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一、电容器的充电
开关S合向1,电容器充电。
1.现象:
(1)白炽灯开始较亮,逐步变暗。
(2)的读数由大变小。
(3)的读数变大。
(4)最后指向0,的大小等于E。
2.解释:
电源正极向极板供给正电荷,负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向移动,产生电流,两极板间有电压。
S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随着电荷的增加,电压减小,电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时,电荷停止定向移动,电流为0,灯不亮。
二、电容器的放电
S合向2,电容放电。
1.现象:
(1)开始灯较亮,逐渐变暗,直至熄灭。
(2)开始较大,逐渐变小,电流方向与刚才充电方向相反,直至指示为0。
(3)开始指示为E,逐渐下降,直至为0。
2.解释:
放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大,因此电流较大,随着电容极板上的正、负电荷的中和,极板间的电压逐渐减小,电流也减小,最后放电结束,极板间不存在电压,电流为零。
3.结论:
当电容器极板上所储存的电荷发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时,则电路中就没有电流流过。电路中的电流为
i = = C
三、电容器的质量判别
1.用R 100或R 1k挡。
2.将万用表分别与电容器两端接触,指针发生偏转并回到接近起始的地方,说明电容器的质量很好。
3.若指针偏转后回不到起始位置的地方,而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大,这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。
4.若指针偏转到零位置之后不再回去,则说明电容器内部已经短路;如果指针根本不偏转,则说明电容器内部可能断路,或电容量很小。
第四节 电容器中的电场能量
1.充电时,q↑→Uc↑电压与电荷量成正比:q = C uC
2.电源输入电荷量为 q 时所做的总功,也就是存储于电容器中的总能量。
Wc = q UC = C UC2
式中:C ——电容器的电容 单位:F(法拉)
UC——电容器两端的电压 单位:V(伏特)
Q ——电容器所带的电荷量 单位:C(库仑)
W ——电容器储存的电场能量 单位:J(焦耳)
3.结论:
电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比,与电容器两极板之间的电压平方成正比。
4.电容器是一种储能元件,当电容器两端电压增加时,电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中,当电容器两端电压降低时,它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换,不消耗能量。
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一、电容器的充电
开关S合向1,电容器充电。
1.现象:
(1)白炽灯开始较亮,逐步变暗。
(2)的读数由大变小。
(3)的读数变大。
(4)最后指向0,的大小等于E。
2.解释:
电源正极向极板供给正电荷,负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向移动,产生电流,两极板间有电压。
S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随着电荷的增加,电压减小,电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时,电荷停止定向移动,电流为0,灯不亮。
二、电容器的放电
S合向2,电容放电。
1.现象:
(1)开始灯较亮,逐渐变暗,直至熄灭。
(2)开始较大,逐渐变小,电流方向与刚才充电方向相反,直至指示为0。
(3)开始指示为E,逐渐下降,直至为0。
2.解释:
放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大,因此电流较大,随着电容极板上的正、负电荷的中和,极板间的电压逐渐减小,电流也减小,最后放电结束,极板间不存在电压,电流为零。
3.结论:
当电容器极板上所储存的电荷发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时,则电路中就没有电流流过。电路中的电流为
i = = C
三、电容器的质量判别
1.用R 100或R 1k挡。
2.将万用表分别与电容器两端接触,指针发生偏转并回到接近起始的地方,说明电容器的质量很好。
3.若指针偏转后回不到起始位置的地方,而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大,这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。
4.若指针偏转到零位置之后不再回去,则说明电容器内部已经短路;如果指针根本不偏转,则说明电容器内部可能断路,或电容量很小。
第四节 电容器中的电场能量
1.充电时,q↑→Uc↑电压与电荷量成正比:q = C uC
2.电源输入电荷量为 q 时所做的总功,也就是存储于电容器中的总能量。
Wc = q UC = C UC2
式中:C ——电容器的电容 单位:F(法拉)
UC——电容器两端的电压 单位:V(伏特)
Q ——电容器所带的电荷量 单位:C(库仑)
W ——电容器储存的电场能量 单位:J(焦耳)
3.结论:
电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比,与电容器两极板之间的电压平方成正比。
4.电容器是一种储能元件,当电容器两端电压增加时,电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中,当电容器两端电压降低时,它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换,不消耗能量。
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