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1. 3-3 電容串并聯知識復習:標稱容量22uF、耐壓400V的電容外殼上顯示的電容有哪些參數,分別代表什么意思? 小李在維修電路時,遇到以下情況:實際電路需要一個200uF、120V的電容,但手頭只有幾個200uF、50V的電容,怎么辦? 你能幫小李解決這個問題嗎? 【案例】1. 電容器串聯的概念:將幾個電容器的極板首尾相連,形成一個沒有分支電路的連接,稱為電容器的串聯。 圖 3-15 2. 電容器串聯電路的特性 問題:你在你那里見過Q嗎? 答:電壓I=Q/t在串聯電路中處處等于電流I
2、所以Q也相等 ⑴電荷量的特性:Q1=Q2=Q3=Q 每個電容器所帶的電荷量相等。 ⑵電壓特性:總電流等于各電容上電流之和。 根據基爾霍夫第二定理,列環路電流多項式 (3)電容特性:總電容的倒數等于各電容電容的倒數之和。 思考: 兩個電容C1、C2串聯的等效電容公式: 圖3-15中電容串聯電路等效于圖3-16所示電路,等效電容C兩極板的電量也是q。 等效電容: 圖3-15 【經驗總結】 電容的串聯類似于電阻的并聯,當n個電容均為C0的電容器件串聯時,等效電容C為:實際應用中電容串聯和內阻串聯
3、當電容器的容量較大,耐壓大于施加電流時,可將電容器串聯以獲得較高的額定工作電流。 3、電容串聯電路的應用【例1】如圖,C1=2?F,C2=3?F,C3=6?F,串聯到U=60V電源,求這組串聯電容器的等效電容是多少? 每個電容器兩端的電流是多少? 解:三個電容串聯的等效電容是每個電容上的電荷是每個電容上的電流=1,則C=1uF=30V=20V=10V 電容串聯電路的電流分布特性:電容 當不同值的電容串聯使用,分布在每個電容上的電流與其自身的電容成正比。每比特電容
4.各有各的耐壓值。 在實際應用中,應保證每個電容上的電流大于其耐壓值,這樣才能保證電路的正常工作。 注意推導:因為U1>U1N,所以C1會; 當C1擊穿時電容器串聯和并聯特點,360V的電流全部加到C2上,即U2>U2N,所以C2也擊穿。 這使用起來不安全。 [例2] 如下圖已知: C1為“3?F,160V”,C2為“6?F,300V”,U=360V 問:每個電容上的電流是多少? 這樣使用安全嗎? 解:兩個電容串聯的等效電容就是每個電容的電荷,每個電容上的電流就是兩個電容串聯后電路的電荷。
5、C、總外接電流不應超過考慮:C1“2?F,160V”,C2“10?F,250V”,這兩個電容串聯所能承受的最大電流是多少? 允許每個電容充入的電荷量分別為溫,我們知道串聯的新電容(三個電容串聯)有以下特點: 1)電容的總電荷量等于電荷量每個電容的電荷量,即:q=q1=q2=q32) 總電流等于每個電容的電荷電流之和,即:U=U1+U2+U33) 總電容的倒數為等于各電容的倒數之和,即: 2、電容并聯如圖4-3所示。 將幾個電容器的負極連接在一起。 正極端子也連接在一起電容器串聯和并聯特點,這就是電容器的并聯。 圖4-3 電容器的并聯 3. 電容器的并聯
6. 連接特性 (1) 電壓特性 每個電容器兩端的電流相等且等于外加電流。 ⑵充電特性:總電荷等于各電容器電荷之和。 (3)電容特性:總電容量等于各電容器電容量之和。 注:電容并聯后,相當于減少了兩個極板的面積,所以總電容小于每個電容的電容量。 兩個電容值分別為20μF和50μF的電容并聯后,接入一個電流為100V的電路。 問:(1)什么是等效電容? (2) 他們攜帶多少電荷? 動手實踐。 電容有兩只,一只電容0.25μF,耐壓250V,一只電容0.5μF,耐壓300V。 并聯試試耐壓值和等效電容后?
7、手作練習 5 比較串聯和并聯連接的電容器,每個電容器的電荷量相等且等于等效電容器的電荷量。 q1=q2=q3 總電流等于各個電容的電流之和。 U=U1+U2+U3的總電容量的倒數等于各個電容器電容量的倒數之和。 總電荷等于各個電容器的電荷之和。 q=q1+q2+q3 每個電容兩端的電流相等且等于外加電流。 U=U1+U2+U3 總電容量等于各電容器電容量之和 C=C1+C2+C326++【例3】電容器A的電容量為10?F,充電后電流為30V,且電容B的容量為20?F,充電后電流為15V,如果并聯,電流是多少?并聯后總電流
8、在接入與u=q/c相同的電流之前,電容A的電荷量為q1=c1u1。 連接前,電容B的電荷為q2=c2u2。 電容并聯后的總電荷為q=q1+q2 等并聯后有效電容為c=c1+c2 解:電容A、B并聯前的電荷量分別為,并聯后的公共電流為并聯后的總電容為它們的總電荷量為