电解电容器
电解电容器范文第1篇
关键词：铝电解；电容器技术；技术发展；
随着社会现代化技术的迅速发展，电子技术也在不断的进步，电子正极的组装密度还有集成化程度也有了进一步的提升，因此同样的对于铝电解电容器也提出了更高的要求。铝电解电容器目前的发展方向是容量更大、体积更小、成本更低而且高频低阻抗。近些年来我国的铝电解电容器技术发展主要表现在片石化技术、高比熔点制造技术还有电解质固体化技术这三个方面，一下我们就来重点介绍一下这三种技术的进展情况。
一、铝电解电容器技术分析
1.片式化技术
片式化技术是我国铝电解电容器发展领域中的关键技术，在铝电解电容器技术的开发和研究中比较活跃。针对不同的片式化电子元件中进行技术开发，难度比较大的就是吕布电解电容器的片石化技术，但是跟其他的技术相比较来说，片式化铝电解电容器具有容量大、电容量温度比较稳定、价格低廉、适合表面安装等优点，目前片式化技术正在逐渐取代原有的传统铝电解电容器，被市场认可和使用。人们对于计算几何数码电子产品的需求量正在不断地增大，片式铝电解电容器逐渐成为了市场上最值得开发的产品项目之一，片式技g的发展空间也在逐渐上升。目前国外日本的片式换技术处于国际上的额高端水平，例如说三样产品、松下产品等都是用的是铝电解电容器片式技术，都属于他们国家的新的利润增长点。我国目前的铝电解电容器片式化技术相对比较落后，存在生产厂家较少、生产能力不足的问题。
2.电解质固体化技术
电解质固体化技术属于铝电解电容器技术发展的重要方向，固体电解质的有点事稳定性比较高、高频低阻抗特性比较好、寿命比较长、温度特性好，同时固体华电介质的工作范围比较广，买反向电压力的能力比较强，因此在铝电解电容器技术开发过程中，电解质固体化技术被认为是最能够帮助实现大幅度提升铝电解电容器性能的关键技术之一。目前的铝电解电容器普遍使用的是液体电解质，能够矮星修复AL203氧化膜介质，也容易在工作过程中导致液体电解质的铝电解电容器处于失效的状态。如果铝电解电容器发生失效现象，常见的问题是短路失效，该模式具有一定的随机性，所以回答至整个机组电性能的稳定性有所下降。目前日本已经开发出了新技术来利用高分子材料作为电解质，制作出了质量较高的固体电解材料，因此随着科学技术的不断发展和开发，电解质固体化技术也会被开发的越来越深入。
3.高比容电机的制造技术
在进一步提升铝电解电容器的电容量比率、缩小电容器的体积开发研究上，高比容电极属于关键技术，近些年来国内外对于高比容点至制造的研究方向主要是针对高比容、高效能化成工艺的开发工作，还有高比容电蚀工艺的开发以及低容量衰减率的工艺开发方向。由于中低压铝电解电容器使用的阳极箔纸理论的扩面倍率和实际中遇到的扩面倍率差别较大，所以工艺技术的提升空间也比较大，目前一部分国家都在使用电化学腐蚀的方式来利用纳米技术开发铝箔的扩面工程，但是目前的研究还需要进一步深入。
二、铝电解电容器技术的发展趋势
1.我国铝电解电容器技术跟国外技术的差距
目前来说我国跟国外发达国家的铝电解电解电容器技术相比较来说还存在一定的差距，其中主要表现在材料和零部件上还有市场方面，我国的铝电解电容器的使用零部件和材料的制造技术跟以前相比已经有了很大的进步，但是跟其他的发达国家相比来说还是存在很多问题，例如说稳定性比较差、一致性不够强并且其中的各项性能参数离散性较大等问题，导致我国的铝电解电容器技术和制造出来的产品档次一直无法提升。同时我国的大部分铝电解电容器生产企业主要是以显示器、电话、电子玩具、DVD、TV等中低档的电器为主，在不同的销售时间段都会存在较大的价格竞争，导致铝电解电容器技术行业的整体经济效益下滑。而汽车电子胚胎、通讯、IT、工业开关电源灯高档市场都被国外发达国家的制造企业所占据，这也是我国铝电解电容器制造行业发展过慢的重要原因。留白电解电容器行业受到了有关材料生产设备的支援，例如说铝箔的化成设备，都是电容器生产企业自行设计的，企业之间缺乏交流，很难达成电子产品的精度和集成的高要求。
