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1、第三章,主编,第三章 3.1.1 电容器及电容,1.概述 2.电容器的分类 3.电容器的充电和放电,1.概述,图3-1 平板电容器的结构,任何两个导体之间用绝缘物质隔开就构成电容器，这两个导体叫做电容器的极板，它们之间的绝缘物质叫做介质，空气、纸、云母、油、塑料等都可以做电容器的绝缘介质。,2.电容器的分类,图3-2 各种类型的电容器外形图,图3-3 各种类型的电容器实物图,2.电容器的分类,图3-4 电容器的电路符号和文字符号,各类电容器的电路符号,3.电容器的充电和放电,图3-5 电容器充电,电容器在电子电路中有着广泛的应用，最主要的是利用它的充、放电特性。,图3-6 电容器充电时的电压、
2、电流变化过程,3.电容器的充电和放电,图3-7 电容器放电,图3-8 电容器放电时的电压、电流变化过程,3.1.2 电容元件,由以上讨论可知，电容器是一种能够储存能量的元件，,图3-9 线性电容元件的图形符号,如图3-9所示为其图形,3.1.3 电容器的检测,1.固定电容器的检测 2.电解电容器的检测 3.可变电容器的检测,1)检测10pF以下的小电容。 2)检测10pF0.01F的固定电容器 3)检测0.01F以上的固定电容,3)检测0.01F以上的固定电容,图3-10 固定电容的实测示意图,2.电解电容器的检测,1)因为电解电容器的容量较一般固定电容器大得多，所以，测量时，应针对不同容量选
3、用合适的量程。 2)将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大角度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。 (3)对于正、负极标志不明显的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别，即先任意测量一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个电阻值。 (4)使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。,3.可变电容器的检测,(1)用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧，甚至卡滞的现象。 (2)用一只手旋动转轴，另一只手轻触动片组的外缘，不应感觉有
4、任何松脱现象。,3.1.4 电容器的标注,1.直标法 2.文字符号法 3.色标法,3.2.1 概述,图3-13 磁力线的示意图,我们知道，磁铁周围存在磁力，有磁力作用的空间叫做磁场。在通电导线的周围与磁铁一样也存在磁场，这种现象称为电流的磁效应。,3.2.1 概述,图3-14 右手螺旋定则判断通 电长直导线磁场方向,3.2.1 概述,图3-15 右手螺旋定则判断电流方向,1.磁感应强度 2.磁通 3.磁导率 4.磁场强度,3.2.2 磁场的基本物理量,图3-16 磁场对通电导体的作用力,4.磁场强度,图3-17 直导体中的感应电动势,3.2.3 电磁感应,实验指出，当导体对磁场作相对运动而切割
5、磁力线时，导体中便有感应电动势产生，如图3-17所示。此外，当与回路交链的磁通发生变化时，回路中也会有感应电动势产生，如图3-18所示。这两种本质上一样，但在不同条件下产生感应电动势的现象，统称为电磁感应。,图3-18 线圈回路中的感应电动势,3.2.3 电磁感应,图3-19 右手定则判断感应 电动势的方向,3.3.1 电感器与电感,1.概述,图3-21 电感器的结构示意图,图3-22 常见电感器的实物图,2.电感器的分类,(1)按其结构的不同 (2)按工作频率的不同 (3)按用途的不同,图3-23 常见电感器的示意图,3.3.2 电感器的检测,1.首先将万用表调到欧姆挡的“R1”挡，两表笔与
6、电感器的两引脚相接，表针指示应接近“0”，如果表针不动，说明该电感器内部断路，如果表针指示不稳定，说明电感器内部接触不良。 2.将万用表置于“R10K”挡，检测电感器的绝缘情况，测量线圈引线与铁心或金属屏蔽之间的电阻，均应为无穷大，否则该电感器绝缘不良。 3.查看电感器的结构，好的电感器线圈绕线应不松散、不变形，引出端应固定牢固，磁心既可灵活转动，又不会松动等，否则电感器可能损坏。,3.3.3 电感元件,电感元件是一种理想的二端元件，其符号如图3-24所示。实际电感线圈的主要特性是储存磁场能量，除此之外，电图3-24 线性电感元件 感线圈还具有一定的耗能及电容特性，如果忽略这些次要特性，就可以
