电工基础——电容和电感.doc
《电工基础——电容和电感.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工基础——电容和电感.doc(23页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第三章 电容和电感第一节 电容学习目标1 .掌握 什么是电容器及常见的电容器;2 .理解电容的概念及定义式,了解平行板电容器的电容与哪些因素有关3 .理解介质的击穿4 .掌握电容的串并联5 .掌握电容的充放电重点 1 .电容的串并联2 .电容的充放电难点 电容的充放电一、电场的基本概念1 .电场:带电体周围存在电场。静止电荷形成的为静电场,电流不变化的为恒 定电场,电流不断变化的为变化电场。 电场力:电场对场中电荷的作用力3 .电场强度:测量电场强度的物理量一匸 , 对于均匀电场 %二,对于不均匀电场= kSCOSa二、电容元件1电容的定义:一种储存电场能量的实际器件,电容器所带电量0与电容器
2、 两极板间的电压的比值,称为电容器的电容,用0表示。无极性有极性2 .图形符号:L/ 3 .计算式:厂,电容量表征导体在单位电压作用下储存电荷的能力,是由电容器本身的性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的,与电容 器是不是带电无关。4 .单位:法拉(F )1F=1O 3 F =10 6 P F5 .分类:按照介质可以分为空气电容器、纸介质电容器、银介质电容器、云母 介质电容器、油介质电容器、金属介质电容器等。按照电容的容量是否可调可以 分为固定电容器、可调电容器,按照电容器有无极性可以分为无极性电容器和电 解电容器。6 .平板电容器:电容器两金属片是平行平面,中间是均匀电场。ZC旦纟虫
3、,C与/I、 E、 d有关,但C与U有关,d U7 .广义电容器:任何两个导体间都存在电容,如输电线之间,输电线与大地之 间,晶体管各极之间,电机变压器绕组的匝间,绕组与机壳之间,但都较小。 额定工作电压,若电容器的工作电压超过额定电压,将引起介质击穿,导电容器毁坏。 标称容量 允许误差 绝缘电阻:应越大越好。 几0为所加电压,ZZ为漏电流。三、电容器的串联图3-1 电容的串联Czb第1页共16贞1 电量:Q=Q 1 =Q 2 =Q 32 电压:US =U 1 +U 2 +U 3电容量:即电容器串联之后,总容量减少,这相当于电阻的并联。4用途:当单独一个电容器的耐牙不能满足电路要求,需并联,但
4、应注意:每只电容器均承受着同样的电量。 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。例 3-1 :已知C 1二0.2 5 u F (200v),C 2 =0.5uF(30 0 V ),若两电容并联,问电路能否正常工作?解:c=c 1 / / C2 = C1 + C2 =01 6 7 u FQ 二二 Q 1= Q 2= CU=O. 1 6 7* 3 6 0 V 60 u C0_QU1= Ci = 2 40 vU2 = C2=12OV由于小C承受大电压200V,大C承受小电压 3 0 0 V,将导致C 1击 穿,继而引起c 2击穿.四、电容器的并联图3-2电容的并联b CT1 电量
5、:Q=Q 1 +Q 2 +Q 32 电压:US =U 1 =U 2 =U 33电容量:即电容器并联之后,总容量增大减少,这相当于电阻的帘联。4 .用途:当单独一个电容器的电容量不能满足电路要求,而耐压满足要求时, 需并联,但应注意: 每只电容器均承受着外加电压。 每只电容器的耐压均应大于外电压。否则一只电容器被击穿,整个并联电路 就被短路,会对电路造成危害。五、电容器的充放电1 .电容器的充电过程实验现象:如图3-3 ,开关置1 , 口炽灯开始较亮,然后逐渐变暗,灯泡不亮了。电流表指针曲大变小直至0。电压表 指针由0逐渐增大到U s(a )图3-3电容的充放电 图形描述,如图3-3 ( b)坐
6、妝 S-如)5 i 二C_R 二氏 用万用表电阻档检测电容,可以看到电表指针向右偏转,然后慢慢向左偏 转,指针偏幅度较大,C的充电过程反映C的电容量大小。越小,充电时间越小。弘二戏J称为充电时间常数,RC初态:“牛, = 0,乞知稳态:7=0, %二,耳=0图3-4 电容的放电 图3-54 u*<7dt所以厶鬥流电路中电容廂当于戦賂C开踣2电容器的放电过程 实验现象:开关置2 ,白炽灯开始较亮,然后逐渐变暗直至灭了,电流表偏转一个较大的角度,然后逐渐向零位偏转到0 图形描述,如图3-4所示 i ( t )二氏二C 必 称为放电时间常数,放电时常数越小,放电越快。初态:六、电容上的电圧和电
7、流的关系:1 .公式: 出 必,如图3-5所示。2 .电容上的电压不能发生突变,常利用电容的这种特性对电路元件进行过电压 保护。3 .在直流电路中电容相当于断路(开路)七、电场能量dw E =U C idt二U C d “ 二CU C dU C电容器为储能元件,不耗能。电压增加时,存储电能;电流减少时,放出电能。例3-2 : 一电容器020 PF,与一电阻R "10Q,串联后等在直流电源Us 二 100V 上。求(1)开关接通稳定后电容器上电压U 5( 2 )开关接通瞬间电路中最大电流;(3 )稳定后储存在电场中能量。leu2解:U。二 100V , I m 二 100/10二 10
8、A, W E = 2。二o. 1J八、电容器的击穿1 .电介质:即电场中不导电的绝缘体,电介质中每一原子中的电子受原子核的 束缚力很强,不能形成自由电子,故不能导电。2 .介质的击穿:电介质所能承受的电场强度有一定限度,当被束缚的电荷脱离 了原子或分子的束缚而参加导电,就破坏了绝缘性能,这一现象称为电介质的击 穿。电介质所能承受的极限电场强度称为击穿电场强度,也称绝缘强度。3 .破坏现象:电气开关的断开高压输电线电机变压器绕组4 .介质击穿的避免 采用绝缘强度高的材料。绝缘材料有一定厚度,且不含杂质,如气泡或水分。 设法使电场按要求分布,避免电力线在某些地方过于密集。5 .介质击穿后的利用:电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电工 基础 电容 电感
链接地址:https://www.31doc.com/p-12401865.html