2.加大产品开发力度
铝电解电容器的未来发展过程中，我国的铝电解电容器制造厂商需要根据自身的发展情况，加大对于新产品的研究和开发力度，争取能够在关键技术上取得更大的发展和突破。在家打新产品开发力度的同时，也要加强铝箔电解电容器制造过程的相关管理工作，确保电容器产品能够在制造过程中得到质量控制，可以先从产品质量这一基础性工作要求入手，在保证我国铝电解电容器产品质量的同时，减少我国跟其他发达国家铝电解电容器技术的差距。要在生产中不断地扩大配套高档市场的份额，提升我国留白电解电容器行业的经济效益和社会效益，为铝电解电容器技术的发展提供一个良好的社会环境。
3.零部件和材料生产企业要积极配合
我国相关企业要加强跟国外高端技术企业的合作力度，提升国内铝电解电容器零部件还有材料的技术要求和标准，通过自主开发来生产祝符合国际线及技术水平的零部件和材料，确保提升我国铝电解电容器产品的生产质量。通过提升零部件和材料的相关技术还能够有效降低生产成本，加强我国在铝电解电容器市场上的国际竞争力。
4.拓展国外市场
我国的铝电解电容器制造企业要利用我国劳动力较多并且具有一定制造经验的优势，大力发展国外市场，增加产品出口比例，让铝电解电容器制造行业能够在全球化的经济竞争和发展中不断壮大。
结语：
在全球经济不断发展的今天，铝电解电容器属于附加值比较强的电子产品，目前虽然我国的铝电解电容器总产量比较高，但是其中高端的产品使用的额零部件和材料主要还是依靠进口，这在一定程度上制约了我国铝电解电容器的发展。因此必须要提升我国铝电解电容器技术，加强关键技术的研究，缩小跟国外发达国家的技术差距。
参考文献：
[1]冯莉. 浅谈铝电解电容器技术现状及未来发展趋势[J]. 电子制作，2016，（07）：78-79+81.
[2]李瑞梅. 石墨烯在电解电容器领域的应用专利技术综述[J]. 科技展望，2016，（06）：29-30.
[3]吴楠，姜德志，白文涛. 基于铝电解电容器的技术详解及应用原则[J]. 国外电子元器件，2008，（08）：71-73.
电解电容器范文第2篇
一、求解平行板电容器问题需要用到的主要知识点
1.电容器
带电荷量：电容器的一个极板所带电荷量的绝对值。
充电：使电容器带电的过程，充电后电容器两极板分别带上等量异种电荷，电容器中储存电场能。
放电：使充电后的电容器失去电荷的过程，放电过程中电场能转化为其他形式的能量。
额定电压：电容器长期正常工作的最大电压。
击穿电压：把电容器的电介质击穿，使电容器损坏的极限电压。
2.电容
定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。定义式为
物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。
单位：法拉
3.平行板电容器
平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与介质的相对介电常数成正比，与两极板间的距离成反比。
（l）平行板电容器电容的决定式为
（2）两个重要特点：①电容器与电源并联时，电容器两端电压U不变。②电容器充电后与外界断路时，电容器的带电荷量不变。
（3）常用的相关公式：
（4）静电计测出的是电容器两端的电压U，且静电计的偏角与电压U成正比。
二、平行板电容器问题的求解
例1 如图1所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）。
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减小
D.电容器的电容减小，两极板的带电荷量增大
