课 程 名 称 :
年 级 : 2014 专 业 :化学工程
考 号 : 1482060260 学 号 : 1482060260 姓 名 :杨坤坤
阅 卷 人:
电源与电容器
1 常见的化学电源
电是将其形式的能转成电能装置。 电源自 “磁电” 理, 由水力、 风力、海潮、坝水压差、太阳能等可再生能源,煤炭、油渣等产生电来 。 化学电源又称电池, 是一种能将化学能直接转变成电能的装置, 它通化学 反应消耗某种化物质, 输出电能。 在化电池中, 根据能否用电方式恢复电 池存储电能的特性, 可以分为次电池 (也称原电) 和二次电池 (又名蓄电池, 俗称可电电池,以次重使用)两大类。一次电池又可分为普通锌锰(中 性锌锰)、碱性锌锰、汞、锌空、镁锰和锌银六个系列;二次电池主要有镍镉 电池、氢电池、锂子电池、碱锰充电电和铅蓄
2 超级电容
超电容器是一种新储装置, 是在双电理基础上发展起来的一种新 型储能装置,它具有充电短、使用寿命、温特性好、节约能源和绿色环 保等特点。 超级电容器超级电容器功率密度高可达 10 kW kg-1以上, 可以弥补 目前燃料电池、二次电池电源功率方面不足,在电动汽车、风力发电、费 电品等领域有巨大的应用价值和市场潜力。 超级电容器用途泛, 从储能机 理上面分为双电层电容器和赝电容器。 与传统可充电化学电池相
(1)高功率密度。 级电容器的内阻很小, 并且在电极 /溶液界面和电极材 料本体内均能够实现电荷的快速存和放,而它的输出率高达数 kW/kg,是任何一个化学电源无法相比的,是
(2)长的充放电环寿命。超级电容在充、放电过程中没发生电化学反 应, 其循环寿命可达万以上, 而普通的充放电循环寿命只有数百次, 只 有超级电容
(3)电时间短。超级电容器最短可在几十秒充电完毕,最长
十几分钟,而蓄电池则需要 8~12 h才能充电
(4)妥善解决了贮设备高比功高比能量输出之间的矛盾。 一般说来, 比能量高的贮能体系其比功率不高; 而一个贮能体系的比功率高, 其比能量就 不定很高,许多电池体系就是如此。超级容器在可以供 1~5 kW/kg高比 率的同时,其比能量可以达到 5~20 wh/kg。将它与蓄电池组结合起来,可 成一个兼有高比
(5)贮存寿命长。超级电充电之后,虽然也有微小的漏流存在,但 这种发生在超级电容器内部的离子或质子迁移动是在场的作用下产生的, 并 有出化学或电学反应, 没有生新质, 且所用的电极材料在相应电 解液中也是稳定的,因此超级电容器的贮存
(6)高安全性。超级器工作过程中没有运动部,维护工作少,因而 超级电容器的可靠性非常高。 在温度方面,电池的低温能在下 20摄氏度, 超容器的低温性能可以达到零下 40摄氏度左右,能够在各种温度的
3 电源与超
超电容器不同电池, 在某些应用域, 它于电池。 超级电容器与 电池很好的补件, 将两者结合起来, 电容器的功率特性电池的高能 量存储结合起来。 电池属于能量设备, 超级电容器属于一种功率设备, 很多设 备需要功率的快速响应, 也需能量的持续供应, 不仅仅需要能源持续, 同样 需要在峰谷仍稳定的能源,就是超级电容器与电池共同使用的要前景。 燃料电池和以铅酸电池、 镍氢池、 锂离子电池等为代表的二次电均存在 着率密度低的问题, 这就导致以其做动的电动车在爬坡、 动等方面存在不 足。 而以机和电池混合驱动的汽车虽然能够有效解决纯电动车功率密度低的 问题, 但混合力汽仍需采用燃机做动力, 法从根本上消除环境污染问题。 对于电动汽车,电池的周期寿命较短,汽车需要频繁的充放,同时,在电 动汽车起一停的过程中, 对电池本身有很大的伤害, 尤其是电动公交车每天的 启停数很大。 如果电动汽车只是用超级电容器, 会无法为设提供较长时的 动力,超容更适合运用到启停过程中,进行快
