光灯，简单介绍一下闪光灯，并放入电池，打开开关] [提问]闪光灯指示灯亮后，拿去电池还能否闪光？学生一般回答：不能！[演示]拿去电池的闪光灯放电闪光。学生哗然！[讲解]引入电容器]闪光灯拿出电池还能放电，说明里面一定存在着特殊装置，可以存储电荷！[提问]闪光灯里面到底是什么样子的呢？为什么可以存储电荷？学生好奇！[讲解]我们从理论上先研究一下。

[问题说明]引入部分，采用了闪光灯，学生往往对拿去电池还能闪光这一现象大吃一惊，体会深刻，所以能更好地理解电容器的功能。

⑵电容器

① 电容器的结构

[展示平行板电容器一块极板] [讲解]这里有一块金属，底座是绝缘的，你可以让他带电吗？请个别学生回答。[学生回答]可以用摩擦、感应、接触带电体等方法。

[设问]从理论上来说，这样的装置存储电荷的效果怎么样？

[讲解]确实能存储电荷，但由于所带的是同种电荷，电荷间存在着排斥力，所以所带电荷量不会多且容易跑掉。

[展示平行板电容器两块极板，并使它们平行靠近]引发学生思考] [讲解]我们可以改进，用两块金属板试试。如果我们让两块金属板带上异种电荷，电荷间存在相互吸引力，那自然就可以使所带电荷量变多，并且保存时间变长。[讲解]实际生活中，我们就是利用这样的装置来容纳电荷，称之为电容器。[板书] 1．电容器：可以容纳电荷

[讲解]说明最简单的电容器的构造为两块相互靠近且互相绝缘的导体。[板书]（1）电容器的构成 [展示]日光灯启辉器内的纸制电容器，逐步展开并强调电容器的结构：两块极板，中间绝缘。

[问题说明]对电容器的结构部分，拆开了日光灯的启辉器，用事物投影进行展示，进一步巩固电容器结构部分的知识，达到物理和生活相联系，使学生进一步认识到生活中处处有物理。

②电容器的充放电

[展示]常用电路里的电容器。

[讲解]这些也是电容器，我们可以在收音机、电视机等常用的电器上发现它们。[讲解]就象刚才给闪光灯充电一样，我们可以用电池给电容器充电。[展示]一个常用电容器和一节电池，并用电容器两极接触电池

[讲解并提问]我们将电容器两端与电源两极相连，注意观察，你看到了什么？学生诧异！有的学生说道：什么也没看到啊。

[问题说明]引发学生兴趣，一种打破沙锅问到底的感觉

[讲解]刚才充电过程到底发生了什么，我们通过图片来看一下。[展示课件充放电图] [讲解]充电过程其实就是电荷发生了定向移动，使电容器两

极板带上了等量的异种电荷。

[讲解并引出实验]既然是电荷发生了定向移动，那就意味着

有电流产生，我们可以通过实验用电流计来看一下充电 电流。

[板书]（2）电容器的充放电 [实验一]演示电容器充放电 [课件展示实验电路图] [展示]准备好的演示该实验的简单实验装置。

[问题说明]实验装置装在电路示教板上，和电路图一一对应

起来，使看起来一目了然。

[用实物投影仪将电流计投影出来，增加可视性] [讲解]将一刀双掷开关打至b端，大家注意观察现象。[实验现象]电流计指针发生了偏转，然后返回。

[提问]大家看到了什么？学生齐声回答：指针发生了偏转。[讲解]指针发生了偏转，说明电源确实给电容器充了电。[学生发现指针回到了原处，存在疑惑] [提问]还看到了什么？

[学生疑惑，怀疑电路出了故障]有学生小声在说，电路是否坏了，没电流了？

[引导并讲解]就象闪光灯一定时间充满电一样，实际上说明电容器充电完成了，那就没电流

了。学生若有所思。

[问题说明]科学研究就是要有怀疑的精神，带着各种疑问突破各种疑点和难点。此处采用了

电容器充放电实验，使抽象的电流形象化。

[讲解]若开关打至a端，那将会发生什么呢？学生齐声回答：放电。[演示]将开关打至a端，发现指针向相反的方向偏转，而后返回。[提问]我们看到了放电电流，指针怎么又返回了呢？学生经过上面充电的引导，自然回答道：

