《单元3电容和电感汇编》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元3电容和电感汇编（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工技术基础与技能,单元 3 电容和电感,单元3 电容和电感,在常用的电路元件中，除了电阻器，还有电容器和电感器。电容器和电感器因其特性，被广泛应用于实用电路及各种电子产品中。传统的日光灯电路，启辉器的电容器用来减轻日光灯对附近无线电设备的干扰；电感器是镇流器的核心部件。我们购物消费使用的银联卡、乘座公交车使用的乘车卡等都是通过电容和电感组成的谐振回路来接受信号的。在上海等地运营的节能环保的超级电容公交电车（单元首页图），它的动力就源于电容器。 这一单元，我们来学习电容和电感的基本概念，电容器和电感器的基本特性与作用以及实际应用，对磁场、电磁感应作进一步的理解，了解磁路和互感的一些基本知识。,
2、单元3 电容和电感,学习目标,3.1 电容,单元3 电容和电感,（1）了解常用电容器的种类、外形和参数，了解电容的概念，了解储能元件的概念。 （2）能根据要求，正确选择利用串联、并联方式获得合适的电容。 （3）能通过仪器仪表观察电容器充放电规律，理解电容器充、放电电路的工作特点；掌握电容器简易检测方法。,单元3 电容和电感,3.1 电容,单元3 电容和电感,用绝缘物质隔开的两个导体的组合称为电容器。组成电容器的两个导体称为极板，中间的绝缘物质称为电介质。,3.1 电容,单元3 电容和电感,按结构可分为固定电容器，可变电容器，微调电容器；按介质可分为有机介质电容器、无机介质电容器、液体介质电容器
3、、空气介质电容器。还可以按作用分，有耦合电容器、去耦电容器、旁路电容器、滤波电容器、调谐电容器、补偿电容器、稳频电容器、稳幅电容器、移相电容器、启动电容器、运转电容器、降压限流电容器等；按制造材料分，有纸介电容器、云母电容器、陶瓷电容器、涤纶电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器、钽电容器、聚苯乙烯电容器、聚丙烯电容器等；按用途分，有标准电容器、电力电容器、中频电容器、空调电容器等。,电容器的电路图形符号,3.1 电容,单元3 电容和电感,问题与思考,（1）电容器是“容纳电荷的容器”。所以，电容器的基本特性是储存电荷。那么，电容器储存电荷的能力（本领）如何表示呢？,实验证明，对于某一个电容器，其中
4、任一个极板所带的电量与两极板间的电压的比值是一个常数。但是，对于不同的电容器，这一比值是不同的。所以，这一比值能够表示电容器储存电荷的能力。,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1 电容,单元3 电容和电感,【例3.1】将一个电容量为1000F的电容器接到6V的直流电源上，求带电后所储存的电量。,3.1 电容,解：,单元3 电容和电感,问题与思考,（2）让平行板电容器带电后，分别改变两极板间的距离和两极板的正对面积，这时用静电计测量两极板间的电压会怎样？,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1 电容,单元3 电容和电感,几种介质的相对介电常数,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1 电容
5、,单元3 电容和电感,读一读,贴片电容,超级电容器,3.1 电容,3.1.1 电容器和电容量,单元3 电容和电感,问题与探究,选用电容器的主要指标是标称容量和耐压值。有时会遇到单只电容器的容量或耐压不能满足要求的情形。能否象电阻器通过适当连接得到需要的阻值那样，将几只电容器作适当的连接来满足要求呢？,3.1 电容,3.1.2 电容器的连接,3.1 电容,单元3 电容和电感,将几只电容器接到两个节点之间的连接方式称为电容器的并联。,3.1 电容,单元3 电容和电感,【例3.2】两个电容器并联，接在电压为 U 的电路上，已知 C1=20F，耐压12V， C2=30F，耐压50V。求:（1）等效电容
6、;（2）电路最大安全电压;（3） Q1与Q2的比。,解:,3.1 电容,单元3 电容和电感,将几只电容器连接成一个无分支电路的连接方式称为电容器的串联。,3.1 电容,单元3 电容和电感,【例3.3】两个耐压值均为25V的电容器容量分别是20F和50F ，串联后接到40V的直流电源上。试求等效电容和各电容器上的电压，并判断此电路能否正常工作。,解:,3.1 电容,单元3 电容和电感,既有串联又有并联的电容器组合称为电容器的混联。如图所示的是三只电容器混联的两种方式。（a）电路，可以先求出并联的两只电容器的等效电容C12 ，然后再求出C12与C3串联的等效电容C；（b）电路，可以先求出串联的两只
7、电容器的等效电容C12 ，然后再求出C12与C3并联的等效电容C。,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,1观察电容器充、放电现象,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,3.1 电容,单元3 电容和电感,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,3.1 电容,单元3 电容和电感,（a）反复调换表笔测量 （b）检测的三种情
8、况,3.1.3 实验：电容器的充电和放电 电容器的检测,学习目标,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,（1）理解磁场的基本概念，会判断载流长直导体与螺线管导体周围磁场的方向，了解其在工程技术中的应用。 （2）了解磁通的物理概念，了解其在工程技术中的应用；了解磁场强度、磁感应强度和磁导率的基本概念及其相互关系。 （3）掌握左手定则。 （4）掌握右手定则。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,观察与思考,同名磁极相斥，异名磁极相吸。互不接触的磁体之间发生相互作用，表明磁体周围有一种特殊物质来传递这一作用，这一特殊物质就是磁场，磁体周围存在磁场。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容