超电容器与电池的互补就解决了续航里程和启停的问题, 因此超容与 电池结合使用会在电动汽车领域逐步变成种主流应。 超级电容器由于具有高 的功密度, 和燃料电池或二次池使用, 可以满足汽车在加速、 动和爬 坡时对功率的需求,减小大电流放电
3.1 锂离子型
锂子电池的能量密高,但正负极全靠嵌脱储能,受 Li +迁移的限制, 锂离子电池的大倍率不理想, 循寿命也远低于双电层电容器。 锂离子 电池的材料应用超级电容的研究很多, 锂离子电池正极材料、 负极材和电 锂盐等均被用于合超级电容器的研究, 李媛等 [1], 采用 LiCoO 2+AC(活性炭) 作为超级电容器的正极材料、 AC 为负极材料,采用锂离子池电液 LB-315组装成超电容器, LiCoO 2+AC电极中 LiCoO 2与 AC 最佳量比为 4:1.电流 密度为 3 mA/cm2时, 首次放电比量为 235.0 F/g, 经过 1000循环后, 衰减到 204.1 F/g。胡学步等 [2]制一种 AC 和 LiFePO 4复合材料,并与 Li 4Ti 5O 12组装 成混合电池 -超级容器,该电兼有 AC/Li4Ti 5O 12电容器高倍率的充放电循 环性能和 LiFePO 4/Li4Ti5O 12电池高容量放电循环性能的优点。当 LiFePO 4的含量为 11.8%和 21.1%, LAC/Li4Ti 5O 12在 4C 时放量比 AC/Li4Ti 5O 12的放电容量提高
3.2 蓄电池
传的铅酸电池易出现不逆硫酸化, 硫酸盐在极板表面度积, 正 极铅膏中活性物质(PO 2)软化、铅粉脱落现象,电池会过早的失,影响电池 的循环性。 铅电池是具有高功率、 长寿命性能的新型铅酸电池, 铅炭电池是 将高比表面的炭料 (如活性炭、活性纤维、炭气凝胶或碳纳米等 ) 掺入铅负 极, 发挥比表面炭材料的高导电性和对铅基活物质的分散性, 提高铅活性物 质的用率,并能抑制硫酸铅结晶的长大和失活 [3]。高比面炭料在高率充 放电和脉冲放电时可提供双电层电容, 减弱大电流对负极的损害, 还使铅负极 内部具有多孔结构, 这有利于高功充放电下电解液离的快速迁移, 但是碳材 料的引入, 能引起
电的进一步研究提供了基。炭材料具有巨大的比表面积有于吸附硫酸溶 液,当加入负极后,一方面在负极内部吸硫酸,可以增大负极内部的酸含量, 在电放电过中, 可以降低因电所造成的浓差极化, 另一方面相于硫 酸铅而言,可以提高负极的导电性,进而
3.3 超级电容器
太能是公认的而容易取的绿色能源, 作为新型无污染替代能源日益 受到重视, 而超电容是新兴的能元, 因此二者结合的能源系统必有很大的 发展潜力,铅蓄电池在 0.02A (1A ·h 的电池为 0.02A )以下的流就不充电。 但超电容的充电电流范围在 0.001A ~10A 均可充电。能适应太阳能电池阴天 电流小,天电流大的变化。同时还具有充电效率高,循环寿命,充放电速度 快,
3.4 风力
风发电具有不连续和不稳定的, 当风电接入电网时, 需要解决个低 电压穿越的问题来改善电能品质, 而这个问题的解决需要种能够快速、 长 期循环使用的储能装 [6]。超级容器具有的高功率、快储特点是其他化 学电源无法比拟的, 由级电容器和变换器组成的储能系统在保风力发电系统
参考文献
[1]李媛,虹,赵春英 . 锂离子电池材料在超级电容器中的应用 [J].电源
[2]胡学步, 永建, 等 . 种 (LiFePO4-AC)/Li4Ti5O12混合电 -级电容器
[3]张浩,
[4]林建南, 郭振宇, 刘隆. 超级电容 -铅酸蓄电池混合储能的太阳能电器 [J].