解析：由带电油滴受力平衡可知，油滴所受静电力大小等于重力，方向竖直向上，由题意可知油滴带负电。平行板电容器始终与电源相连，所以两板间电压不变。将上极板竖直向上移动一小段距离，板间距离d增大，由得，板间场强变小，向上的静电力也变小，因而带电油滴将沿竖直方向向下运动，静电力做负功，带电油滴的电势能将增大，选项A、C错误。P点与负极板间电压等于P点的电势，电势，E减小，d'不变，故P点的电势将降低，选项B正确。由，d增大可知，电容c减小，再由可得，带电荷量Q也减小，选项D错误。答案为B。
点评：电容器与电源并联，电容器两端电压U不变是求解本题的突破口。
例2 如图2所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板A接地，B为电容器的负极板，静电计一端接A板，一端接B板，在两极板之间有一负点电荷（电荷量很小）固定在P点，用E表示两极板间的电场强度，U表示负极板B的电势，Ep表示负点电荷在P点的电势能，θ表示静电计的张角，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）。
A.E变大，U降低
B.E不变，U升高
C.U升高，Ep减小
D.θ变小，Ep增大
解析：平行板电容器充电后与电源断开，则电容器带电荷量不变，由可知，电场强度E不变。A极板接地，故ψA=0，又，将正极板移到图中虚线所示的位置，两极板间距离d变小，则ψB变大，即U升高，静电汁的张角也变大。同理可得ψp也变大，由电势能的公式可知，负电荷的电势越大，电势能Ep反而越小。答案为BC。
点评：电容器充电后与电源断开，电容器的带电荷量不变是求解本题的一个突破口。注意本题中P点的电荷是固定不动的，而例1中P点的电荷是不固定的，因此在求解带电体的电势能变化时方法有所不同。另外，本题中是正极板接地，而例1中是负极板接地，不过在求解某点的电势变化时，都是把该点和接地的电极板联系起来进行研究的。
跟踪训练
电源、开关S、S’、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图3所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S、S’闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则（）。
A.液滴向下运动
B.液滴向上运动
C.R2两端的电势差是否升高无法分析
电解电容器范文第3篇
【关键词】钽电解电容器；制作工艺；阳极氧化膜；整流效益；自愈作用；绝缘电阻
0 引言
电解电容器肩负着大容量的任务，但它又是难于集成化的元件，如何适应轻质、薄型和小型化的发展趋向，已成为电解电容器今后发展的重要课题。
1 固体钽电解电容器的制造工艺
1.1 成型与烧结
成型是将若干细小的金属粉末制成大小、形状不同的钽阳极块。对于成型所用的原料钽粉有较高的要求。钽粉中的杂质对阳极氧化膜的质量影响极大。杂质直接影响电容器的漏电流、损耗角正切值、电容量和可靠性，还影响闪火电压的高低。制造电容器用的钽粉纯度应为99.92%-99.94%。烧结使得压制钽块的纯度和强度都得到提高，并且具有适当的孔隙成为多孔性阳极。
烧结的作用有两个，一是纯化压块，二是增加压块强度，并且成为具有合适孔隙的多孔体。而烧结温度和保温时间是确定烧结工艺的两个主要问题。烧结能够改变阳极块的孔体结构和含杂量，这就是烧结工艺影响阳极块电性能的主要原因。如果烧结温度低且时间短，则基体的收缩率小，烧结密度低，多孔率高，开口孔数也较多，所以阳极块的比容较大。但由于烧结温度低、时间短，阳极体的含杂量高，所以漏电流大，击穿电压低。因而对于高压、高工作温度及高可靠性的电容器，其阳极块就必须要求烧结温度和保温时间相应提高和延长一些。