放电完毕了。

[问题说明]有充电部分的铺垫，学生自然而然就将知识进行了迁移，意识到无电流是由于放

电完毕的原因。

[展示电容器充放电课件] [讲解]电容器充电的过程，使电容器两极板间产生了一个电场，从能的角度来说，充电过程

就是电池的化学能转化成电场能的过程，而放电过程就是电场能转化成电路中内能的过 程。

[说明]此处联系能量方面的物理知识，连接各种物理知识，对学生构建知识网络有很大帮助。

⑶电容器的电容 ① 电容的定义式 [紧接上个演示实验] [提问]对某一电容器，我想多充点电荷上去怎么办？

[问题说明]利用一个简单而有针对性极强的问题，很好地连接了电容器充放电知识和电势差

对电容器带电量两个知识点，使课堂教学一气呵成，形成一个整体。

[请个别学生回答]延长充电时间可以吗？

[根据上个实验，学生体会到充满电之后就无电流了，并且由于充电时间较短，能清楚地回答延长充电时间是不行的] [提问]那可以怎么办？少数学生提到改变充电电压

[展示实验电路，并继续引导]我们可以改变电路中的参数。绝大部分学生意识并回答道可以

用改变电容器两端电压的方法。

[问题说明]此处的处理方案，尽可能照顾到学生的知识能力，让学生感受到完全可以利用自

身已知的知识能力解决物理问题，提升学生的自信心，让普遍感觉物理较难的思想减退。

[很自然地引入实验二]电容器两端电压大小对电容器所带电荷量多少的影响

仪器同实验一

[第一步]用100微法电容器做

引导学生注意观察指针偏转角大小的变化，发现实验现象上大致可以看到电容器所带电 荷量与电容器两极板间电压成正比

[讲解]通过这种近似实验可以说明电容器所带电荷量与电容器两极板间电压成正比。[第二步]换用470微法电容器做（要换档，发现规律相同）

[问题说明]用两个电容器来做实验可以消除学生对实验存在偶然性的想法。[引导学生得出结论]

[问题说明]尽可能采用引导学生自身去得出结论的方法，而不是直接将结论交到学生脑中。

重视学生的物理体验。

[提问]从中可以得到什么结论？ [学生回答]两个结论：

1、不同电容器容纳电荷本领不一样

2、同一电容器容纳电荷量的多少和加在两极板间的电势差成正比。

[引出电容定义]（从结论2）引出电容定义：我们可以引入一个物理量Q/U来描述一个电容器容纳电荷本领的大小，用符号C表示。介绍单位，说明1法拉的物理意义。[讲解][（从结论1）进行与水容器类比]正象水容器

容纳水的本领与当前水的高度和容纳的水量无 关，只取决与容器本身一样，电容器容纳电荷 的本领与Q和U同样是无关的，我们可以通过 这条式子进行电容大小的计算，但决定电容器 电容大小的因素却来自电容器自身。

[问题说明]类比水容器，联系多种知识。

[类比E,U的定义] [讲解并引导提问]这种定义方法我们在之前也见过不少，比如？ [学生集体回答]场强E、电势差U [在黑板上书写场强和电势差定义式并讲解]对，正象场强和电势差的定义，我们可以用这条

式子去算E和U，但决定E和U大小的因素在电场本身一样，我们采用这种比值法来 定义电容C，但并不是说电容大小由Q和U来决定，而是由本身来决定。[提问]那由本身的什么因素来决定呢？

[说明]整个课堂教学中，一直很重视过程的连接，很自然又将问题引到下个实验。

[强化电容定义并引出下个实验]

②电容的决定式

[讲解]沿着从简单到复杂的物理研究思路，接下来我们从最简单的电容器——平行板电容器

开始，研究影响电容大小的因素。[拿出两块平行板，并展示] [引导猜想]什么因素（来自自身的因素）[学生回答]

1、两极板间距离

2、两极板正对面积

3、两极板中的电介质（未必能猜想出）

[讲解]这么多因素，我们就要采用控制变量法来做

[问题说明] 故意讲得慢，控制语言速率让学生回答出控制变量法，教师重复，增强意识。

[考虑到实验的难度和实验的难操作性，以及教学内容极多，时间的安排等方面，故采用了播放视频的办法]

[展示静电计和电容器连接的实验原理图] [讲解]由于仪器静电计内外分别与电容器两极板相连接，我们可以通过静电计指针偏转角的

变化定量地得到两极板间电压的变化。围绕原理通过U的变化来得到C的变化。[讲解并书写分析过程] U（偏转角度）变大，C变小 U（偏转角度）变小，C变大 [播放视频] [讲解]通过具体严密的实验我们可以得到以下结论 [板书]CSd