[5]魏善义,徐恩胜,韦先声,等.超级电容在太阳能 -蓄电池系统中的用 [J].
[6]马紫峰 . 从电动汽车动力系统到大容量工业储能体系 . 能科学与技
1 一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器
1( 选择题题:31813001值:3 分度系数等级:3 自感为 0.25 H 的线圈中,当电在1/16 s 由 2 A 均匀减小到零时,线圈中自感电动的大小为: - -2 A 7.8 ×10 3 V( B 3.1 ×10 V( C 8.0 V( D 12.0 V( 〔 〕答案:(C)题号:31813002分值:3 难度系数等级:3 两个相距不太远的平面圆线圈,跹墒蛊浠ジ邢凳莆悖可杵渲幸幌Φ闹嵯咔?硪幌呷Φ脑残模?A 两线圈的轴互相行放置( B 两线圈并联( C 线圈的轴线互相垂直放置( D 两线圈联( 〔 〕答案:(C)题:31813003分值:3 分难度系数等级:3 两通有电流平面圆圈相距不远,如果使其互感系数近为零,则应调整线圈的取向使 A 两线圈平面都行于两圆心连线( B 线圈平面都垂直于两圆心连线( C 个线圈平平行于两圆心连线,另一个圈平面直于两圆心连线( D 两线圈中流方向相反( 〔 〕答案:(C)题号:31813004分值:3 分难度系数等级:3 对于单匝线圈取自感系数的定义式为 L Φ /I(当线圈的何形状、大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流强度变小,则线圈的感数 L A 变大,与流成反比关系( B 变小( C 不变( D 变大,但与电流不成反比关系( 〔 〕答案:(C)题号:31813005分值:3 分难度系数等:3 两个线圈,线圈 1 对线圈 2 的互感系数为 M21,而 2 对线圈 1 的互感 di di系数为 M12(若它们分别过 i1 和 i2 的变化电流且 1 gt 2 ,并设由 i2 变化在 dt dt线 1 中产的互感电动势 12, i1 变化在圈 2 中产生的互感动为21,判断下述哪个论断正确( A M12 M21,21 12( B M12?M21, 21 ?12( C M12 M21,21 gt 12( D M12 M21,21 lt 12( 〔 〕答案:(C)题号:31813006分值:3 分难度系数等级:3 真空中一个通有电流的线圈 a 所产生的磁场内有一个线圈 b,a 和 b 对位置固(若线圈 b 电流为零断路,则线圈 b 与 a 的互感系数: A 一定为零( B一定不为零( C 可为也可不为零 与线圈 b 中电流无关( D 不可确定的( 〔 〕答案:(C)题号:31813007分值:3 难系数等级:3 一个电阻为 R,感数为 L 的圈,将
/ R D L / R 〔 〕答案:(C)题号:31813008分:3 分难度系数等级:3 面积为 S 2 S 的两线圈 1、2 如图放置,通有相同流 I(线圈 1 的电流产生的通过线圈 2 的磁通用 Φ21 表示,线圈 2 的电所产的过线圈 1 的磁用Φ12 表示,则Φ21 和Φ12 大小关系为: A Φ21 2Φ12( B Φ21 gtΦ12( 1 C Φ21 Φ12( D Φ21 Φ12( 2答案:(C)题号:31813009值:3 分难度系数等级:3 如图示,两个圆环形导体 a、b 互相垂直地放置,且圆心重,当它们的电流 I1 、和 I2 同时发生变时,则 ( D ) Aa 导体产生自感电流,b 导体产生互感电; Bb 导体产生自感电流,a 导体产生互感电流; C两导体同自感电流和互感电流; D两导体只产生自感电流,不产生互感电流。 答案:(D)题:31813010值:3 难度系数等:3 长为 l 的单密绕螺线管,共绕有 N 匝导线,螺线管自感为 L,下列那种说法是错误的 A将螺线管的半径增大一倍,自感为原来倍; B换用直径比原来导线径大一倍的导线密绕,自感为原来的四分之一; C在原来密绕的下,用同样直径的导线再顺序密一层,自感为原来的二; D在原来密绕的情况下,用同样直径的导线反方向密绕一层,感为零。
