2、收集常见电容式传感器的资料,分析说明其工作原理。
1、作业本相应的内容。
2、拓展应用:电容式传感器介绍
传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的一种组件。非电物理量→传感器→电学。
电容式传感器是常见的一种,试分析图中的电容式传感器是测________的电容式传感器,原理是_________________.
(答案要点:测量压力F。当待测压力F作用于可动膜片电极上的时候,膜片发生形变,使极板间距离d发生变化,引起电容C发生变化.知道C的变化,就可以知道F的变化情况.)
电容器由两片导体为极板,中间隔以电介质构成。
电容C是描述电容器容纳电荷本领的物理量。
定义式 |
|
适用于任何电容器 |
C与Q、U无关 |
决定式 |
|
只适用于平行板电容器 |
反映C的决定因素 |
(六)巩固练习与应用拓展
1、课堂练习:
如图所示,给电容器充电,静电计指针偏转一个角度。
以下情况中静电计的指针偏角增大还是减小?
⑴把两板间的距离减小;
⑵把两板间的正对面积减小;
⑶在两板间插入相对介电常数较大的电介质。
学生活动:(减小;增大;减小)
3、可变电容器
符号:
演示:动片,定片
问题:试分析变容原理?
2、固定电容器根据材料不同,常见的有:
聚苯乙烯电容器;陶瓷电容器
电解电容器 (电容比较大,有极性),符号:
1、从构造上看,可分为固定电容器和可变电容器
5、相对介电常数是一个与电介质性质有关的常数(无单位)。 读表1.8-1,空气的近似为1(一般性研究中,空气对C的影响可以忽略)(水指纯净水)
[例题2]平行板电容器的电容是比较少的,桌上的平行板电容器的电容,半径约0.1m,试求其电容C的大小。
学生活动:(2.8pF)
问题:若要得到2μF的电容,每个极板的面积要做多大?(试与窗户作个比较)
学生活动:(22.6m2,约10倍)
4、进一步的研究(引申)
以上实验还只是定性分析,从理论角度进行定量研究,表明:
⑴当平行板电容器两极板之间是真空时,
⑵当板间充满同一种介质时,电容变大为真空时的倍,即
3、实验探究
⑴改变平行板两极板的距离d
现象:d↓ 偏角↓ U↓ C↑
d↑ 偏角↑ U↑ C↓
⑵改变平行板两极板的正对面积S
现象:S↓ 偏角↑ U↑ C↓
S↑ 偏角↓ U↓ C↑
⑶两极板间插入绝缘介质(保持Q、S、d不变)
现象:插入电介质 偏角↓ U↓ C↑
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