7、用一个理想元件来表示，电感元件就是体现实际线圈主要电磁性能的理想化模型。 如果电感元件的电感为常量，而不随通过它的电流的改变而变化，则称为线性电感元件。除非特别指出，否则本教材中所涉及的电感元件都是指线性电感元件。图3-24所示为线性电感元件的图形符号。 电感元件和电感系数一样也称为电感。所以，电感一词有时指电感元件，有时则是指电感元件或电感线圈的电感系数。 如图3-24所示，选择电感元件两端电压u与电流i的参考方向一致时(关联参考方向)，电感元件的电压与电流的伏安关系表示为,图3-24 线性电感元件,3.3.3 电感元件,图3-25 起始磁化曲线,3.4.1 铁磁性物质与磁化,根据导磁性能的
8、好坏，自然界的物质可分为两大类。一类称为铁磁材料，如铁、钢、镍、钴等，这类材料的导磁性能好，磁导率值大；另一类为非铁磁材料，如铜、铝、纸、空气等，此类材料的导磁性能差，值小(接近真空的磁导率0)。,图3-26 几种常见铁磁材料的磁化曲线,3.4.1 铁磁性物质与磁化,图3-27 磁滞回线,3.4.2 常用磁性材料的种类及其用途,1.软磁性材料 2.硬磁性材料 3.矩磁材料,图3-28 不同类型的磁滞回线,3.4.3 磁路,图3-29 几种电气设备的磁路,3.4.2 常用磁性材料的种类及其用途,3.4.4 涡流及其应用,1.日常生活里磁化现象的例子很多，你能列举几个吗？ 2.将磁路和电路做一比较
9、，有哪些相同点？哪些区别？ 1.任何两个导体之间用绝缘物质隔开就构成电容器。 2.电容器极板上储存的电荷量的大小和两极间电压成正比，即q=CuC；式中，C称为电容。是反映电容器储存电荷能力的参数。平板电容器的电容的计算公式为 3.电容器最主要的特性是充、放电。 4.电容器的检测有固定电容器的检测、电解电容器的检测和可变电容器的检测。 5.电容器的参数标注方法有直标法、文字符号法和色标法。 6.磁场的基本物理量有磁感应强度、磁场强度、磁通量和磁导率等。,3.4.4 涡流及其应用,7.法拉第电磁感应定律是描述感应电动势大小，楞次定律描述其方向。 8.常用磁性材料的种类有软磁材料、硬磁材料和矩磁材料
10、。 9.涡流是交流电流产生的磁通通过实心铁心时所感应出来的漩涡状电流。 1.通过实验，观察交流电的产生，了解正弦交流电的产生过程，掌握交流电波形图；掌握频率、角频率、周期的概念及其关系；掌握最大值、有效值的概念及其关系；了解初相位与相位差的概念，会进行同频率正弦量相位的比较；了解正弦量的矢量表示法，能进行正弦量解析式、波形图和矢量图的相互转换。,3.4.4 涡流及其应用,2.理解电阻元件的电压与电流的关系，了解其有功功率；理解电感元件的电压与电流的关系，了解其感抗、有功功率和无功功率；理解电容元件的电压与电流的关系，了解其容抗、有功功率和无功功率。 3.理解RL串联电路的阻抗概念，了解电压三角
11、形、阻抗三角形的应用。 4.理解电路有功功率、无功功率和视在功率的概念；理解功率三角形和电路的功率因数，了解功率因数的意义；了解提高功率因数的方法及其在实际生产生活中的意义。 5.通过调查企业生产用电现状，了解三相交流电的应用； 了解三相正弦交流电的产生，理解相序的意义；了解实际生活中的三相四线供电制。,3.4.4 涡流及其应用,*6.了解星形联结方式下线电压和相电压的关系以及线电流、相电流和中性线电流的关系，了解中性线的作用；了解三角形联结方式下线电压和相电压的关系以及线电流和相电流的关系；理解三相电功率的概念。 1.通过现场观察与讲解，了解实训室工频电源；了解交流电压表、交流电流表、单相和
12、三相调压器等仪器、仪表的外形、结构和使用方法；了解试电笔的构造，掌握其使用方法。 2. 了解照明电路配电板的组成，并能安装照明电路配电板，掌握单相电能表的接线；会按照图纸要求安装荧光灯电路并能排除荧光灯电路的简单故障。 3. 会连接一个三相负载电路，会观察三相星形负载电路在有、无中性线时的运行情况，测量相关数据，并会进行比较。,图3-30 涡流的产生和减少,3.4.4 涡流及其应用,图4-1 交流电波形示例,4.1.1 单相正弦交流电的产生与表示,图4-2 单相交流发电机示意图,3.4.4 涡流及其应用,4.1.2 正弦交流电的三要素,1. 瞬时值 2.最大值 3.周期、频率和角频率 4.相位与初相,