电源开,当用绝缘手将电容器两极板间距离拉大,两板间的电势差 U12、电场强度大小 E、电场能量 W 将发生下变化: A U12 减,E ,W 减小( B U12 大,E 增大,W 增大( C U 12 增大,E 变,W 增大( D U12 减小,E 变,W 不变( 〔 〕答案:C题号:31914002分:3 分难度系数等:4 如图所示 一球形体,带电荷 q,置于一意形状空腔导体中(当用导线将两者连接后,则与未连接前相比系统静电场能量将 q A 增大( B 减小( C 不变( D 如何变化无法确定( 〔 〕答案:(B)题号:31914003分值:3 分难度数等级:4 如果某带电体其电分布的体密度 ρ 增大来的 2 倍,则其电场的能量变为原来的 A 2 倍( B 1/2 倍( C 4 倍( D 1/4 倍( 〔 〕答案:(C)题号:31913004分值:3 分难度系数等级:3 一空气平行板电容器充后与电源开,然极板间充满某各向同性、均匀电介质,则电场强度的大 E、电 C、电压 U、电场能量 W 四个量各自与充入介质相比较,增大?或减小?的形为 A E?,C?,U?,W?( B E?,C?,U?,W?( C E?,C?,U?,W?( D E?,C?,U?,W?( 〔 〕答案:(B)题号:31913005分值:3 分难度系数等级:3 一平行板电容器充电后仍与电连接,若用绝缘手柄将电器两极板间距拉大,板上的电荷 Q、电场强度的大小 E 和电场能量 W 将发生如下变化 A Q 增大,E 增大,W 增大( B Q 减小,E 减小,W 减小( C Q 增大,E 减小,W 增大( D Q 增大,E 增大,W 减( 〔 〕答案:(B)题号:31913006分值:3 分难度系数等级:3 真空有“孤立的”均匀带电体一均匀带电球面,果它们的半径和所带的电荷都相等(则它们的静电能之间的关系是 A 球的静电能等于面的静电能( B 球体静电能大于球面的静电能( C 球体的静电能小于面的静电能( D 球体内的静电能大于球面内的静电能,球外的静电能小于球面外的静电能( 答:(B)题号:31913007分值:3 分度系等:3 将一空气平行板电容器接到电源上充一定电压 金属板后,断开电源(再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板间,如图所示 则由于金属板的插入及所放位置不同,对电容能的影响为: A 能减少,但与属板相对极板的位置无关( B 储能减少,且与金属板相对板的置有关( C 储能增加,但与金属板相对极板的位置( D 储能增加,且与金属板相极板的位置有关( 答案:(A)题号:31913008分值:3 分难度数等:3 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压,在保 金属板持与电源连接情况下,再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间,如图示(金属板的插入及其所处位置的不,电容器储存电能的影响为: A 能减少,但与金属板相对极板的位置无关( B 储能减少,且与金属板相对的位置有关( C 储能增加,但与属相对极板的位无关( D 储能增加,与金属板相对极板的位置有关( 答案:(C)题号:31913009分值:3 分难度系数等级:3 将一空气平行板电容器接电源上充到一定电压后,断开电源(再将一块与极板面积相同的各向同均匀电质板平地插入两极板之间,如图所示.则由于介板的插入及其所放置的不,对电容器储能的影为: A 能减少,但与介质板相对极板的位置无关( B 能少,且与介质板相对板的位置有( 介质板 C 储能增加,但与介质板相对极的位置无( D 储能增加,且与介质板相对极板的位置有关( 〔 〕答案:(A)题号:31913010分值:3 分难度系等级:3 将
