含电容电路问题

如何求解含电容电路问题陕西吴起高级中学717600赵筱岗摘要：电容器有隔直流的作用，同时是联系恒定电流、电场、磁场、电磁感应现象的纽带和桥梁。关键词：电容恒定电流充电放电电压在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无穷大的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上，分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：1、电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降。因此，电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。2、当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3、电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电，如果电容器两端电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。下面举几个例子加以说明：例1如图1所示，已知电源电动势VE12,内电阻1r,FCFCRRR1,4,5,2,321321,求（1）电键S闭合后，21,CC所带电量？（2）电键S断开后通过2R的电量为多少？解析：电流稳定后，21CC和都相当于断路，去掉21CC和，根据欧姆定律和电容定义式得CQC5106.11，CQC5100.12，开关S断开后则电容器都相当于电源向闭合回路放电，电容器的电量都通过各自的回路，回路1中通过2R的电量CQQC51106.11，回路2中CQQC52100.12，则电源断开后，通过2R的电量为。例2如图2所示的电路中，电源的电动势VE0.3，内阻0.1r，电阻101R，102R,303R,354R,SE,r1R2R2C3R图12CC1CQQQ521106.2电容器的电容FC100，电容器原来不带电。求接通S后流过4R的总电量?解析：由电阻的串并联公式得闭合回路的总电阻为rRRRRRRR321321)(＝总由欧姆定律得通过电源的电流为总REI电源的路端电压IrEU电阻3R两端的电压URRRU323/通过的总电量就是电容器的电量/CUQ由以上各式并代入数据解得CQ4100.2当电键S未连通时，虽然有电流通过321RRR和、，但没有电流通过4R。由于电容器原来不带电，电容器两极间也无电压，接通电键S，电容器将被充电，充电电流流过4R，随着电容器极板上电量的增大，电容器两极间的电压也增大，通过4R的充电电流减小，当电容器两极间的电压等于3R两端的电压时，电容器充电完毕，4R中的电流消失，这时电容器所带的电量就是流过4R的总电量，它由电容器两极板间的电压决定，而电容器两极板间的电R2R4SE,r1RC3R图2压就是3R两端的电压，只要求出3R两端的电压，电容器的电量便可求得。当电容器充电完毕后，即使电键S是闭合的，电阻4R中也无电流，这时2R和3R串联，再与1R并联然后与电源的内阻r串联，成为闭合电路的总电阻，问题迎刃而解。通过以上两例的分析，应要求学生在平时的学习中要注重分析，综合和比较，如果只是注重掌握孤立的知识点，没有去理解各知识点之间可能存在的联系，在面对实际问题时就有可能迷惑，而这些工作都应该在复习过程中进行，许多学生把复习理解成就是做习题。因此，缺乏分析，综合和比较的习惯和能力，在以后的教学中应引起足够的重视。