损耗和烧结条件的关系不象电容量那么简单，因为阳极块的损耗由氧化膜部分和电解质部分组成。烧结温度提高，基体中的杂质减少，介质氧化膜质量提高，其损耗也减小；而且其体内的多孔率也大大减小，孔径变窄，导致电解质的等效串联电阻增大，这对损耗的影响大大超过前者。
1.2 形成阳极氧化膜
在烧结钽块颗粒的表面上生长一层氧化钽薄膜的工艺称为形成，也称赋能。对于固体钽电容器，形成电解液选用0.01%-0.1%H3PO4的水溶液。此外，形成电压、形成温度和升压电流密度是形成工艺的三个基本参数。
1.2.1 形成电压
形成电压直接决定了介质氧化膜的厚度，也即是电容器的设计容量一般固体钽电解电容器的形成电压为额定电压的3.5-5倍。这样可以使得氧化膜有一个较高的承受电压，同时又避免接近形成液的闪火电压，使得形成过程良好的进行。
1.2.2 形成温度
由于采用较高的温度形成时，可以得到较为致密均匀的氧化膜，形成一般在85±5℃下完成。
1.2.3 形成电流密度
氧化膜的生长速度，取决于阳极化时的电流密度。为了提高生产效率，就需要增加电流密度。但是电流密度过大，会使阳极反应产生的热量增加。促使晶化发生。
1.3 被覆固体电解质
自从发明了用MnO2作为电解电容器的阴极材料以来，电解电容器从根本上摆脱了电解液泄漏、干涸等问题，从而使固体电解质钽电容器在此类电容器中具有最佳的温度频率特性，而且结构多变化，形状各异，性能优良。
被覆的固体电解质应该结构致密、附着牢固稳定，具有良好的导电性且与氧化膜接触良好。作为电容器电解质的MnO2层，必须具有多方面的性能。一定晶型和粒度的MnO2对于生成结构致密、牢固而又具有良好导电性能的膜层是必要的。由于MnO2也是电容器的阴极，它还必须与介质氧化膜有良好的接触。MnO2层是高温分解下生成的，所以高温使介质膜的损伤是一个值得重视的问题。
被覆MnO2电解质层以后，还要浸渍7-8%的胶体石墨溶液，在 130-220℃下烘干20-30分钟，反复3-5次，即在MnO2层外得到与其接触良好的导电石墨层。最后，在石墨外被覆银浆层作阴极引出。
2 阳极氧化膜的整流效应
电解电容器的两个基本特性是整流效应和自愈作用，都与所用介质为阳极氧化膜有密切关系。
对于整流机理的解释，比较典型而又为较多研究者接受的理论是阳极氧化膜的p-i-n结理论。
在阳极氧化膜形成终了时，靠近基体金属一边的氧化膜内，将存在过剩的金属离子，它们处于填隙位置，并且愈靠近金属/氧化膜界面，浓度愈大；而在靠近电解质一边的氧化膜内，存在过剩的氧离子；至于氧化膜的中间组成部分可认为接近于化学计量比，因此此段区域具有介质的完美性能。用半导体物理概念来分析，留有过剩金属离子的区域可视为掺入施主杂质（杂质原子提供自由电子者称为施主杂质）具有电子导电性的n型半导体层。而在靠近电解质界面留有过剩氧原子的区域可视为存在受主杂质的具有空穴导电性的p型半导体层，而在p层和n层中间存在着绝缘阻挡层i层。更全面地说，整个阳极氧化膜成为一个p-i-n结。
当基体金属接电源正极，在电场作用下，n型半导体内的电子向电源的“+”端方向移动，p型半导体内的空穴向电源的“―”端移动，使阻挡层扩大，即阻止电流提供的位垒增宽，表现为绝缘电阻增大，p-n结处于阻流状态；而当电源反接时，电子及空穴相向移动，因此i层变窄，表现为绝缘电阻很低，p-n结处于通流状态。
3 阳极氧化膜的自愈作用
电解电容器是否能构稳定的工作，自愈特性是非常关键的，因此需要阴极材料及时的，较为彻底的隔绝缺陷和瑕疵。不同的阴极材料，阳极氧化膜的自愈机理是不相同的。
对MnO2材料而言，MnO2的转化为Mn2O3所需温度相对较高，这就是MnO2阴极层自愈的关键。当电容器通电工作时，疵点，裂纹缺陷处的电流激增。产生的热量使MnO2迅速转化为Mn2O3，后者的电阻率为106Ω・cm，远高于MnO2的102Ω・cm，从而阻断了电流通过。实质上并没有使缺陷处“愈合”，而是切断了电流从此处通过。只要缺陷处电流产生的温度达到转化温度，这样的转化就会发生。