电连接的情下,把一块与极板积相同各向同性均匀电介质板平行地两极之,如图所示(介质 介质板的插入及其所位置的不同,对电容器储存电能的影响为: A 储能减少,但与介质板相对板的位置关( B 储能减少,且介质板相对极板的位置有关( C 储能增加,但与介质板对极板的位无关( D 储能增加,且与质板相对极板的位置有关( 答案:(C)题号:31913011值:3 难度系数等级:3 1 2用线的自感系数 L 表示载流线圈磁场能量的 Wm LI 2 A 只适用于无限长密绕螺线管( B 只适用单匝线圈( C 只适用于一个匝数很多,且密绕的螺绕环( D 适用于自感系数,一定的任意线圈( 〔 〕答案:(D)题号:31913012分值:3 分难度系数级:3 真空中一根限长直细导线通电流 I,则距导线垂直距为 a 的间某点
2 2 2πa 2 0 2πa 1 2πa 2 1 0 I 2 C D 〔 〕 2 0 I 2 0 2a答案:(B)题号:31913013分值:3 分难度系数等级:3 有一长为 l 截面积 A 的载流长螺线管绕有 N 匝圈,设电流为 I,螺管内的磁量近似为 A 0 AI 2 N 2 / l 2 ; B 0 AI 2 N 2 /2l 2 ; C 0 AIN 2 / l 2 ; D 0 AI 2 N 2 /2l 。 答案:(D)题号:32013001分值:3 分难度系等级:3 dΦ 在感应电场中电磁感应律可写成 ? E K d l ,式中 E K 为感应电场 L dt电场强度(此式表明: A 闭合曲线 L 上 E K 处处相等( B 感电场是保守力场( C 感应电场的电场强度线不是闭合曲( D 感应电场中能像对电场那样引入电势的概念( 〔 〕答案:(D)题号:32013002 O O值:3 分 B A B B难度系数等级:3 用导线成的回路两个以 O 点为心半径不同 O O同心圆,在用导线沿半径方向相连,放在轴 B C B D线通过 O 点圆柱形均匀磁场中,回路平面垂直于柱轴,如所示(如磁场方向垂直面向里,其小随减小,则A?D各图中哪个图上正确表示了感应电流的流向, 〔 〕题号:32013003 I1分值:3 分 I1 O B O难度系数等级:3 I3 B I1 B I2 A 用线围成如图所示的回路以 O 点为心的圆,加一径,放在轴线通过 O 点直于图面的圆柱形 B I B I 1 1均匀磁场中,如磁场方向垂直图面向里,其大小随时 O O I3 I I1 D间减小,则感电流的流向为 2 C 〔 〕答案:(B)题号:32013004 B分值:3 分 O难系数等级:3 a b a b 在形间内有一磁感强度为 B 的均匀磁场,如图所示, l0B 的大小以速率 dB/dt 变化(有一长度为 l0 的金属棒先后放在磁场的两个不同位 1ab和 2a’b’,则金棒在这两位置时棒的应电动势的大系为 A 2,1?0( B 2gt1( C 2lt 1( D 2,1,0( 〔 〕答案:(B)题号:32013005分值:3 分难度系等级:3 在圆柱形空间内有一磁感度为 B 的均匀磁场,如所示(B 的大小以速率dB/dt 变化(在磁场中有 A、B 两点,其间可放直导线 AB 和弯曲的导线 AB,则 A 电动势只在 AB 导线中产生( B 电动只 AB 导线中产生( B C 电动势在 AB 和 AB 中产生,且两者大小相等( O A B D AB 导线中的电动小于 AB 导线中的电动势( 答案:(D)题号:32013006 it分:3 分难度系数等级:3 如图所示,空气中有一无限长金属壁圆筒,在表面上沿圆周方向均匀地流着一层随时间变化的面流 it,则 A 圆筒内均匀地分布着变化磁场变化电场( B 任意刻通过圆筒内假想任球磁通量和电通量均为零( C 沿圆筒外意合环路上磁感强的环流不为( D 沿圆筒内任意闭合环路上电场度的环为零( 〔 〕答案:(B)题号:32013007分值:3 分难度系数等级:3 对位移电流,有
