中专电工基础教案 第三章 电 容 器

第一篇：中专电工基础教案 第三章 电 容 器

第三章

电 容 器

3-1 电容器与电容 &3-2 电容器的参数和种类

一、电容器

1、定义：

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。

2、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。

3、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

4、工作原理：

P67页 单位：

法拉，简称法，通常用符号“F”表示。符号表示： 常用电容器符号

二、电容

用来表征电容器存储电荷的本领大小。

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叫电容量，Q

U简称电容。用字母C表示，电容定义式为： C

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。

实际应用常用的是较小的单位有微法（μF）和皮法（pF）:

1F106F

1pF1012F

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 CSd

（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）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

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，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。实际电容值与标称电容值之间总是有一定误差。

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。

六、例题讲解

略。（见教材§3-1例题）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。

3-3 电容器的连接 &

3-4 电容器中的电场能

一、电容的串联 电容的串联：与电阻串联类似，将两个或两个以上的电容器，连接成一个无分支电路的连接方式。

图3-5电容器串联电路

适用情形：当单独一个电容器的耐压不能满足电路要求，而它的容量又足够大时，可将几个电容器串联起来，再接到电路中使用。

电容串联电路等效电容的计算： 111

1CC1C2C3（式3-4）

分析：电容起串联时，等效电容C的倒数是各个电容器电容得到数之和。总电容比每个电容器的电容都小。这相当于加大了电容器两极板间的距离d，因而电容减小。注意：

（1）串联电容组中每一个电容器都带有相等的电荷量。

（2）电容器串联时电容间的关系，与电阻并联时电阻关系相似。推广后的计算公式：

如果有n个电容器串联，可推广为 1111

CC1C2Cn（式3-5）

当n个电容器的电容相等，均为C0时，总电容C为 CC0 n

（式3-6）

二、电容的并联 电容的并联：把几只电容器接到两个节点之间的连接方式。

图3-8

电容器并联电路

适用情形：当单独一个电容器的电容量不能满足电路的要求，而其耐压均满足电路要求时，可将几个电容器并联起来，再接到电路中使用。

电容并联时等效电容的计算： CC1C2C3

(式3-7)分析：当电容器并联时，总电容等于各个电容之和。并联后的总电容扩大了，这种情况相当于增大了电容器极板的有效面积，使电容量增大。注意：

（1）电容器并联时，加在各个电容器上的电压是相等的。每只电容器的耐压均应大于外加电压，否则，一旦某一只电容器被击穿，整个并联电路就被短路，会对电路造成危害。

（2）电容器并联时电容间的关系，与电阻串联时电阻关系相似。推广后的计算公式：

如果有n个电容器并联，可推广为 CC1C2Cn

（式3-8）

当并联的n个电容器的电容相等，均为C0时，总电容C为 CnC0

（式3-9）

三、电容器的充电和放电 电容在充电过程中，电容器储存了电荷，也储存了能量；在放电过程中，电容器将正、负电荷中和，也随之放出了能量。电容充发电过程中电路中的电流：

iuqCC tt（式3-10）

注意：

（1）若电容两端加直流电，iCCuC0，电容器相当于开路，所以电容t器具有隔直流的作用。（2）若将交变电压加在电容两端，则电路中有交变的充发电流通过，即电容具有通交流作用。

