电感和电容对交变电流的影响
- 格式:doc
- 大小:85.60 KB
- 文档页数:4
3 电感和电容对交变电流的影响1.在交流电路中,若绕制电感器的导线的电阻忽略不计,电感器对交流有(填“有”或“没有”)阻碍作用.大,交流电的频率越高,电感对交变电流的阻碍作用越大.3.电感线圈在电路中的作用:通直流,阻交流;通低频,阻高频.二、电容器对交变电流的阻碍作用1.电容器接到交流电源两端时,交替地进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器.大,交流电的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用越小.3.电容器在电路中的作用:通交流,隔直流;通高频,阻低频.1.判断下列说法的正误.(1)线圈的匝数越多,对同一个交变电流的阻碍作用就越大.( √)(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小.( ×)(3)电流“通过”电容器,并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板,而是电容器不断地充放电的表现.( √)(4)电容器的电容越大,对同一交变电流的阻碍作用就越大.( ×)f的交变电流电路中,如图1所示,当开关S依次分别接通R、C、Lf,保持其他条件不变,则通过R的电流有效值________,通过C的电流有效值________,通过L的电流有效值________.(选填“变大”“变小”或“不变”)图1答案不变变大变小一、电感器对交变电流的阻碍作用如图所示,把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上.(1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同?说明了什么?(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源,灯泡的亮度有何变化?说明了什么?答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮,说明电感器对交变电流有阻碍作用.(2)不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源,灯泡均变得更暗,说明线圈的自感系数越大,交流电的频率越高,线圈对交流电的阻碍作用越大.交变电流通过电感器时,由于电流时刻在变化,在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍原电流的变化,故电感器对交变电流产生阻碍作用.例1(多选)如图2所示实验电路中,若直流电压和交变电压的有效值相等,S为双刀双掷开关,下面叙述正确的是( )图2a、b时灯较亮,掷向c、d时灯较暗a、b时灯较暗,掷向c、d时灯较亮c、d,把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮c、d,电源电压不变,而使频率减小时,灯变暗答案AC解析线圈对直流无阻碍作用,对交变电流有阻碍作用,当交流电频率减小时,阻碍作用变小,灯变亮;有铁芯时阻碍作用大,故铁芯抽出时灯变亮.二、电容器对交变电流的阻碍作用如图甲、乙所示,把灯泡和电容器串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上.(1)观察灯泡的发光情况,并分析原因.(2)若把图乙中的电容器去掉,变成图丙所示电路,会发生什么现象?说明了什么?(3)在图乙中,改变电容器的电容和电源频率,灯泡亮度会有什么变化?说明了什么?答案(1)题图甲中的灯泡不亮,题图乙中的灯泡亮.题图甲中的电源是直流电源,电容器在电路中相当于断路,电路中没有电流,灯泡不亮.题图乙中的电源是交流电源,把交流电源接到电容器两个极板上后,电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,好像是交流“通过”了电容器,灯泡就亮了,但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.(2)灯泡变得比乙中亮,说明电容器对交变电流有阻碍作用.(3)电容越大,灯泡越亮;频率越高,灯泡越亮.说明了电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响.1.电容器对交变电流的阻碍作用:电源电压推动自由电荷定向移动,而电容器两极板上积累的电荷抗拒自由电荷的定向移动,从而使电容器对交变电流有阻碍作用.2.电容器在电路中常见的作用有两种:隔直电容器:通交流,隔直流.高频旁路电容器:通高频,阻低频.例2如图3所示,电路由交流电源供电,最大电压保持不变,如果交变电流的频率升高,则下列说法中正确的是( )图3答案 C解析当交变电流的频率升高时,电容器对交变电流的阻碍作用减小,灯泡的亮度变亮,灯泡两端的电压变大,故选项C正确,选项B、D错误;由Q=CU可知,选项A错误.例3(多选)(2018·台州市高二检测)图4甲、乙两图是电子技术中的常用电路,a、bR上得到的电流特征是( )图4R得到的是交流成分R得到的是直流成分R得到的是低频成分R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时,电容器有“通交流、隔直流,通高频、阻低频”的特性,题图甲中电容器隔直流,R得到的是交流成分,A正确,B错误;题图乙中交流高频成分能通过电容器,电容器阻碍交流低频成分,R得到的是低频成分,C正确,D错误.三、电阻、电感、电容的对比例4(多选)如图5所示的电路中,A、B、C三灯亮度相同,电源为220V、50Hz的交流电源,以下叙述中正确的是( )图5A.改接220V、100Hz的交流电源时,A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变B.改接220V、100Hz的交流电源时,A灯变暗,B灯变亮,C灯变亮C.