电( B 位移流是由线性变化磁场生的( C 位移电流的效应服从焦耳—楞次定律( D 位移电流的效应安培环定理( 〔 〕答案:(A)题号:32013008分值:3 分难度系数等:3 下列哪种情况的移电流, A电场随时间而变化;B电场随时间而变化; C交流电路; D在通直流电路的瞬时。 答案:(A)2( 判断题号:31822001分值:2 分难度系数等级:2 Φ 根据定义自感 L ,以,通过线圈的电流越小,自感就大。 I答案:错题号:31822002分值:2 分难度系数等级:2 dI 根据自感的定 L ε / ,通过线圈电流随时间变化的越快,自感就越 dt小。 : 题号:31822003分值:2 分难系数等级:2 圈的自感系数只与线圈的形状、大小以及周围介质磁导率有关,而与线圈通电流大小无关。 答案:对题号:31822004值:2 分难度系数等级:2 两个圈的互感 M 在值上等于其中个线圈中的电流为一单位时,穿过另一线圈所围积的量。 答案: 对题号:31822005分值:2 分难度系数等级:2 两线圈的互感 M 数值上等于一个线圈中的电流随时间变化率为一个单位时,另一个线圈中所引起的互感电动势绝对。 答案:对题号:31822006值:2 分难度数等级:2 某回路的自感在数值上等于回路中的电随时间的化率为一个单位时,在回路中所引起的自感电动势的绝对。 案:对题号:31822007分值:2 分难度系数等级:2 的自感在数值上等于回路中的电流为一个单位时,穿过此回路所围面积磁通量。 答案:对题号:31822008分值:2 分难系数等级:2 互感 M 只与个线圈的形、大小、匝数、对位置及周围磁介质的磁率有关。 答案:对题:31822009分值:2 分难度系数叮? 根据互感的定义,感 M 不仅两个线圈的形状、小、匝数、相对位置及周围介质的磁导率有关,而且与线圈所通电流强度以及电流强度随时间的变化率有关。 答案:错题号:31822010分值:2 分难度系等:2 根据自感的定义,自感 L 不仅线圈的形状、小、匝数以及周围磁介的磁导率有关。而且与线圈所通流强度及电流强度随时间变化率有关。 答案:错题号:31922001分值:2 分难度系等级:2 在电容器充电过中,外力通过克服静电场力做功,把非静电转换电容的静电能。 答案:对题号:31922002分值:2 分难度系等:2 对于电容器,在保持其电压变情况下,所储的静电能所带的电量成正比。 答案:题号:31922003分值:2 分难度系数等级:2 对于电容器,在保持其电容不变的情下,所储
电容器的连接
4-2电容器的连接
教学目标
1.掌握电容器串联、
2.掌握等效电容和安
教学重点
重点:
1、电容器串联、并联后
2、电容器串、并联的
3、电容器串、并联后
教学难点
难点:
1、电容器串联、并联后
2、电容器串、并联后
【导学指导】
一、 知识链接
1、电阻的连接有
2、每种方式有
3、怎么计算
二、 自主学习
1. 电
2. 电容器串联时的性质 (文字
电容 __________________________________________
电压 ___________________________________________
电荷量 ____________________ _________ _________
【例 1】
【例 2】
3. 电
4. 电容器串联时的性质 (文字
电容 __________________________________________
电压 ___________________________________________
电荷量 _______________________________
【例 3】
课堂练习
1、把几个电器的极板 ,连接成一个 电路的 连接方式叫做 电
2、串联电容器的
3、串联电容器的总电容的倒数等各个电容器的
4、电器串联后,其耐压值总是大于其中任意电
5、电器串联后、等效电容总是小于其中任一
6、把几电容器的 极连在一起 极在一起方式叫做电容
7、各个并联电容器的