四、电容器中的电场能 电容器的充放电过程，实质上是电容器与外部能量的交换过程。电容器本身不消耗能量，所以说电容器是一种储能元件。

电容器中的电场能： WC1CU2

2式中

C——电容器的电容，单位是法[拉]，符号为F；

U——电容器两极板间的电压，单位是伏[特]，符号为V； WC——电容器中的电场能，单位是焦[耳]，符号为J。

显然，在电压一定的条件下，电容越大，储存的能量越多，电容也是电容器储能本领大小的标志。

五、例题讲解

略。（见教材§3-3例题1，例题3，§3-4例题1）

第二篇：电工基础教案

课题1－3电阻

教学目标了解电阻的概念和电阻与温度的关系，掌握电阻定律。

教学重点电阻定律

教学难点R与U、I无关；温度对导体电阻的影响。

教学过程及内容

一． 组织教学准备教案，检查出勤情况

二．复习提问

1、什么是电流？

2、电流的计算公式

三．新课讲解

第三节 电阻

一、电阻

1．导体对电流所呈现出的阻碍作用。不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。

2．导体电阻是由它本身的物理条件决定的。

例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。

3．电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。

Rl S

4． 结论：电阻率的大小反映材料导电性能的好坏，电阻率愈大，导电性能愈差。

导体：＜10-6 m

绝缘体：＞107m

半导体：10-6m＜ ＜107m

二、电阻与温度的关系

1．温度对导体电阻的影响：

(1)温度升高，自由电子移动受到的阻碍增加；

(2)温度升高，使物质中带电质点数目增多，更易导电。随着温度的升高，导体的电阻是增大还是减小，看哪一种因素的作用占主要地位。

2．一般金属导体，温度升高，其电阻增大。少数合金电阻，几乎不受温度影响，用于制造标准电阻器。

3．超导现象：在极低温（接近于热力学零度）状态下，有些金属（一些合金和金属的化合物）电阻突然变为零，这种现象叫超导现象。

ο4．电阻的温度系数：温度每升高1C时，电阻所变动的数值与原来电阻值的比。若温

度为t1时，导体电阻为R1，温度为t2时，导体电阻为R2，则



即 R2R1 R1(t2t1)

R2R1 [1(t2t1)]

οο例：一漆包线（铜线）绕成的线圈，15C时阻值为20，问30C时此线圈的阻值R

为多少？

四．课堂练习

五．课堂小结

六．布置作业 教材习题第4大题第(3)题。

第三篇：电工基础教案

第8章 线性电路中的过渡过程 8.1 换路定律与初始条件

各位评委：

大家下午好！今天我说课的题目是《换路定律与初始条件》，我将从教材分析，教学目标、教学重难点、教学策略、教学程序等方面对本节课进行阐述。

一、教材分析

（一）本节内容在教材中的地位和作用

《换路定律与初始条件》是高等职业技术教育电子电工类职业规划教材《电工基础》第八章第一节的内容，是本章的重点内容。本节内容是在学习了线性电路在直流、正弦交流电路的基础上而编排的，是信号在激励源作用下的稳态响应过程。在实际的应用电路中，由于L、C元件的储能与放能过程是渐变过程，其上的电流、电压是微分、积分关系，所以电路的工作状态处于动态过程。可见，电路的稳态是电路工作的全过程的一个阶段。本节课结合以前所学的基尔霍夫电流、电压定律以及元件VAR的特点，应用欧姆定律，求解动态电路的全过程，既是对以前所学知识和方法的综合运用，又为以后学习动态电路全响应奠定基础。本节求解动态电路全过程是以时间t为自变量，即在时域内进行，故称为时域分析。此外，线性电路过渡过程还与人们的生产技术、科学研究有密切的联系。因此，学习这节课还具有广泛的现实意义。

（二）教学内容

本节课的教学内容包括：过渡过程的概念、换路定律、初始条件的概念以及拓展和应用。

二、教学目标

根据大纲要求及学生的认知特点，特制定以下教学目标

1、知识目标

（1）掌握过渡过程的概念。

(2)能运用换路定律来解决相关的一阶电路响应。

2、能力目标

（1）提高学生的理论推导能力及自学能力。（2）培养学生的逻辑思维能力。

3、情感目标

通过学生在学习过程中的互助、合作，培养学生的团结协作意识，充分发挥学生的主观能动性。

三、教学重点、难点 本节重点：

1、过渡过程概念的理解

2、理解换路定律会计算初始值 本节难点：

l、电感电路的换路定律

2、电容电路的换路定律。

【设计意图】只有掌握了过渡过程概念，才能为以后电路的分析、计算奠定基础，因此将其确定为本节课的重点。由于学生的逻辑思维能力还不是很强，对换路定律的理解及以后电路的分析有一定的难度，因此将此确定为难点。

四、教学策略

（一）学情分析

进入大学的学生已在高中学了三年的物理，对电学知识，尤其是对直流电路分析有了初步的了解，也同时具备了一定的理论推导能力。但是，由于学生的基础知识普遍较差，而且认知层次不尽相同。

（二）学法指导

知识是认识主体，是学生主动建构的。学生不是把知识从外界搬进大脑中，而是通过与外界的相互作用来获取，建构新知识。根据本节课的特点，让学生通过小组合作的方式，在教师的引导下，积极动手，互帮互助，综合运用以前所学知识进行理论推导新知识，并将新知识进行拓展运用，充分调动学生学习的积极性，引导学生主动建构新知识。