[讲解]其中为电介质的介电常数

[讲解]引入一个比例常数，严密的实验可以证明C与这些因素之间的关系为CS 4d[讲解]不同的电介质的介电常数是不一样的，我们规定真空的介电常数为1，空气稍大，其

他介质皆大于空气，大家来看各种不同电介质的介电常数。[展示]各种电介质的介电常数表 ⑷小结，练习（略）

板书设计

第八节 电容器的电容 1．电容器：可以容纳电荷（1）电容器的构成（2）电容器的充、放电

2．电容：描述电容器容纳电荷的本领大小（1）定义式：CQ(比值法定义)U612（2）单位：法拉 1F10F10pF

（3）影响平行板电容器电容大小的因素 公式CS，其中为介电常数，为静电力常量 4d3．常用电容器

三、反思与研究

本课案的教学过程特别重视学生实验技能的培养，重视知识得出的过程。从头到尾，非常注重各知识点的自然过渡，或采用简单问题过渡，或采取沿着学生思考的路线国度，可以说是一气呵成，连贯性特别强。课案中多处细节的处理采取了探究式的教学，注重了学生对物理的体验，也更进一步激发学生的物理兴趣。

对本课案的教学，更多的思考如下：

① 在实验二，也就是研究两极板电压对电容器所带电荷量的影响中，采取的是用最大放电电流来近似类比电容器所带电荷量。其实，严格来说这两者的关系还涉及到放电时间这一因素，这自然仅仅是一个近似的实验，实验结尾应当加以说明。

② 同在实验二中，准备更为合理和更为细致的做法应当是将最大放电电流和电荷量这两个量进行列表，通过实验得到数据，给学生留下思考余地，使得学生对电容的定义

Q有进C一步深刻的理解。

③ 在实验三，也就是在研究影响平行板电容器的因素实验中，涉及到静电计的使用，可能有学生会存在疑问：为什么不用电压表？所以要尽可能对此作出解释：静电计可以用来测量微小电压。通过该实验对因果进行说明的时候应将思考过程留在黑板上，例如：d变大变大U变大C变小，从而更深层次地训练学生的分析、推理能力。

④ 如果时间允许，可以进一步将物理联系生活。比如，电视机外壳上一般有张贴“非专业人员请勿随意打开机盖”的警告语，为什么不能随意打开，正是存在着一个巨大电容的原因。也可将电容知识进行迁移等等。

第二篇：电容器简介

电容器简介

一、电容器的主要性能

电容器的电气性能一般有四个主要参数，它们是：

1标称电容量及偏差

某一个电容器上标有220nT，表示这个电容器的标称电容量为220nF，实际电容量应220nF±5％之内，此处T表示容量误差为±5％。若T改为K，表示误差为±10％；改为M表示误差为±20％。2额定电压

电容器上还标有额定电压值，在不注明的情况下，均指直流额定工作电压。电容器在工作时，其上承受的直流电压应小于额定电压。选择电容器额定电压的原则如下：

1)低压时，实际工作电压与额定电压的比率可以高一些。

2)高压时，实际工作电压与额定电压的比率要低一些。

3)工作于交流状态或直流上的脉动交流成份比较大时，比率要选低一些，频率越高，比率越低。

4)要求可靠性高时，比率要选低一些。

3绝缘电阻

理想的电容器，在其上加有直流电压时，应没有电流流过电容器，而实际上存在有微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值，即为电容器的绝缘电阻。现在CL11、CBB22等塑料薄膜电容器的绝缘电阻值可达到5000MΩ以上。电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数，它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。

4损耗角正切值

损耗角正切值，简称损耗或写成tgδ。当交流电流通过电容器时，其上有一个交流电压降，对于理想的电容器，其两端的交流电压乘上流过的电流所得的值称为无功功率，此时，电容器不会发热。实际的电容器会产生微小的热量，其发热的功率称为有功功率。有功功率与无功功率之比称为损耗角正切值。例如CBB22型电容器的损耗约在万分之五左右，也就是说发热功率占无功功率的万分之五。在电压值为基准的矢量图上，不发热的电流超前它90°，发热的电流与它同相，正好是直角三角型的两个直角边，发热的电流(阻性电流)与不发热的电流(容性电流)之比即为损耗，也就是正切值。电容器的损耗受工作频率的影响较大，一般而言，均随频率的增高而增大，但也有例外。例如：某电容器在1kHz时比在100Hz时的损耗还要小。除了以上四个主要参数外，还有一个重要参数就是电容量的温度系数。实际电容器的电容量是随着温度变化而变化的，当温度升高时，有的电容量会变大，称为正温度系数的电容器；有的则变小，称为负温度系数的电容器。温度系数用温度变化一度时，电容量的变化比率来表示，单位为PPM/℃。PPM表示百万分之一。例如：CBB22的温度系数约为－300PPM/℃，则表示每升高一度，电容量减小万分之三即003％。如果温度上升40℃，则003％×40=12％，容量要下降12％