9、和电感,为直观描述空间中各点的磁场而引入磁感线的概念。在磁场中画一些曲线，曲线上任一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线就是磁感线。,磁感线是人们假想出来的线，可以用实验方法显示出来。,磁感线具有以下特点： （1）磁感线是不中断的闭合曲线，在磁体外部，磁感线由N极出发回到S极；而在磁体内部，磁感线则由S极指向N极； （2）磁感线不相交； （3）磁感线的疏密可以表示磁场的强弱。磁感线密处磁场强，磁感线疏处磁场弱。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,奥斯特 (17771851) 丹麦物理学家、化学家 。 自从库仑提出电和磁有本质上的区别以来，奥斯特一直寻求电和磁的联系。在1820
10、年他终于发现，放在通有电流的导线附近的小磁针因受到磁场力作用而发生偏转。这一实验表明电流能够产生磁场，它证明了电和磁能相互转化，这为电磁学的发展打下了基础。,3.2.2 实验：电流的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,1实验目的 （1）实验电流能够产生磁场。 （2）学习判断电流周围磁场方向的方法。 （3）了解电流磁场在工程技术中的应用。 2实验器材 小磁针，直导线，直流稳压电源（6V）或电池组，继电器工作电路。,3.2.2 实验：电流的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3实验方法与步骤 （1）电流产生磁场,（a）导线中无电流 （b）导线中有电流,3.2.2 实验：
11、电流的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3实验方法与步骤 （2）电流磁场方向的判定,电流产生的磁场方向可用安培定则（右手螺旋定则）来判断。, 通电直导体产生的磁场,3.2.2 实验：电流的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3实验方法与步骤 （2）电流磁场方向的判定,电流产生的磁场方向可用安培定则（右手螺旋定则）来判断。,3.2.2 实验：电流的磁场, 通电螺线管产生的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3实验方法与步骤 （3）电流磁场在工程技术中的应用,继电器工作电路,3.2.2 实验：电流的磁场,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2
12、.3 磁场的描述,1磁通 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母表示。 单位是韦伯（Wb），简称韦。 当面积一定时，通过该面积的磁通越多，磁场就越强。这一点在工程上有很重要的意义。如电磁铁、变压器，提高效率的重要因素之一就是减少漏磁通，也就是希望磁感线尽可能多的通过铁芯的截面积，以减少漏磁损耗，提高效率。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,2磁感应强度,3.2.3 磁场的描述,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,如果磁场中各点的磁感应强度的大小和方向都相同，则称该磁场为匀强磁场。,3.2.3 磁场的描述,2磁感应强度,表明，磁感
13、应强度是穿过与磁场垂直的单位面积上的磁通量。所以，磁感应强度又称为磁通密度，简称为磁密。磁感应强度同时表示了某点磁场的强弱和方向，磁感应强度是矢量。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2.3 磁场的描述,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2.3 磁场的描述,常用铁磁性物质的相对磁导率,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,1磁场对载流直导体的作用,观察与思考,实验可得，通电导体在磁场中受到磁场力的作用，而且力的方向与电流的方向及磁感线的方向有关。磁场对通电直导体的作用力称为电磁力或安培力。电磁力的方向用左手定则判定。
14、,3.2.4 磁场对电流的作用,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2.4 磁场对电流的作用,2磁场对通电线圈的作用,观察与思考,通电线圈在磁场中会受到电磁力矩的作用而转动，转动方向也可用左手定则判定。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,读一读,电磁力应用实例,3.2.4 磁场对电流的作用,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2.5 电磁感应,法拉第（17911867）英国科学家。 自从1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应后，科学家开始思考一个问题：既然电可以产生磁，磁可不可以产生电？不少科学家带着这个问题做了大量实验，而首先获得成功的是法拉第。 18
15、22年，法拉第开始了把磁转变成电的实验，经过了10年的不懈努力，终于在1831年发现磁引起电的现象电磁感应现象。他还利用电磁感应原理，设计了历史上第一台感应发电机。法拉第不仅作出了跨时代的贡献，而且奠定了未来电力工业的基础。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,3.2.5 电磁感应,观察与思考,用右手定则可以判断直导体中感应电动势的方向。,实验说明，只要穿过线圈回路的磁通发生了变化，线圈回路中就会产生感应电动势。这是感应电动势产生的必要条件。,利用磁场产生电流的现象称为电磁感应。电磁感应现象中产生的电动势称为感应电动势（感生电动势），产生的电流称为感应电流（感生电流）。,3.2 磁场与电磁感应,单元3 电容和电感,读一读,3.2.5 电磁感应,学习目标,3.3 磁路,单元3 电容和电感,（1）了解磁路和磁通势、主磁通和漏磁通的概念。了解磁阻的概念，了解影响磁阻的因素。 （2）了解磁化现象，能识读起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线，了解常用磁性材料。 （3）了解消磁与充磁的原理和方法。 （4）了解磁滞、涡流损耗产生的原因及降低损耗