（三）教学方法

本节课我综合运用趣味教学法、直观教学法、演示法、启发教学等教学法，让学生更好的理解和掌握本节课知识。

【设计意图】通过创设情景演示实验、动手操作、理论推导、拓展运用等探究性活动，引发学生对电路设计的好奇心，鼓励他们进行思考，培养他们的创新精神及自主学习能力。

五、教学过程

根据本节课的内容特点，我把本节课分为：激趣导入（5分钟）、探求新知（17分钟）、难点突破（8分钟）、课堂巩固（8分钟）、课堂小结（5分钟）、作业布置（2分钟）六个环节来进行课堂教学。

（一）激趣导入

通过一个简单的实验现象的对比，直观形象的引出本节课的课题——“过渡过程”，导入新课。同时，让学生梳理一下直流电路的知识。

【设计意图】通过实验演示，激发学生的学习兴趣和求知欲，调动学生的积极性，直观形象的引入本课。通过知识的梳理，为接下来的新知识的学习做好准备。

（二）探求新知

探求新知着重于培养学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力。着重于提高学生对知识分析，归纳，总结的能力，着重于提高学生的自学能力。

第四篇：《电工基础》教案5

《电工基础》教案5

《电工基础》教案5 课题：电阻（R）

教学目的：

1、了解导体中的电阻

2、掌握电阻的特点和性质

3、了解电器中的绝缘电阻

重点、难点：导体电阻的特点和性质及其运用

教学方法：引导、提示、归纳

教学过程：

Ⅰ.组织教学

Ⅱ.导入新授

Ⅲ.示标

Ⅳ.学生自学

围绕所示目标，阅读教材，回答下列问题：

1、什么是电阻？

2、电阻的符号？电阻的单位符号？

3、人体的电阻是多少？

4、电器中的绝缘电阻

Ⅴ.疑点讲解：

电器中绝缘电阻以及人体的电阻，电阻在电气中的利和弊。

电阻——电流在导体的流动中所受到的阻力叫电阻或着说对导体中电流流动有阻碍作用的物质叫电阻。符号：R

电阻的单位是欧姆（Ώ）常用的还有兆欧（MΏ）、千欧（KΏ）、毫欧（MΏ）和微欧（uΏ）

《电工基础》教案5 1兆欧（MΏ）=1000千欧（KΏ）

1千欧（KΏ）=1000欧（Ώ）

1欧（Ώ）=1000毫欧（mΏ）

1毫欧（MΏ）=1000微欧（uΏ）

测量电阻大小的是欧姆表、万用表、电桥。

1、单臂电桥

2、双臂电桥以及兆欧表。

1欧以下的有双臂电桥，1欧到十欧的用单臂电桥，1欧到1兆欧的用万用表。兆欧以上的用兆欧表，也叫摇表、高阻表、麦格表等等。

第五篇：《电工基础》教案3

《电工基础》教案3

《电工基础》教案3 课题：电的基本物理量：

2、电动势（E）

教学目的：

1、了解电源

2、掌握电动势的单位

3、用电压表怎么测量电动势

重点、难点：电动势特点和性质及其运用

教学方法：引导、提示、归纳

教学过程：

Ⅰ.组织教学

Ⅱ.导入新授

围绕所示目标，阅读教材回答下列问题：

1、什么是电动势？单位是什么？

2、干电池的电动势是多少伏？蓄电池的电动势是多少伏？

3、低压变压器的电动势是多少伏

4、电动势的方向是怎么规定的？

5、电动势的符号是什么？电动势单位的符号是什么？

电源——能将其它形式的能量转换成电能的设备叫电源。

例如：干电池（1.5V），蓄电池（2V）是化学能的转换。发电机，是机械能的转换。

电动势——电源力将单位正电荷从负极移到正极所做的功叫电动势。

电动势的单位：常用的有伏特（V），比它大的单位有千伏（KV），比它小的单位有毫伏（MV）和微伏（uV）。

《电工基础》教案3

1千伏（KV）=1000伏（V）

1伏（V）=1000毫伏（MV）

1毫伏（MV）=1000微伏（uV）

测量电动势物理量大小的仪表是伏特表，也叫电压表。电压表的内阻越大，测量越准确。测量是时把电压表并接在被测电路中。直流表注意电压表的正（+）负（—）极不要接错，以免损坏电压表。