二、电容器的分类：

为了便于记忆，我们把主要的电容器分成三类，并称为主流产品。

1电解电容器

电解电容器属老产品，近年来的改进主要是体积越做越小。铝电解电容器的电性能较差，损耗tgδ在100Hz时约为5％～10％左右，容量的稳定性和温度系数也差。这种电容器主要应用在电源滤波和要求不严的低频电路中。使用者要记住的是：同样的容量，大体积的要比小体积的损耗小；同样的容量，高压的比低压的损耗要小；不同的容量，小容量比大容量的损耗要小。钽电解电容器(CA型)电性能包括损耗、容量的稳定性和温度系数，要比铝电解好得多。但价格也要高些。

2塑料薄膜电容器

塑料薄膜电容器是近一、二十年发展起来的电容器，现已成为主流产品(淘汰了以往的纸介电容器)。

薄膜电容器的容量上限可以很大，如电动机启动用CBB60、CBB61型电容器，容量可达几十微法。薄膜电容器主要有两种材料，聚酯(涤纶)CL型和聚丙烯CBB型。每种材料主要有两种结构；箔式CL11、CBB11和金属化CL21、CBB21、CBB22等。这样我们就能很容易从型号上看出它们的材料和结构。例如：CL21则表示这个电容器的材料是涤纶，结构是金属化。CL11型是数量最大的一种低价产品。箔式结构是指电容器用塑料薄膜和铝箔叠在一起卷绕而成，导电电极为铝箔。金属化结构是预先用真空蒸发的方法在薄膜上蒸发了一层极薄的金属膜，然后用这个薄膜卷绕成的电容器，导电电极为蒸发的金属膜(大多仍为铝膜)。在同样规格情况下，金属化电容器的体积要比箔式的小。金属化薄膜电容器有自愈特性，即电容器中塑料薄膜某一点若存在缺陷，加电压时会击穿，则此处的金属膜会蒸发掉，而不会产生短路现象，从而使电容器仍能正常工作。金属化电容器还有一个优点就是引出线是从喷了金属的端面引出，从而使电流通路很短，所以也称为无感电容器。

损耗：CL型和CBB型电容器在外形上差别不大，但在损耗这一电性能上差别较大。涤纶电容器的损耗较大，在1kHz时典型值约为50×10－4，与纸介电容器相当。聚丙烯电容器的损耗(1kHz)，指标大约是10×10－4，实际上一般小于5×10－4，约为涤纶电容器的十分之一。

绝缘：CL型和CBB型绝缘性能都特别好，优于其它电容器。例如，一只CBB22型100nF电容器，其绝缘电阻可超过五万兆欧。

温度系数：CL型与CBB型电容器的温度系数大体上都为300PPM/℃左右，但是CL型为正温度系数，CBB型为负温度系数。前面介绍过CBB型电容器在温度升高40℃时，容量要下降12％左右。所以这两种电容器都不能制成精密电容器，最高精度只有±5％(J)。有时候，电容器上的标记不清，若要辨别真假CBB电容器，可以利用CL型和CBB型温度系数方向不同的原理来辨别，可以用手掌型数字电容表和电吹风来进行试验。先把电容器接到电容表上读出冷态时的电容值，然后用电吹风加热电容器，注意温度要调低一点，如果电容器的容量变大，说明是CL型电容器，反之则是CBB型电容器。顺便提一下，所有的非极性薄膜电容器均为负温度系数，例如聚苯乙烯电容器。

3陶瓷电容器

陶瓷电容器分为三个品种：1类瓷CC型，2类瓷CT型，3类瓷CS型。1类瓷、瓷介电容器电性能最好，一般工作在高频领域。绝缘和损耗也都非常好，温度系数也很小。陶瓷电容器与其它电容器不同，介质是属复合材料，所以改变材料的配方可调节温度系数。所以1类瓷、陶瓷电容器除了标明容量外，还要标明其温度系数以及温度系数的误差。例如：标有CH、C表明其温度系数基数为0，H表示温度系数的误差为±60PPM/℃，如标有PJ，P表示温度系数基数为－150PPM/℃，J表示其误差为±120PPM/℃，有时也用电容器顶上的颜色来表示温度系数。黑色的温度系数最小，红色、橙色……依次次之。温度系数越小的电容器，其体积要大一些，所以一般情况下，1 类单片高频瓷介电容器的最大电容量不会超过1000pF。2类瓷和3类瓷陶瓷电容器又称为铁电陶瓷。它们的特点是材料的介电系数特别高，所以制成的电容器容量特别大，而体积又小。例如：铁电陶瓷电容器的损耗和绝缘这两个参数，比CL11型要差5倍左右，容量的温度系数也较大。例如：E型温度特性的电容量变化率为＋20％～－55％，F型为＋30％～－80％，只有B型较好为±10％。容量的温度特性具有居里点，温度在30℃左右时容量最大，温度降低和温度增高时，容量都急骤下降。所以这种电容器只能用在要求不高的地方。对于陶瓷电容器，同样的电容量和工作电压，体积越大的电性能越好。

