电容器的充电和放电课件.ppt

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1、复习：电容器的串并联电路的特点比较+q1-q1+q2+q3-q2-q3UC1C2C3U1U2U3电容器的串联电路电容器的并联电路电容器的充电与放电一、电容器的充电和放电图为电容器充、放电实验电路，其中C大容量（储存电荷多）未充电的电容器，E为内阻很小的直流电源，HL为小灯泡。1.电容器的充电当开关“S”置于接点“1”，电源便向电容器充电。观察到的现象是：开始时灯泡较亮，然后逐渐变暗，从电流表可以观察到充电电流由大到小的变化，从电压表可以观察到电容器两端电压由小到大变化。经过短短一段时间，灯泡熄灭，电流表指针回到零，电压表所示电压值接近于电动势，即，这表明电容器已充

2、满了电荷。当S合向1时，电源向电容器充电，这时看到白炽灯EL开始，然后逐渐，最后灯泡。从电流表A1可观察到充电电流在，而从电压表V上看到读数在。经过一段时间后，电流表A1的读数为，电压表V的读数为。A1A2VSCE例题：21较亮变暗减小增大0E灭电容器的充电过程思考一下：电容器的基本结构是在两块金属极板之间夹一层绝缘介质，在本质上它是不能导电的，那么它为什么又能储存电荷呢？图为电容器充电示意图，在接上电源瞬间，电源负端的电子便向电容器的负极板流去，但由于两极板间绝缘介质不导电，所以这些负电荷只能积累在负极板上，又由于这些负电荷对绝缘介质中的电子有排斥作用，于是绝缘

3、介质中靠近电容器负极板一侧便形成正电荷层，靠近电容器正极板一侧便形成负电荷层。正极板中的电子则被绝缘介质中的负电荷排斥到电源正极去，这样，电容器正极板上便积累下了正电荷。随着正负电荷的不断积累，电容器正极板电位逐渐升高，与电源正极间的电位差逐渐减小，当两者电位达到相等时，电荷不再移动，充电电流为零，电容器两极板上所积累的电荷也就不再增加，而电荷也就被储存在电容器中了。电源负端的电子向电容器的负极板流去，正极板中的电子则被绝缘介质中的负电荷排斥到电源正极，从而就形成了电流。2.电容器的放电图3-7所示电路中，电容器充电结束后，将开关置于“2”，可以观察到小灯泡亮了一

4、下又熄灭了。这是电容器放电引起的，这时的电容器相当于一个等效电源。在电容器两极板间电场力的作用下，负极板的负电荷不断移出与正极板的正电荷中和，电容器两端的电压也随之而下降，直至两极板上的电荷完全中和。这是电容器两极板间电压为零，电路中电流也为零。A1A2VSCE12EL例题:较亮变暗减小减小00当电容器充电结束后，把S从接点1合向接点2时，电容器便开始放电。这时看到灯泡EL开始，然后逐渐，最后灯泡。从电流表A2可观察到充电电流在，而从电压表V上看到读数在。经过一段时间后，电流表A2的读数为，电压表V的读数为。灭电容器的放电过程思考一下：（1）电容器的充放电电流实际

5、通过电容器的绝缘介质吗？（2）当电容器加上交流电压时，电路中有电流流过吗？为什么？（1）电容器的充放电电流没有通过电容器的绝缘介质。（2）当电容器加上交流电压时，电路中有电流流过，但电流并没有流过电容器，当交流电压升高时，电容器充电储存电荷，形成充电电流，当交流电压降低时，电容器放电释放电荷，形成放电电流，交流电压不断的升高降低，电容器交替进行充电放电，使有电容器的电路中有了电流。从电容器两头看，电流的连续性似乎仍旧保持，所以通常形象地说有交流电“通过”了电容器。1、充电过程中，随着电容器两极板上所带的电荷量的增加，电容器两端电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，当充电

6、结束时，电流为零，电容器两端电压UC=E2、放电过程中，电路中的电流从最大逐渐变成零，电容器两端的电压从增大慢慢变成零。三、电容器中的充放电的电流设在Δｔ时间段内，电容器极板上的电荷增加了Δq，则电路中的电流大小为：因为q=CUC，可知Δq=CΔuC，所以：i=ΔqΔti=CΔuCΔti——充放电电流，单位符号:A；C——电容器电容量，单位符号：F；ΔuC——电容器两端变化电压，单位符号：V；Δt——电流变化时间，单位符号：s。课堂练习1、电容器在充电过程中，电容器两端电压由变，最后等于；电流会由变，最后变为，充电结束。2、电容器在放电过程中，电容器两端电压由变，

7、最后等于；电流也由变，最后变为，放电结束。小0大电源电压大小大小00大小3、有一只0.1F的电容器，若以直流电流充电，在100s内相应的电压变化量为10V，试求该段时间的充电的电流为多少？i=CΔuCΔt解:=0.1×10100=0.01A4、有一只0.5uF的电容器，若以直流电流充电，在400s内相应的电压变化量为40V，试求该段时间的充电的电流为多少？解：=0.5x10-6Fx40V400s=0.05A5、有一只47uF的电容器，若以直流电流充电，在某时间内的充电的电流为1A，相应的电压变化量为200V，试问要多长时间可以充满电？解：得由=1x47x10-6x

8、200=9