当然，自愈效应并非适用于所有情况。如果电流无限制增长，没有足够时间使MnO2转化为Mn2O3，缺陷处可能发生燃烧而使电容器失效。
当MnO2中出现大面积缺陷时，会出现很大的电流冲击。MnO2开始转化为Mn2O3并释放出一定的氧。在MnO2及时转化之前。由于电流过大，发热过快，当温度到达Ta2O5的晶化温度时，它由无定形非晶态转化为晶态，这个过程称为介质的“晶化”。晶化后的Ta2O5出现导电性能并产生更大的电流和释放更多热量，使缺陷进一步扩大，进从恶性循环状态。当温度足够高时，金属钽开始结合氧，继续产生热量并最终导致电容器因燃烧而失效。
由于MnO2的自愈特性和转化特性而出现了固态钽电容器。同时，也正是由MnO2材料的含氧量极大，导致钽电容器可能出现迅速氧化甚至燃烧，不仅造成电容器本身失效。还可能引发伤及周围电路等更严重的后果。从这个意义上讲，MnO2材料对于钽电容器而言，也具有其缺点。
MnO2是一种电子导电的半导体材料，由于其电导率不高，人们越来越倾向于用其他材料替代它作为钽电容器阴极。尽管通过热处理工艺和其它成膜条件的改善，MnO2的电导率还可进一步提高，但这一切努力对于电容器ESR值的改善程度毕竟有限。
4 结束语
总之，过去20年来电解电容器性能也有了显著改进，尤其是表现在可靠性的提高和能量密度的增加方面。通过使用新材料和先进的制造技术，引入先进的测试方法等手段，保证了电解电容器在高能量冲击条件下所必需的使用寿命。
【参考文献】
[1]姜节俭.电容器与电子器[M].电子科技大学出版社，1998.
电解电容器范文第4篇
【关键词】异常运行 故障分析 保护措施 并联电容器
6kV线路上安装的电力电容器属无功功率补偿装置的一种，应用范围较广。随着油田开发的深入进行，用电负荷不断增长，与此同时，6kV线路也在不断延伸。在上述环境下，6kV线路并联电容器异常情况发生频率明显上升，电容器爆炸起火等恶性事故，严重威胁着电网的安全运行，造成线路停电事故，影响油田原油产量，增加吨油成本。分析故障表现形式，及导致故障产生的原因，是解决故障的关键，对于油田的稳定运行极为必要。
1 电容器发生故障的表现
1.1 瓷套管及外壳渗漏油
瓷套管属于电容器的重要组城部分，功能在于实现绝缘，确保电容器运行安全。在长期使用过程中，受所处环境的影响，瓷套管容易受潮或漏油，进而导致绝缘性能下降，由此引发的电容器故障，主要表现为电容器温度的上升。解决上述故障需通过提高瓷套管的绝缘性能，对瓷套管漏油部位加以修补来实现。
1.2 瓷绝缘表面放电闪络
瓷绝缘表面放电闪络同样属于电容器故障的主要表现之一。在电容器使用过程中，其外表会不断积累灰尘，达到一定程度，瓷绝缘的绝缘性能便会受到影响，这是导致瓷绝缘表面放电闪络的主要原因。解决故障应从清理电容器表面灰尘的角度出发来完成。
1.3 外壳鼓肚
受电容器运行环境等的影响，外壳鼓肚的现象容易出现。外壳鼓肚故障对电容器性能影响极其严重，严重易引发危险，如发现，必须及时处理。
2 电容器故障原因及对策
根电容器故障表现形式的不同，其所产生的原因也各不相同，应全面分析故障原因，提出针对性的解决对策，以将故障的影响控制在最小范围内，有效降低损失。
2.1 运行电压过高
通常情况下，电容器的运行电压需固定在某一范围内，一旦超出这一范围，故障发生几率便会增加。运行电压过高，是导致电容器温度过高的主要原因，而如其温度居高不下，则会直接影响其绝缘性能，最终阻碍电容器功能的发挥，缩短电容器使用寿命。根据国家规定，电容器运行电压应控制在1.00UN的标准，如超过该电压，则容易引发故障。
对此，一旦发现电容器温度过高，便需首先排除运行电压过高的问题，如发现运行电压过高，则应马上将电容器退出，避免造成更大的故障。
2.2 运行温度过高