4非主流电容器

(1)云母电容器(CY型)

以前在高频领域主要应用云母电容器，后来逐步由高频陶瓷电容器取代。云母电容器应用的减少不是因为电性能不好，而是因为云母矿源稀少，制造云母电容器生产工艺复杂造成的。云母电容器的电性能非常好，所以云母电容器可以制成标准电容器。

(2)聚苯乙烯电容器(CB型)

聚苯乙烯电容器是最早的塑料薄膜电容器。由于聚苯乙烯本身耐潮湿，电容器外表一般不进行环氧树脂包封和染色，呈本色透明状。国产品种主要是箔式，圆形结构。聚苯乙烯属非极性材料，具有优良的电

性能，工艺良好的聚苯乙烯电容器，绝缘性能是最好的。此外，聚苯乙烯电容器的温度系数也比其它塑料薄膜电容器好，可以做到优于－150PPM/℃的水平，但由于不耐热，体积大，工艺性能不好等原因，未能普及使用。

第三篇：超级电容器介绍

超级电容器/法拉电容介绍五

超级电容器类型简介

超级电容器的类型比较多，按不同方式可以分为多种产品，以下作简单介绍。

按原理分为双电层型超级电容器和赝电容型超级电容器：

双电层型超级电容器，包括

1.活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。

2.碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。

3.碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料。

4.碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极。

以上电极材料可以制成：

1.平板型超级电容器，在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极，另外也有Econd公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器，可以达到300V以上的工作电压。

2.绕卷型溶剂电容器，采用电极材料涂覆在集流体上，经过绕制得到，这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。

赝电容型超级电容器：

包括金属氧化物电极材料与聚合物电极材料，金属氧化物包括NiOx、MnO2、V2O5等作为正极材料，活性炭作为负极材料制备的超级电容器，导电聚合物材料包括PPY、PTH、PAni、PAS、PFPT等经P型或N型或P/N型掺杂制取电极，以此制备超级电容器。这一类型超级电容器具有非常高的能量密度，目前除NiOx型外，其它类型多处于研究阶段，还没有实现产业化生产。

按电解质类型可以分为水性电解质和有机电解质类型：

水性电解质，包括以下几类

1.酸性电解质，多采用36％的H2SO4水溶液作为电解质。

2.碱性电解质，通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质，水作为溶剂。

3.中性电解质，通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质，水作为溶剂，多用于氧化锰电极材料的电解液。

有机电解质

通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质，有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂，电解质在溶剂中接近饱和溶解度。

另外还可以分为：

1.液体电解质超级电容器，多数超级电容器电解质均为液态。

2.固体电解质超级电容器，随着锂离子电池固态电解液的发展，应用于超级电容器的电解质也对凝胶电解质和PEO等固体电解质进行研究。

超级电容器应用简介

超级电容器的应用范围极为广泛，小到存储器的备用电源、电动玩具的电源，大到航天导弹发射的大功率启动系统、电动汽车的能量功率系统等一切与能量功率相关的仪器设备系统均有超级电容器的身影。

超级电容器在军用、民用领域均有广泛的应用前景。小电流放电的双电层电容器可用作微机等的备用电源或小型装置如玩具、打印机、报警器、信号灯等的一次电源；安培级大电流放电双电层电容器可单独或与蓄电池一起构成电源系统，既可作为起动电源也可作为小型负载的驱动电源，如用于坦克、飞机、火箭、导弹等作为起动电源；人造卫星、宇宙飞船空间站、潜艇水下推进，尤其是在电动车辆方面的应用越来越多；利用其良好充放电性能可作为快速充电简易电源；利用其输入小电流输出大电流可作为充放电周期循环的电源；因其容量大，还可用于微分和积分电路、简易计时电路、超低频信号处理电路等。随着电极材料的改进和电解质的合理选用，双电层电容器的功率密度和能量密度逐步向理论值靠近，其应用前景更为广阔。

超级电容器最近的研究目标之一是单独用双电层电容器或将其与蓄电池联用，作为电动汽车和混合动力汽车的动力电源。上千法拉级的双电层电容器用作电动汽车的短时驱动电源，可以在汽车启动和爬坡时快速提供大电流从而获得大功率以提供强大的动力；在正常行驶时由蓄电池快速充电；在刹车时快速存储发电机产生的瞬时大电流，回收能量。这可以减少电动汽车对蓄电池大电流放电的限制，极大的延长蓄电池的循环使用寿命，提高电动汽车的实用性。目前日本富士重工推出的电动汽车已经使用日立机电制作的锂离子蓄电池和松下电器制作的储