8、并联电容器的总电容的等各个电容器
9、电器并联后,其耐压值总是大于其中任意电
10、容器串联后、等效电容总是小于其中任一
【要点归纳】
电容器串联电
⑴ 荷量特点 q1=q2=q3=q 每电容器带的电荷
⑵ 电特点 u=u1+u2+u3 总电压于各个电容器上的电
⑶ 电容特点 电容的倒数等于各电容器的电容的倒数之和。 (4)电容值不等的电 容器串使用, 每个电所分配到得电压是不相等的,电容器上的电压分配和
电容器并联电
⑴ 电压特点 123
U U U U ===123
q q q q =++
⑵ 电荷量特点总电荷量等于各个容器的电荷量
(3)电容特点:总电容等于各个容器的电容
123
C C C C =++
电容器的连接
《电容器的连
知识目标
1、知道什么是电容器及
2、理电容器电容的概念及定义式,并会应定义式进行简单
3、结匀强电场有关知识,研究平行板电容器板间电场及电场
能力目标
通过学对实验的观察和研究,培养学生的科学究能力和抽象思
情感目标
注意培养学生对科学
教学 建议
教材分析
教首先讲解了电容的用,通过介绍容的构造及使用,使学生认识电容器有储存电荷领, 同时绍了容的概念、定义式,再讲解电容器的电容与哪些因素有关.整个这节的内容,是学习 LC 振荡电路的必备知识,是习交变路和电子线路基础,关于电容器的充放电象和容念,是高 中物理教学的重点和难点之一,又比较象,因此再教学中,可以多增设实验,让学生易于解和接受, 同时培
关于演示实验
在解本节内容时,我们通过演示将抽象的知识直观化、形象化,对于设计的实验:可以让学生 观察纸制电容器的构造,用充电电容器短路电产生电火花使学生感受到电器储电荷的本,显示 充放电过程,并验演示电容器的电量和电压的关系.另,可以借助媒体动画、视频将过程再,这 样,有
--示例
第八节 电容
一、教学实验器材
平行板电容器,电计,各种电器(包括“25V 4700μF”电容一只一个可用来纸制电容 器).学生电源一个,导线
二、教学过程:
(一)课堂讲解
1、电容器
教讲解(开门见山),出片:通过前面的学习,我们知道:靠近带电物体的接地导体上有感应 电荷.带电体和接地导便具有储电荷的功能.这种装置我们为电器,既“储存电荷的容器”,实 上,任何彼此绝缘又相隔很近的导体,都可以看成是一个电容器,贮藏电量和能量,而
教师讲解:下面我们具体了解下电容器的
演示实验 1:将一个纸制电容器轻轻展开,让学生观元件结构,识别绝缘层
教师讲解:电容器中两片锡箔纸作为电容器两个极板,两个极板非常靠近,中间的绝缘层用薄绝 缘纸充当,分用两导线接两极.这是
我们首先将荷充入电容器中,在使用时再将电荷放出,这两个过程叫
演示实验 2:“25V 4700μF”的电容器与电源(16V )相连,充电后电容器的两极板,产生 放电火花并发出声响.演示电容器充
教师讲解:为了深入电容器的工作原理,们用下面的实验装置来研究电容器的充放电过程. 演示实验 3:利起机对对放置的平行构成的电容器充电,用静电计进行检验,检验两个 极板的
引导学生分:两极板积累异号电荷越多,其中带正电荷一极势越高,带电荷一极电势越低,从 而电
问题 1:电容器可以充入的电量 是无限的么?电器容纳电荷多少与什
教讲解:理论研究告诉我们, 容器可以充入的电量 并不是无限的, 随着电势差的变化, 电量 也随之增大,对同一个电容器, 是一与电量、差无关的常量,对不同的电容器,电势增加 1所需要增加的电量是不的,就是 是不同的常数,因此,我们认为 够反映电容器容纳电荷 的能力,并由此义了一个新的
①定义:电是描述电容器容纳电量特性的物理量.它的大小用电容器一的带电量与两极板电势 差之
②量度:
③单位:法拉(F )
常用单位有微法(F ),
3、平行板电
电容器的电容一个与与电量、电势差无关的物理量,它的大小是由电容器本的结构决定的.么 电容器的电容跟电容器结构的哪
教师出平行板电容器:现在我们研究平行板那电器的电容跟哪些因
演示实验 4:参考书中 110实验.
