*** 次数:51505 已用完,请联系开发者*** [电容F103]4.1 电容器和电容

作者:梦兮      发布时间:2021-04-25      浏览量:0
一、电容器1.结构: 两个彼此靠

一、电容器

1.结构: 两个彼此靠近又相互绝缘的导体,就构成了一只电容器。这对导体称为电容器的两个极板。

2.种类: 电容器按其电容量是否可变,可分为固定电容器和可变电容器,可变电容器还包括半可变电容器。它们在电路中的符号参见表 4-1。

(1)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关。一般常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。

(2)电解电容器是有正、负极之分的,使用时不可将极性接反或接到交流电路中,否则会将电解电容器击穿。

(3)电容量在一定范围内可调的电容器称为可变电容器。半可变电容器又称为微调电容。

常用的电容器如图 4-1 所示。

3.作用: 电容器是储存和容纳电荷的装置,也是储存电场能量的装置。电容器每个极板上所储存的电荷的量称为电容器的电荷量。

(1)将电容器两极板分别接到电源的正、负极上,使电容器两极板分别带上等量异种电荷,这个过程称为电容器的充电过程。

(2)电容器充电后,极板间有电场和电压。

(3)用一根导线将电容器两极板相连,两极板上正、负电荷中和,电容器失去电荷量,这个过程称为电容器的放电过程。

4.平行板电容器: 由两块相互平行、靠得很近、彼此绝缘的金属板所组成的电容器,称为平行板电容器。它是一种最简单的电容器。图 4-2 给出了平行板电容器的示意图。

二、电容

1.电容 C: 如图 4-2 所示,当电容器极板上所带的电荷量 Q 增加或减少时,两极板间的电压 U 也随之增加或减少,但 Q 与 U 的比值是一个恒量,不同的电容器,Q / U 的值不同。

电容器所带电荷量与两极板间电压之比,称为电容器的电容

电容反映了电容器储存电荷能力的大小,它只与电容器本身的性质有关,与电容器所带的电荷量及电容器两极板间的电压无关。

2.单位: 电容的单位有F (法)、 F (微法)、 pF (皮法),它们之间的关系为1 F = 10 6 F = 10 12 pF。

三、平行板电容器的电容

图 4-2 所示的平行板电容器的电容 C ,与介电常数  成正比,与两极板的正对面积 S 成正比,与极板间的距离d成反比,即。

式中,介电常数  由介质的性质决定,单位是 F/m。真空介电常数为:

某种介质的介电常数  与真空介电常数 0 之比,称为该介质的相对介电常数,用  r 表示,即:

表 4-2 给出了几种常用介质的相对介电常数。

四、说明

1.电容是电容器的固有特性,它只与两极板正对面积、板间距离及极板间的介质有关,与电容器是否带电、带电多少无关。

2.任何两个导体之间都存在电容。

3.电容器存在耐压值,当加在电容器两极板间的电压大于它的额定电压时,电容器将被击穿。

【例 4-1】 将一个电容为 6.8 F 的电容器接到电动势为 1000 V 的直流电源上,充电结束后,求电容器极板上所带的电荷量。

【例4-2】 有一真空电容器,其电容是 8.2 F,其间充满云母介质,将两极板间距离增大一倍后,求云母电容器的电容。

解:查表 4-2 可知云母的相对介电常数  r = 7,则真空电容器的电容。

云母电容器的电容

比较两式可得

​本节课讲了有关电容器的知识,这章不做重点考察,只要了解一下电容的作用就好了!