能电容器的联用装置；日本本田公司更是将双电层电容器与汽油机相结合，研制出一种综合电动机助力器系统，使内燃机主要工作在最佳工况点附近，大大降低内燃机的排放，并可回收制动能量，通过装在小客车上极大的降低汽油机燃油消耗量成为低排放的节能汽车；日本丰田公司研制的混合电动汽车，其排放与传统汽油机车相比CO2下降50％，HC、CO和NOx排放降低90％，燃油节省一半。

目前，电动助力车市场正在大力扩展，其电源与电动汽车相似，蓄电池由于其充放电电流要求苛刻，能量难以进行瞬时回收，同时其功率性能不佳也直接影响其应用，而超级电容器非常容易满足这些要求，采用超级电容器在其起动、加速与爬坡时对系统进行能源补充，并在刹车时完全回收能量，提高系统性能。在风力发电或太阳能发电系统中，由于风力与太阳能的不稳定性，会引起蓄电池反复频繁充电，结果大大缩短电池寿命，利用双电层电容器吸收或补充电能的波动，可以轻易解决这一问题。此外，在有瞬间强负载系统中，利用双电层电容器可以起到稳定系统电压，减少系统电源容量配制的作用。

超级电容器在有些场合可以替代电池工作，同时，可以避免由于瞬间负载变化而产生的误操作。在便携式仪器仪表中驱动微电机、继电器、电磁阀等，在一些带有机械动作功能的电话中，由于电话网的电流较小，不可能实现动作功能，因此要有一个电源对这一动作进行支持，电池也是一种选择，由于存在更换及维修的问题，超级电容器显示出优越性。

超级电容器还可用于对照相机闪光灯进行供电，可以使闪光灯达到连续使用的性能，从而提高照相机连续拍摄的能力；另外，德国Epcos公司还用该器件对相机快门进行控制。机动无线通讯设备往往采用脉冲的方式保持联络，由于双电层电容器的瞬时充放电能力强，可以提供的功率大，在这一领域的应用也非常广阔。

大容量超级电容器的另一个重要应用在电力系统上，运用超级电容器进行重要系统的瞬态稳压稳流，特别是在大功率系统上，几乎是不可替代的器件。在这方面，据华北电力大学电能质量所的调查，在众多大型石化、电子、纺织等企业，各企业每年因电力波动的损失可能高达上千万；另外，芯片企业在选址时考虑电力的波动也是一个非常重要的环节，而超级电容器系统则可以完全解决这个问题。

另外，随着电子与能源工业的发展，超级电容器在短时UPS系统、太阳能电源系统、汽车防盗系统等免维护系统上具有不可替代的作用，在一些电磁操作机构电源、汽车音响系统等领域均具有非常广泛的应用。

第四篇：物理教案电容器 电容

物理教案电容器 电容

课

件www.xiexiebang.com

教学目标

知识目标

1、知道什么是电容器及常见的电容器；

2、理解电容器电容的概念及定义式，并会应用定义式进行简单的计算．

3、结合匀强电场有关知识，研究平行板电容器极板间电场及电场源关系．

能力目标

通过学生对实验的观察和研究，培养学生的科学探究能力和抽象思维能力；

情感目标

注意培养学生对科学的探究精神．

教学建议

教材分析

造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习Lc振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力．

关于演示实验的教学建议

在讲解本节内容时，我们通过实验演示将抽象的知识直观化、形象化，对于设计的实验：可以让学生观察纸制电容器的构造，用充电的电容器短路放电产生电火花使学生感受到电容器储存电荷的本领，显示充放电过程，并用实验演示电容器的电量和电压的关系．另外，可以借助媒体动画、视频将过程再现，这样，有益于学生对知识的理解和接受．

--示例

第八节电容器

电容

一、教学实验器材

平行板电容器，静电计，各种电容器（包括“25V

4700μF”电容一只和一个可用来拆开的纸制电容器）．学生电源一个，导线若干，起电机．

二、教学过程：

（一）课堂讲解

1、电容器

教师讲解（开门见山），出示图片：通过前面的学习，我们知道：靠近带电物体的接地导体上有感应电荷．带电体和接地导体便具有储存电荷的功能．这种装置我们称为电容器，既“储存电荷的容器”，实际上，任何彼此绝缘又相隔很近的导体，都可以看成是一个电容器，贮藏电量和能量，而两个导体称为电容的两极．

