5.3 电感和电容对交变电流的影响

电感和电容对交变电流的影响知识元电感和电容对交变电流的影响知识讲解1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示．影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大．即线圈的感抗就越大．（2）电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频．“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化．“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大．（3）电感器的应用扼流圈：扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈．分低频扼流圈和高频扼流圈两类：①低频扼流圈构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小作用：通直流，阻交流②高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）作用：通低频，阻高频2、电容器对交变电流的阻碍作用（1）电容器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示．影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率，电容器的电容越大、交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小．即线圈的容抗就越大．（2）电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．信号和交流信号，如图1所示，该电路中的电容就起到“隔直流，通交流”的作用，其电容器叫耦合（或隔直）电容器．在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器．疑难分析1、为什么电感器对交变电流有阻碍作用？将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用．2、为什么电容器对交变电流有阻碍作用？当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用．3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，由导体本身的自感系数和交流的由电容的大小和交流的频率决定例题精讲电感和电容对交变电流的影响例1.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（）A ．a 、b 端接稳恒直流电，灯泡发亮B ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮C ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大D ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大例2.如图所示是研究自感现象的实验电路，A 、B 为两个完全相同的灯泡，定值电阻的阻值为R ，线圈L 的自感系数很大，直流电阻也为R ．关于这个实验，下列说法中正确的是（）A ．闭合S 的瞬间，B 比A 先亮，电路稳定后A 和B 一样亮B ．闭合S 电路稳定后再断开，A 逐渐变暗，B 闪亮一下然后逐渐变暗C ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，B 灯中的电流方向从右向左D ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，a 点的电势高于b 点的电势例3.如图所示的电路中，ab间接上某一交流电源，L1与线圈串联，L2与定值电阻串联，L3与电容器串联。

【学习目标】1。

通过实验了解电感器对交变电流的阻碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路。

2. 通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，能够分析简单交变电路中电容器的作用。

3. 简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用。

重点难点:1。

交变电流“通过”电容器的原理。

2。

影响容抗、感抗大小的因素。

【自主学习】一、电感器对交变电流的阻碍作用实验现象：（1)如图所示,把线圈L与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。

取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。

(2)在图乙中,保持交流电源不变,而改用自感系数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率更高的交流电源,灯泡比原来更暗。

1. 感抗（1)物理意义：表示电感线圈对_________电流__________作用的大小。

(2）影响感抗大小的因素：线圈的___________越大，交流的________越高,感抗越大。

2。

感抗的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频二、交变电流能够通过电容器实验现象:如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.取直流电源的电压与交流电压的有效值相等.接通直流电源时，灯泡不亮；接通交流电源时,灯泡亮。

以上现象说明_______电流能够通过电容器,____________不能通过电容器。

三、电容器对交变电流的阻碍作用实验现象：(1)如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到交流电源上，再把电容器取下来，使灯泡直接接到交流电源上，灯泡要比有电容器时更亮.（2）在甲图中,若保持交流电源不变，而改用电容大的电容器，或保持电容器的电容不变，而改用频率更高的交流电源，灯泡比原来更亮。

1。

容抗：(1）物理意义：表示电容器对_________电流________作用的大小.（2) 影响容抗大小的因素：电容器的_______越大，交流的_________越高，容抗越小。

电感和电容对交变电流的影响【要点导学】1、电感和电容对交变电流的影响（1）电感对交变电流的阻碍作用：电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗表示。

线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也越大。

（2）电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗表示。

电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也越小。

这些都表明交变电流能通过电容器。

2、在交变电流路中，如果把电感的作用概括为“通直流，阻交流；通低频，阻高频。

”则对电容的作用可概括为：通交流，隔直流；通高频，阻低频。

【范例精析】例1、如图5－3－1所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小（如：L＝1mH，C＝200pF），此电路的作用是：（D ）A．阻直流通交流，输出交流B．阻交流通直流，输出直流C．阻低频通高频，输出高频交流D．阻高频通低频，输出低频交流和直流解析：因自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低频成分能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路，最终输出的是低频交流和直流。

拓展：如图5-3-2所示电源交流电频率增大，则A.电容器电容增大B.电容器容抗增大C.电路中电流增大D.电路中电流减小解析：交流电频率增大，电容的容抗减少，导致电流增大。

故正确答案：[C] 例2、如图5－3－3所示，（a）、（b）两电路是电容器的两种不同连接方式，它们各在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？解析：交流电路中常包含有直流成分和交流成分，电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的作用。

图中的C1串联在电路中，它的作用是“通交流、隔直流”，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器。

图中的C2并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，该电容器的作用是“通高频、阻低频”，即对高频电流起旁路作用，而让需要的低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一级，这时要选用电容较大的电容器。

教学设计课题名称5.3电容和电感对交变电流的影响设计者：_杜波_____《5.3电感和电容对交变电流的影响》导学单设计者：第一小组全体（组长：孙政）审核人：杜波班级：组名：姓名：时间：【学习目标】1.了解电感器和电容器对交变电流的阻碍作用和导通作用。

2.知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。

3.能够处理相关的典型习题。

【重难点】感抗和容抗的物理意义及影响因素。

※课前知识准备：1.什么是自感现象？自感现象和电磁感应现象之间是什么关系？自感现象有什么规律？2.写出自感电动势大小的计算式，说出影响自感电动势的大小因素有哪些？3.自感系数的大小取决于哪些因素？4.请说出电容器的基本构造。

恒定直流电能否通过电容器？5.可以对电容器进行充电或放电，形成的充放电电流是持续的，还是短暂的？6.书中图5.3-4中的左图，开关闭合后，灯泡可以发光吗？※新课学习【学法提示】1.欲理解“容抗”，需先透彻理解“※课前知识准备”中的1.2.3.2.欲理解“交变电流能够通过电容器”，需先了解“※课前知识准备”中的4.5.3.对“影响容抗大小的因素”，只要求根据实验现象认识规律，不必在理论上进行过细的分析。

【学习过程】●问题情境------观察实验：电感对交直流的影响。

（约2分钟）●自主学习与合作探究及展示一.电感器对交流的阻碍作用（约5分钟）1.感抗：由于发生现象，电感器对电的阻碍作用叫。

2.影响感抗大小的因素（1）交流电的f。

（2）线圈的L。

（与、、、有无等因素有关）3.扼流圈（电感器的应用之一）（1）低频扼流圈。

匝数较，铁芯。

对交、直流的作用是：通，阻。

（2）高频扼流圈。

匝数较，铁芯。

对直流、低频、高频交流电的作用是：通，通阻。

你是否还有其他疑问？（师生交流，答疑解惑，约5分钟）●问题情境------观察实验：交变电流能够通过电容器。

（约2分钟）●自主学习与合作探究及展示二..交变电流能够通过电容器（约2分钟）原因：由于交变电流的在不断变化，对电容器不断地、交替地进行，于是电路中形成了连续的充放电电流，表现为电流了电容器。