急急急!物理高手请进!!电容器在电路中的有关问题

急急急!物理高手请进!!电容器在电路中的有关问题,第1张

在电学中有以下结论:
流过电源ε的电量为Q,则电源做功W=εQ (ε为电源电动势)
电容电压为ε,容量为C,则电容储存的能量E=Cε²/2
下面是推导过程,对于高中生记住上面两个结论就行,直接用
电功率P=Ui
对于电源U=ε是不变的,i是时间的函数
电源做功就是P对时间t积分,即∫(Ui)dt=ε∫idt=εQ (下限0,上限T)
对于电容U=Q/C也是时间的函数,i=dQ/dt=CdU/dt
电容上存储的能量E=∫(Ui)dt=∫(CUdU/dt)dt=C∫UdU=C/2∫dU²=Cε²/2=
Qε/2=Q²/2C
1。
过程(1)
S合上,电源对C1、C2充电完成,C1、C2上的电压均为E/2
则电量Q1=Q2=CE/2 (上正下负)
过程(2)
接通S1后,C1、C3并联,C1、C3上电压相等,由Q=CU知电量正比于电容
C1、C3上电量和为原来C1上的电量Q1=CE/2
则:Q1'=Q1/3=CE/6(上正下负),Q3=CE/3(右正左负)
过程(3)
接通S2后,设C2、C3上大电量分别为Q2'(上正下负),Q3'(左正右负)
则因为总电量不变
Q2'+Q3'=Q2-Q3=CE/6 ①(用减是因为原来C3左边电量是-Q3)
环路电压和为0
Q2'/C2=Q3'/C3 即Q2'/C=Q3'/2C ②
由①、②得
Q2'=CE/18,Q3'=CE/9
最终C1上电量Q1'=CE/6(上正下负),C2上电量Q2'=CE/18(上正下负),C3上电量Q3'=CE/9(上正下负)
(2)接通S时,电源做功W=QE=Q1E=CE²/2
最终C1上的能量W1=Q1'²/C1=C²E²/(36C)=CE²/36
最终C2上的能量W2=Q2'²/C2=C²E²/(324C)=CE²/324
最终C3上的能量W3=Q3'²/C3=C²E²/(812C)=CE²/162
在电路中产生的焦耳热为W-W1-W2-W3=25CE²/54
2上边电容为C1,有边为C2
(1)
将K与a接通
C上电压E,电量Q1=CE(左正右负),能量W1=CE²/2
流过电源的电量Q=Q1=CE ,电源做功W=CE²
电池内阻消耗的电能 W-W1=CE²/2
再将K与a断开而与b接通
设C1、C2上的电量分别为q1(左正右负),q2(上正下负),
因为C1的右边和C2的上边的电量和是不变的
即:-q1+q2=-Q1=-CE ------------ ①
环路电压为0
q1/c+q2/c=E ------------------②
由①、②得q1=Q1,q2=0
即没有电荷流过电源,电源做功为0
(2)
将K与b接通
C1、C2上的电压E1=E2=E/2,电量Q1=Q2=CE/2
能量W1=W2=Q1E1/2=CE²/8
流过电源的电量Q=Q1=E/2,电源做功W=CE²/2
电池内阻消耗的电能 W-W1-W2=CE²/2-CE²/8-CE²/8=CE²/4
再将K与b断开而与a接通
C1上电量Q1'=CE(左正右负)
流过电源的电量Q'=Q1'-Q1=CE/2
电源做功W’=Q'E=CE²/2

电感的特性主要是隔交流通直流在电路中主要靠自身的感应磁场来起作用的;它把同等级的交流电变成相对低等级的交流电,起到的作用类似一个变压器有两脚的比较常见,电感在电路中平常用的并不是很多
电容的特性主要是隔直流通交流它的性质和电感是相反的,它在电路中起到一个电荷的作用,可以储存电能量,必要时放电供应自身所在的电路板上的其他电子元件,它也以两交常见,有正负极之分在电路中较常见
具体讲述的我也说不太详细,知道一点就说了!最好上书店去看一下有关电子方面的书籍,那里面讲的比较全!

各种电容器在电路图中的符号表示如下:

当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成 。

电容器的特点:

1、它具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力。

2、在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。

电容器的充电:两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。

电容器的放电:电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。

3、电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小。

扩展资料:

超级电容器作为高效储能器件,广泛应用于国防军工、轨道交通、城市公交、起重机械势能回收、发电与智能电网、消费电子等重要领域和环节。

而高品质有机体系超级电容活性炭,是目前市场上应用最广泛、销售量最大的双电层超级电容器中惟一提供能量的活性材料,是超级电容器中最核心的材料。

需要满足比表面积大、孔径分布合理、纯度高、堆积密度高等多种苛刻要求,才能发挥出高的能量密度、高的功率密度、长的使用寿命等优点。上述高品质要求使得其技术攻关的门槛高,同时产品均一性与低成本的要求,又要求必须建立大型、连续化的制备生产线。

技术与规模的双重瓶颈,使得高品质的有机体系超级电容活性炭长期被日本、韩国等公司所垄断,成为我国超级电容产业发展的“卡脖子”工程。

参考资料来源:

百度百科-电容器

人民网-我国超级电容核心电极材料大规模量产取得突破

这种是有极性的电容。
电解电容常用型号:25YK1000 10YK220 25YK220 25YK1000 25YK2200
铝电解电容的型号:CD11C CD71 CD268 CD11G CD71 CD11 CD91 CD293 CD288 CD17S CD11CX CD71C……
钽电容型号:F92,F93,F95系列
F920E226MPA F920E226MAA F920E336MPA F920E336MAA F920E476MBA ……

配电柜里的电容是用作无功补偿的,就是为了提升系统的功率因数,节约电能。凡是需要提升功率因数的地方都需要做无功补偿,或者说需要电容柜。
在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S
功率因数的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大, 从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等,大多属于电感性负荷,这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率,还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后,将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率,减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿的效益。 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数:
① 通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。
② 藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。
③ 可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。 
④ 减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。


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