教师讲解：下面我们具体了解一下电容器的结构．

演示实验1：将一个纸制电容器轻轻展开，让学生观察元件结构，识别绝缘层和极板．

教师讲解：电容器中将两片锡箔纸作为电容器的两个极板，两个极板非常靠近，中间的绝缘层用薄绝缘纸充当，分别用两根导线连接两极．这就是电容器的结构．（在这里，可以参考媒体资料中的视频类素材“电容器的结构”）

我们首先将电荷充入电容器中，在使用时再将电荷放出，这两个过程叫做电容器的充电、放电过程．

2、电容

演示实验2：将“25V

4700μF”的电容器与电源（16V）相连，充电后将电容器的两极板短路，产生放电火花并发出声响．演示电容器充放电的资料．

教师讲解：为了深入了解电容器的工作原理，我们用下面的实验装置来研究电容器的充放电过程．

演示实验3：利用起电机对相对放置的平行金属板构成的电容器充电，用静电计进行检验，检验两个极板的电荷是等量且相异的．

引导学生分析：两极板积累异号电荷越多，其中带正电荷一极电势越高，带负电荷一极电势越低，从而电势差越大．

问题1：电容器可以充入的电量是无限的么？电容器容纳电荷多少与什么有关？

教师讲解：理论研究告诉我们，电容器可以充入的电量并不是无限的，随着电势差的变化，电量也随之增大，对同一个电容器，是一个与电量、电势差无关的常量，对不同的电容器，电势差增加1伏所需要增加的电量是不同的，也就是是不同的常数，因此，我们认为能够反映电容器容纳电荷的能力，并由此定义了一个新的物理量——电容，符号，让．