(l )构成:两块平行相
①两极间距 d ;②两极
(2)量度:Q 是某一极板带电量的绝
(3)影响平行板电容
① ,(、 不变)
② ,(、 不变)
③两极板间插入电介质时比不插电介质时电
给出电容公式:
为介电常数, k 为静电力恒量.这里也可以用能的观点加以分析:电介质板插入过程,由于束缚电 极板上电荷相互吸引力做功,电势能减少,
4、出示常用的电容器(可以观有关电容的
(1)介绍固
(2)介绍可
(3)介绍击
三、典型例题讲解(参
四、布置课下作业
五、教师总结
电容器连接教案
3.3电容器连接
泰
【指导思想】
本课讲的电容器连接是电路的基本件一,今后学习LC振荡路,滤波电路打基础。通过本课的习将使学生了解电容器的串、并联特点,掌握电容器的耐值计算。 教学过程中,充分现“学生为主体,教师为主导”的育思想,注启发学生思,发学生的主动性与创造性,创造民主、宽松和谐的教学氛围,确定学生的主体地位,使他们在能动创造中去断追求与现身价值。 在教学法上,过教师设置疑问,启发点拨,展开讨论,达共识,从实教学目标。使学生
知识目标:1、了解电容器的连接方式,掌握电容器的串、并联特点。
2、掌握电容器串、并联等
能力目标:养学生能够分析电容器
情感目标:发学生的学习兴趣,提
【学重点】 电容器串并联的特
【教学难点】
电
【教学方法】
讲
【教学过程】
(
1、电容的计算 C=Q/U、C=εS/ d
2、电阻的串并联特点
串
2.电阻的串.并联的特点
特
?U=U+U+U+…+Un 123
?R=R+R+R+…+Rn 123
引入:
问1:电容额定值中有电容量和工作电压等,在使用时不允超过它的额定工作电,否则电器会击穿。在实际应用中,当电容器的工电
(二)新课讲授
一、电容器的串联 (极性注意)
特点: ?Q=Q=Q=Q 123
?U=U+U+U 123
过
? 1/C=1/C+1/C+1/C 123
推
说;总容的倒数是各个电容的倒数和,总的等效电容比任何电容器电容都要。 相当增大电容
表
电
物理量 物理量
电
电
电
相
作
记
例1:如图:三个电容C1、C2、C3串联起来后,接到60V的电压上,其中 C1=2μF,C2=3μF,C3=6μF求每只容器
解:作用分析:?采用联电容器的方式来获得较
?结:C大的分配到压小,电容小的电压分
电中,各个电容的端的电压和其自身的电
该注意)
由得问:电压的分配问题可以到实际串联电路中的电容器的耐压问要考虑的实际分
例2:有两只电容器,其额定值
它串联后接在360V电压,问电路能否正
: 分析多了个环节(实际分配的
时
二、电容器的并联 (比较
1.结构:把几个电容器极连在一起,负极连在一
问
问
电
物理量 物理量
电
电
电
相
作
记 形似并,神似(电阻电路) 教
例
现两只电容,其额定值分别为C=0.25μF,耐压200V, C=0.5μF,耐压300V,问把它们并12联后接200V电压,问电路能否正常工
解题看黑板
改300V什么样:一电器击穿,整个并联电
看
解过跟解电阻混联方法一致。下堂课内容。动态作业 三个相同电容器接成下
容的电容为C,分别求出每个
四、小结
1、电容器的连接有串联和并
2、串联电容器的总电容的倒数等
倒数之和;
3、并联电容器的总电容等于各个
五、教学反馈:
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