(共14张PPT)
任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器。
在两个正对的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质),所构成的电容器,叫做平行板电容器,两个金属板叫电容器的极板。
电容器最基本的作用:存储电荷。
把电容器的两个极板分别与电源的两极相连,两个极板就分别带上了等量的异种电荷,这个过程叫做充电,从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。
把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器不
再带电,这个过程叫做放电,从灵敏电流计可以观察到短暂的放电电流。
电容器的一个极板所带电荷量的绝对值叫做电容器的带电量。
★电容器充电后保持与电源相连,电容器两极板间的电势差U保持不变。
★电容器充电后与电源断开,电容器的带电量Q保持不变。
问题一:充电电流和放电电流的短暂说明充电和放电过程都有什么特点?
问题二:充电过程和放电过程中有没有能量之间的转化,转化关系如何?
充放电过程电流的短暂说明这两个过程进行得很快,称之为暂态过程。
充电过程:电源的电能转化为电容器的电场能。
放电过程:电容器的电场能转化为其他形式能。
★充电过程中由电源获得的电能存储在电场中,称为电场能。
平行板电容器的电容可能跟那些因素有关,具有怎样的关系?
请你提出一个猜想以及用于验证或探究这个猜想的实验方案。
静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差。把它的金属球
与一个导体连接,把它的金属外壳与另一个导体连接(或者同时接地),
从指针的偏转角度就可以测出两个导体间的电势差。
接线法1
接线法2
◆思考讨论:
①平行板电容器充电后,继续保持电容器的两极板与电源相连接,
在这种情况下,如果增大两极板间的距离d,那么两极板间的电势差U、电容器所带的电量Q、两极板间的场强E各如何改变?
②平行板电容器充电后,切断与电源的连接,在这种情况下,如果增大d,则U、Q、E各如何改变?
理论和精确实验表明,平行板电容器的电容 C 跟电介质的介电常数ε成正比,跟两极板的正对面积 S 成正比,跟两极板间的距离 d 成反比。
用公式表达为
式中的k为静电力常量。
几种电介质的介电常数
电介质 空气 石蜡 陶瓷 玻璃 云母
介电常数 1.0005 2.0 ~ 2.1 6 4 ~ 11 6 ~ 8
答案:①、U不变,
◆问题:表达式 和 有什么区别?
Q减小,
E减小;
U增大,
E不变。
②、Q不变,
★常用的电容器
◆击穿电压:使电容器两极板间的电介质被击穿所需的最小电压。
从构造上看,可分为固定电容器和可变电容器两类。
①固定电容器的电容是固定不变
的;常用的有聚苯乙烯电容器
和电解电容器。
②可变电容器的电容是可以改变
的;通常是通过调节两个极板
的正对面积来改变电容大小。
◆额定电压:电容器长期工作时所能承受的最大电压。
※对于同一电容器,额定电压<击穿电压。
一起来创造!
由 知道,
平行板电容器的电容C决定于极板正对面积S、
如果某一物理量(如角度θ、位移s、深度h等)的变化能引起上述某
个因素的变化,从而引起电容的变化,那么,通过测定电容器的电容就可
以确定上述物理量的变化,作这种用途的电容器称为电容式传感器。
★请你提出一种制造电容式传感器的设想!
极板间距离d和极板间电介质的介电常数 这几个因素。
◆课后作业
课本第137页:(3)
课本第145页:(7)
本节课到此结束
同学们再见!