①定义：电容是描述电容器容纳电量特性的物理量．它的大小可用电容器一极的带电量与两极板电势差之比来量度．

②量度：

③单位：法拉（F）

常用单位有微法（F），皮法（pF）

3、平行板电容器的电容

电容器的电容是一个与与电量、电势差无关的物理量，它的大小是由电容器本身的结构决定的．那么电容器的电容跟电容器结构的哪些因素有关呢？

教师出示平行板电容器：现在我们研究平行板那电容器的电容跟哪些因素有关．

演示实验4：参考书中110实验．

（l）构成：两块平行相互绝缘金属板．

①两极间距d；②两极正对面积S．

（2）量度：

Q是某一极板所带电量的绝对值．

（3）影响平行板电容器电容的因素：

①，（、不变）

②，（、不变）

③两极板间插入电介质时比不插入电介质时电容大．

给出电容公式：

为介电常数，k为静电力恒量．这里也可以用能的观点加以分析：电介质板插入过程中，由于束缚电荷与极板上电荷相互吸引力做功，电势能减少，故电势差降低．

4、出示常用的电容器（可以观看有关电容的视频）

（1）介绍固定电容器．

（2）介绍可变电容器．

（3）介绍击穿电压．

三、典型例题讲解（参考典型例题）

四、布置课下作业

五、教师总结 课

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第五篇：电容器充放电教案

《电容器的充放电过程》课堂教学

引入部分：

师：同学们，请大家看老师手里拿的是什么？

组织教学完毕后，教师手里拿着一架照相机，问。生：老师，这节课您要给我们照相吗？

学生感到挺新鲜，有学生问。

师：是的，我想给你们拍一张反映课堂学习生活的照片，怎么样？准备好了吗？

生：哦„„

课堂气氛顿显活跃，学生们份份下意识地摆好姿势。教师举起相机，对准全体同学，按动快门，相机发出耀眼强光，学生精神振奋，余兴未衰。

师：在我按动快门的一瞬间，你们已经注意到了相机发出强烈的闪光，大家知道这是怎么一回事吗？

学生思考片刻，有学生回答。

生：相机闪光灯瞬间有强电流通过吧？！。

师：是啊！大家真聪明！可是大家知不知道闪光灯的瞬间电流是怎么产生的呢？

学生纷纷摇头，露出疑惑并欲探究的表情。

师：好吧，我们今天就一起通过实验来研究这一问题。请同学们翻开教材第三节〈〈电容器的充放电过程〉〉。

教师板书课题：电容器的充放电。课代表分发实验讲义。

点评：通过创设距学生生活感知很近的真实情境，巧妙自然地渗透教学主题，激发学生的求知欲。

新授部分： 师：这节课，我们要通过充放电实验的操作，学会识别实验中所用仪器，观察仪表指针变化，分析电容器充放电的物理过程，总结充放电的基本结论。下面我把实验器材及注意事项介绍一下。这节课所用的实验器材有检流计一块，伏特表一块，低压直流电源一台，充放电线路板、导线若干。检流计要串联接入线路中，若右偏，说明电流由“+”极流入，“—”极流出；左偏反之。要把伏特表并联接在电容器的两边，注意“+”极接高电位，“—”极接低电位，测量前估计检流计和伏特表的量程，实验前电容器不要带电。大家先阅读一下实验讲义，就可以开始做了。学生看讲义理解。一段时间以后，每个小组清点所在实验台的器材，并加以识别。然后，学生间按要求相互配合，接好实验电路，教师检查完后开始实验操作。学生分组实验，观察并记录实验结果，按要求反复三次操作，将结果记录表一与表二中（表一与表二略）。教师将各组实验的进程及正确率列入各组评比加分条件，调动学生的积极性。转换开关K拔到1位置，观察仪表指针偏转情况，填写表一。转换开关K拔到1位置后，立即转到2位置，观察指针偏转情况，填写表二。关闭电源，结束实验操作过程，进入下一阶段。（图1）

图1

实验电路图

师：请同学们关闭电源。我们一起来分析一下从刚才这个实验中能够得出什么样的结论。学生停止实验，关闭电源。教师出示投影片，启发学生。

师：检流计指针偏转由最大一直减小到零，这说明了什么？ 生：说明与电容器相连接的电路电流由最大减小到零。师：那么，电路中的电流是怎样形成的呢？

生：电子的定向移动形成的。

师：大家能用电子的移动情况来解释这一现象吗？我们看看哪组同学说的更有道理。学生分组讨论，有的学生还画出了电路图进行研究。

师：好，哪组同学能到前面发言，解释表一的现象？ 师：请2组派一个代表发言。

生：表一现象：当电容器接通电源以后，在电场力的作用下，与电源正极相接电容器极板的自由电子将经过电源移到与电源负极相接的极板下，正极由于失去负电荷而带正电，负极由于获得负电荷而带负电，正、负极板所带电荷大小相等，符号相反，见图。电荷定向移动形成电流，由于同性电荷的排斥作用，所以开始电流最大，以后逐渐减小，在电荷移动过程中，电容器极板储存的电荷不断增加，电容器两极板间电压UC等于电源电压U时电荷停止移动，电流I=0，见图2和图3。

图2

(b图)

图3

师：很好，由同学分析可知，在电源作用下，电容器的充电使其两极板上储存大小相等，符号相反电荷，电流由最大减小到零，电压由零增加到电源电压，且电流与电压方向一致。教师板书充电结论。

师：哪组同学能解释一下表二的现象？

一学生发言。

生：开关闭合，通过导线的连接作用，电容器正负极板电荷中和掉。

师（结合图4进一步讲解）：总结的非常精辟。当K闭合时，电容器C正极正电荷可以移动负极上中和掉，负极负电荷也可以移到正极中和掉，电荷逐渐减少，表现电流减小，电压也逐渐减小为零。

图4

生：老师，我们可不可以由表二现象得出“电容器在放电过程中电荷逐渐减少”这样的结论？ 师：体会得很好！这就是我们这节课要掌握的第二个结论。充电的电容器电荷逐渐减小过程称为电容器放电过程，且电流、电压由最大减小到零，方向相反。教师板书结论二。学生将结论填入实验讲义。教师：好，我们今天的研究到此结束，谁还能发现我们开课提出的问题与本次课两个结论有何关系呢？

学生思考后举手。

生：闪光灯发出强烈闪光的原因是电容器充放电过程中储存能量通过闪光灯突然释放的结果。）

【通过实验，进行发现式学习，培养学生操作、观察、分析、总结能力。在小组讨论时，教师巡回检查学生的操作情况并给予指导，及时纠正问题，合作气氛热烈，学生在合作学习中体会探求知识的乐趣。以演示法为辅助教学方法，采用启发式进行教学，启发学生创新思维，将感性认识上升到理性认识，突破电容器充放电难点，得出了电容器充放电的基本结论。同时紧扣情境创设，前后有机呼应。】 巩固练习部分：

教师放投影片，出练习题。

1、如图5所示：问S刚闭合瞬间，哪个电压表示数大？充电完毕时哪个电压表示数大？电流表在何时示数最大？

图5

2、思考题：在检修收音机或电子仪器及电力系统高压整流设备时，切断电源需把滤波或整流用电容短接一下，为什么？

生（回答1题）：V2，V1,刚闭合。生（回答2题）：让充电容器放电，防止放电电流损坏仪表及其它元件。

师：回答得很好。本次课，我们通过实验，发现了电容器的充放电过程实质就是储存和释放电荷的过程，表现为电流、电压的变化。如果我们把实验电源改成交流，那会怎么样呢？大家回去可以带着这个问题思考一下。师：今天的作业是“试说明电容器充放电物理过程”。下课！

【巧留悬念，引发学生继续学习的兴趣，达到理论与实践相结合的学习目的。】