《電工技術基礎與技能》課件 第15講 電容器充放電及其應用_第1頁
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文檔簡介

提高安全意識?加強安全學習電工基礎系列課程《電工技術基礎與技能》第十五講

電容器充放電及其應用目錄CONTENTS課堂目標重點突破03課堂引入01課堂小結04內容講解02學習本節課要具備的知識：

①見過生活中的電容器；

②知道電容器的基本外形特點。本節課學習的主要內容為：

①電容的電場能；

②電容器的充放電及應用；本節課的重點是：電容器的充放電與應用。學完本節課，同學們要能達到：

①能正確描述電容器充放電過程；

②能夠敘述電容器充放電的應用領域。接下來，讓我們一起來學習電容器的充放電。

電容器的充電與放電就是電容器儲存電荷與釋放電荷的過程。

我們先來觀察電容器的充電和放電過程。

如圖所示，是電容器充放電的實驗電路。電路中，C是一個電容量很大的未充電的電容器。E是電源內阻，可以忽略的電源。

現在我們來觀察電路的充電過程，當開關S合上位置一時，電源向電容器充電。隨著電容器極板上電荷量的增加，電容器兩端的電壓逐漸增大。當電容器兩端的電壓與電源電壓相等時，充電過程結束。在這個過程中，充電電流逐漸減小，燈泡由亮變暗。電容器充電的過程是按指數規律變化的。

現在我們來看電容器的放電過程，當開關S合上位置二時，電容器放電。電容器兩端電壓與放電電流逐漸減小，當電容器兩端電壓為零時，放電過程結束。電容器的放電過程是按指數規律變化的。通過觀察電容器的充電和放電過程，我們發現電容器具有以下特點。

（一）電容器是一種儲能元件，電容器的充電過程就是極板上電荷不斷積累的過程。當充滿電荷時，相當于一個等效電源。放電時，隨著過程的進行，它所儲存的電場能量釋放出來，即電容器本身只與電源進行能量交換，而不消耗電能。因此，電容器是一種儲能元件。

（二）電容器能夠隔直流通交流。當電容器接通直流電源時，僅僅在剛接通瞬間發生充電過程。充電結束后，電路處于開路狀態，即隔直流。

當電容器接通交流電源時，由于交流電流的大小和方向不斷交替變化，使電容器反復進行充電和放電，電路中就出現連續的交流電流，即通交流。電容器的電場能電容器充電時所儲存的電場能為2 2CW

1QU

1CU

2WC——電容器中的電場能，單位是JC——電容器的電容，單位是FU——電容器兩極板間的電壓，單位是V

【例】一個電容為1

000μF的電容器接到220kV高壓電路中，電容器中存儲了多少電場能？【分析】U=220kV=2.2×105V，C=1000μF=1×10?3F。解：

電容器中存儲的電場能為2 21 15

2

72

3C CW

CU

1

10

(2.2

10)J

2.42

10

J提示選用大容量電容器（1000μF），在220kV高壓充電獲得的電場能也只有2.42×107J，相當于6.72kW·h電能，這表明電容器只能儲存少量電能課堂小結

這一講，我們學習了電容器的充放電過程、電容器的電場能、電容器的應用。電容器的充放電過程就是儲存電荷與釋放電荷的過程。

從這個過程里面我們可以發現，電容器是一種儲能元件。

它能夠隔直流、通交流。

電

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