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10.4 電容器的電容
一、電容器
1. 結構
任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體，都可以看成一個電容器。
2. 平行板電容器：最簡單的電容器
平行金屬板：電容器的極板
一 一 一 一 一一 一 一
十 十 十 十 十十 十 十
絕緣物質：電介質
3. 作用：容納電荷、儲存電能
4. 電路圖符號：
5. 電容器的工作方式——充電
將電容器的兩個極板與電源的正負極相連，使原來不帶電的兩個極板帶上等量異種電荷。
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
－ － － － － － －
＋Q
－Q
E
V
1
2
S
C
R
E
A
一、電容器
電流特征
由電源正極流向電容器正極板，
由電容器負極板流向電源負極，
充電瞬間存在短暫電流，電流由大變小。
電壓特征
兩極板間電壓迅速增大，達到電源電壓后穩(wěn)定不變，
兩極板間存在電勢差，電場為勻強電場。
電荷量特征
電容器所帶電荷量增加，兩極板帶有等量異種電荷。
5. 電容器的工作方式——充電
一、電容器
能量特征
其他形式的能量轉化為電場能
5. 電容器的工作方式——充電
一、電容器
燈泡
電流表1
電壓表
亮度由明到暗，最后熄滅。
讀數由大到小，最后為零。
讀數由小到大，最后穩(wěn)定為某一數值。
電容器相當于電源，將充電后的電容器的兩極板接通，兩極板的異種電荷中和，電容器失去電荷，不再帶電的過程。
E
A
S
U=0
5. 電容器的工作方式——放電
一、電容器
電流特征
電流由電容器正極板經過電阻流向電容器負極板。
放電瞬間存在短暫電流，電流由大變小。
能量特征
電流做功，電場能轉化為其他形式能量，極板間無電場能。
電壓特征
兩極板間電勢差減小至零，電場強度減小至零。
電荷量特征
兩極板所帶電荷量減少，正負電荷中和，電荷量為零。
5. 電容器的工作方式——放電
一、電容器
一、電容器
燈泡
電流表2
電壓表
5. 電容器的工作方式——放電
亮度由明到暗，最后熄滅。
讀數由大到小，最后為零。
讀數由大到小，最后為零。
電容器放電的 I-t 圖像
一個格子的電量為0.08×10-3C
大于半格算一個，小于半格舍去
圖像所含格子個數約為42個，所釋放電荷量
Q=0.08×10-3C×42=3.4×10-3C
一、電容器
5. 電容器的工作方式——放電
二、電容
1. 定義
電容器所帶的電荷量Q與兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。
4. 物理意義：描述電容器容納電荷本領大小的物理量
電容器的電荷量Q：單個極板所帶電荷量的絕對值
2. 定義式
3. 國際單位制：法拉，用符號F表示，1F=1C/V
常用單位：微法μF 、皮法pF 1 F＝106 μF＝1012 pF
比值定義法：電容由電容器本身的性質決定，與Q、U無關
適用范圍：任意電容器
二、電容
5. 計算式
6. 擊穿電壓
電介質不被擊穿時，加在電容器兩極板上的極限電壓。
若電壓超過這一限度，電容器損壞。
7. 額定電壓
電容器外殼標注的額定電壓，是電容器正常工作時所能承受的最大電壓。
額定電壓小于擊穿電壓。
探究實驗：探究平行板電容器電容大小的影響因素
保持極板電荷量Q、板間距離d不變
減小兩極板的正對面積S
電勢差增大，C減小
保持極板電荷量Q、極板正對面積 S不變
增大兩極板間的距離d
電勢差增大，C減小
探究實驗：探究平行板電容器電容大小的影響因素
保持 Q、S、d 都不變
在兩極板間插入電介質，如：有機玻璃板
電勢差減小，C增大
三、平行板電容器
金屬極板
絕緣物質
電介質
平行板電容器電容的決定式：
d：兩極板間的距離
S：兩極板的正對面積
k：靜電力常量
εr：電介質的相對介電常數
真空εr=1
電容的影響因素
（電容器本身的結構）
三、平行板電容器——動態(tài)分析
電容器與電源相連：板間電壓 U 不變
d增加
S減小
C減小
Q=UC
Q減小
E減小
C減小
Q減小
E不變
Q=UC
電容器與電源斷開：極板所帶電荷量 Q 不變
d增加
S減小
C減小
Q=UC
U增加
E不變
C減小
U增加
E增加
Q=UC
三、平行板電容器——動態(tài)分析
四、常用電容器
構造不同：固定電容器；可變電容器
形狀不同：圓柱電容器；平行板電容器；球形電容器
電介質不同：空氣電容器；真空電容器；聚苯乙烯電容器；云母電容器
陶瓷電容器；電解電容器
四、常用電容器
10.4 電容器的電容

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