电容器的运行对温度与湿度要求较高，如湿度过大，容易影响其绝缘性能，而如温度过高，则会增加电容器电容量的下降速度，长此以往，如问题得不到解决，电容器老化速度会逐渐加快，影响其安全性以及使用寿命。
由上述原因所导致的故障的解决方法相对简单，工作人员需时刻对电容器运行温度加以监测，一旦发生问题，需及时处理，避免故障扩大化，对电力系统造成更大的损失。
2.3 高次谐波引起过电流
由高次谐波引起的过电流，同样属于导致电容器出现故障的主要原因之一，主要体现在以下方面：
2.3.1 高次谐波的产生及害
高次谐波通常由家用电器等所产生，如变频设备等，上述设备在运行过程中，不简单的产生高次谐波，长此以往，容易导致谐波注入到电网中，进而导致电压及电流等出现异常，影响电容器性能的发挥，缩短其使用寿命。
2.3.2 高次谐波措施问题
解决高次谐波问题，需从源头入手。如发现电容器故障由高次谐波所引发，应首先找到谐波源，在此基础上，采取措施解决问题，达到解决故障的目的。
可将串联电抗器设置在电容器回路中，以提高其抵抗高次谐波的能力，并通过提高串联电抗器电抗值的方法，最大程度的降低高低谐波对电容器的影响，提高电容器性能、延长其使用寿命。
2.4 开断电容器引起的操作过电压
开断电容器，容易引起操作过电压，由此导致电容器出现故障。需全面分析导致操作过电压出现的原因，并采取限制策略，降低电容器发生故障的几率。
2.4.1 操作过电压的原因
操作跌落式熔断器易产生强烈电弧， 对电容器造成冲击，这是导致操作高电压产生的主要原因之一。根据国家有关标准规定，电容器的电压应控制在2.15Un的标准，如超出，则证明过电压已经产生。工作人员可采用检测电容器电压的方法，判断是否存在操作过电压的问题。
2.4.2 限制操作过电压的措施
分闸速度慢，容易导致操作过电压问题发生，针对上述问题，必须提高分闸速度。在线路上用跌落式熔断器与储能式油开关串联使用，电容器补偿装置装设无间隙氧化锌避雷器限制过电压幅值。
2.5 不合理的接线方式造成的电容器故障
我厂在开始装设6kV线路并联电容器时，由于没有运行经验，用跌落式熔断器直接控制电容器，由于内部和外部原因造成一相跌落熔丝烧断时，造成电力电容器单项运行，电容器单相运行会使电容器温度升高后烧毁。针对电容器单相运行故障，我们在跌落保险后加装储能式油开关，因为油开关有过电流保护装置，在电力电容器单相运行时，将电容器与系统电源断开，保证了电容器的安全运行。
2.6 恶劣的安装环境对电容器的影响
我厂有三条6kV线路位于羊二庄油田，共装设补偿电容器8台，容量1800kvar，由于位于沿海地带，自然环境恶劣，使电容器在含盐度较高的空气中腐蚀程度高于其他地区安装的电容器，电容器的外壳、导电杆及绝缘瓷瓶时间一长就附着一层白色盐碱污垢，盐碱污垢会造成瓷套管表面闪络放电，严重影响着电容器的安全运行。
3 结束语
6kV电力电容器安装在6kV线路中，对补偿无功功率，提高功率因数发挥着重大作用，但如果电容器运行维护不好，会影响电网运行，今后，我们在电容器运行维护中应做好如下工作：
（1）及时和供电部门联系，掌握系统电压情况，如有异常将电容器退出运行。
（2）经常对电容器进行巡视检查，检查跌落式保险是否接触良好，油开关是否灵活好用，电容器运行温度是否过高。
（3）在推广节电设备，高频设备，可控硅整流设备的同时，充分考虑这些设备对电容器的影响，减少高次谐波对电容器造成的影响。
（4）对安装在沿海地带的电容器定期检查，定期清扫，保证电容器清洁，减少电容器故障，延长电容器使用寿命。
总之，如果我们对电容器发生的各种故障认真分析，找出原因，研究出解决措施，才能使电容器在油田电网运行中，补偿无功功率，提高功率因数发挥重要作用。
作者简介
张树起（1962-），男，河北省黄骅市人。大专学历。高级技师。研究方向为电力自动化。
电解电容器范文第5篇
一、电容器
1.电容器的结构
两个彼此靠近且绝缘的金属导体构成一个电容器，常见的为平行板电容器.
2.电容器的充电和放电
（1）电容器的充电
如图1所示，电容器在充电过程中极板的带电量从零开始逐渐增加，其存贮的电场能也逐渐增加.电容器充电结束后电荷不再移动电路中无电流，电路处于开路状态故电容器有隔直作用；此时极板间电压等于电源电动势E，保持恒定（假设电源内阻r=0）.
（2）电容器的放电
如图2所示，电容器在放电过程中极板的带电量逐渐减小，其存贮的电场能也逐渐减小.一般情况下，放电结束时极板的带电量为零，极板间的电压也为零.
（3）充放电时的电流方向
规定正电荷定向移动的方向为电流方向.分析电流方向时可以假设电路中定向移动的是正电荷，根据电流方向的规定容易判断充放电的电流方向，如图1、图2所示.要注意的是电容器的极板带电的极性不变，所以充放电的电流方向相反.
3.电容器在直流电路中充放电时的电压和电流图像
（1）定性分析
由于一般情况下在一个连续变化的物理过程中各物理量随时间均不会发生突变，因此其图像一定为平滑曲线.电容器在充电过程中的U-t图像的斜率（k=ΔUΔt）逐渐减为零，电容器在放电过程中的U-t图像的斜率（k=ΔUΔt）大小也逐渐减为零.
4.实例分析
例1【2011年江苏高考第5题】如图4所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨一闪身图4垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.T=0时，将形状S由1掷到2.Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象中正确的是
解析当s接1时，电容器完成充电，Uc=E. T=0时，解题过程能加强思维，课堂上应给学生足够思考时间和空间，引导学生经历多次反思后促使解题能力和认知水平达到新的高度.
（1）解题前细致审题.习题的外在表现形式既包含了问题也包含了解决问题的突破口，审题这一环节一定不能急躁，应引导学生对题目中的物理情境进行细致的分析和思考，将其与学生大脑中的物理知识表象有机地结合起来，这是回顾原有知识的过程，也是发现与并有效突破问题的过程.
（3）解题后反思.解题完毕并非是习题教学的结束，拿运动学来说，一个实际且具体的运动过程，可以从多个运动学公式中灵活选取并组合解题，导致解决问题的物理方法多元化.为此，习题教学不能满足于学生是否能够得到问题的正确答案，还应该在解题后，积极引导其反思解题的其他方法，并将不同的解题方法放在一起进行对比分析，通过反思挖掘出自己原有解法以外的物理内容，促使思维进一步发散，将解题经验和思维能力提升到较高的层次.s接2时，电容器放电，放电电流i=UcR，但Uc逐渐减小，导体棒有电流通过，故受到安培力作用，由牛顿第二定律知，导体棒向右加速运动.又由法拉第电磁感应定律知，感应电动势逐渐增大.故电路中的总电动势逐渐减为零，最终Uc=E感，则速度增大、电流减小、安培力减小、加速度减小，所以选D.
图5例2【2012年南通模拟第5题】如图5所示电路中，R、R0为定值电阻，C为电容器.t=0时闭合开关S，在t=t0时刻断开S，下列关于流过电阻R的电流i随时间变化的图象中，可能正确的是
解析t=0时刻，电容器两端电压为零相当于短路，故电阻R没有电流流过.但此后由于电源对电容器充电电容器两端的电压逐渐增大，通过R的电流逐渐增大；断开的瞬间，电容器电压不会突变，故R的电流不变，但由于放电，电容器两端电压逐渐减小，故电流逐渐减小至零.
二、电感
1.电感的结构：由导线盘绕在铁芯上制成.
2.电感的特性
稳定时相当于一根导线或直流电阻；在变化的瞬间能维持原电流的大小方向不变，但在变化的过程中只起延缓作用，不该改变电流变化的趋势.
3.电感在电路发生变化时的电流图像
通电瞬间，，电感要维持原电流0不变，故相当于断路.但在这一变化过程中通过电感的电流仍要逐渐增大，等效电阻逐渐减小，最终电流恒定.电流图像如图4中0-t1过程.这一过程也称为通电自感.
断电瞬间，电感要维持原电流大小方向不变.在这一过程中通过电感的电流仍要逐渐减小，等效电阻逐渐增大，最终电流为零.电流图像如图6中t1-t2过程.这一过程也称为断电自感.