改接220V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯亮度不变D.改接220V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯变暗答案AC解析增加交流电源的频率时,线圈的阻碍作用增大,电容的阻碍作用减小,电阻的阻碍作用不变,故A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变,故A正确,B错误;改接直流电源时,电容器相当于断路,A灯熄灭,线圈无感抗,B灯更亮,电阻R阻碍作用不变,C灯亮度不变,故C正确,D错误.1.电阻对交流、直流有相同的阻碍作用,交流频率变化时,阻碍作用不变.2.电感器通直流、阻交流,通低频、阻高频.3.电容器通交流、隔直流,通高频、阻低频.4.在分析电流变化时,把电感、电容的阻碍作用类比于导体的电阻,再用欧姆定律分析. 1.(电感器对交变电流的影响)(多选)(2017·温州中学高二上学期期中)在如图6所示的电路中,L为电感线圈,灯泡的电阻值为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin100πt(V).若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100Hz,下列说法正确的是( )图6答案BC解析由u=2202sin100πt (V),可得电源原来的频率f=ω2π=100π2πHz=50Hz,当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时,线圈对交流电的阻碍作用变大,在电压不变的情况下,电路中的电流减小,选项A错误;灯泡的电阻值R是一定的,电流减小时,实际消耗的电功率(P=I2R)减小,灯泡变暗,选项C正确,D错误;电压表与电感线圈并联,其示数为线圈两端的电压U L,设灯泡两端电压为U R,则电源电压的有效值为U=U L+U R,因U R=IR,电流I减小,故U R减小,因电源电压的有效值保持不变,故U L=U-U R增大,电压表示数增大,选项B 正确.2.(电感器对交变电流的影响)(2017·衢州市高二检测)电感对交变电流影响的说法中,正确的是( )L有关D.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小答案 B解析电感对交流电有影响,其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关,L越大,f越高,阻碍作用越大,故选项B正确,A、C、D均错误.3.(电容器对交变电流的影响)如图7所示的电路,F为一交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表A的示数增大,可行的办法是 ( )图7答案 A解析当发电机转速增大时,交变电流的频率增大,电容器对交变电流的阻碍作用减小,电流表A的示数增大,A项正确,B项错误;在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质时,电容器的电容减小,电容器两极板间距离增大时电容也减小,当电容减小时,对交变电流的阻碍作用增大,电流表A的示数减小,C、D项错误.4.(电阻、电感、电容的对比)(多选)如图8所示的电路中,a、b两端连接的交流电源中既含高频交流,又含低频交流,L是一个高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法正确的是( )图8A.L的作用是“通低频,阻高频”B.C的作用是“通低频,隔高频”C.C的作用是“通高频,阻低频”R的电流中,低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比答案ACD解析因为L是一个高频扼流圈,“通低频,阻高频”,A选项正确;C是一个电容较小的电容器,所以对低频交流的阻碍作用较大,故选项C正确,B错误;根据分析可知通过电阻R 的电流中,低频交流所占百分比远远大于高频交流所占的百分比,选项D正确.考点一电感器对交变电流的阻碍作用1.(2017·绍兴市高二检测)一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图1所示.一铁棒插进线圈后,该灯将( )图1答案 B2.如图2所示的电路中,正弦交流电源的电压有效值为220V,则关于交流电压表的示数,以下说法中正确的是( )图2答案 C3.如图3所示,交流电源的电压有效值与直流电源的电压相等,当将双刀双掷开关接到直流电源上时,稳定后灯泡的实际功率为P1,而将双刀双掷开关接在交流电源上时,稳定后灯泡的实际功率为P2,则( )图3A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2答案 B解析接在直流电源上,稳定后线圈对直流没有阻碍作用,电能全部转化为灯泡的内能和光能,而当接至交流电源上时,线圈对电流有阻碍作用,因此电能除转化成灯泡的内能和光能外,还有一部分电能转化为磁场能,故P1>P2.4.(多选)如图4所示,图甲、乙中电源为交流电源,图丙中电源为直流电源,各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计,各电压表示数相同,下列说法正确的是( )图41比灯L2亮3比灯L1亮2与灯L3一样亮1与灯L3一样亮答案BC解析题图甲中电压表示数U=U1+U L1,线圈对交流有阻碍作用,相当于串联了一个电阻,根据电阻的分压作用可知U1≠0,灯泡两端电压U L1<U;题图乙中线圈与灯泡并联,相当于灯泡与一个电阻并联,并联电路中各支路的电压相同,灯泡两端电压U L2=U;题图丙中,线圈对直流电没有阻碍作用,线圈相当于一根没有电阻的导线,灯泡两端电压U L3=U,故U L1<U L2=U L3,即L2与L3一样亮且都比L1亮,B、C正确,A、D错误.考点二电容器对交变电流的阻碍作用C1=5μF和C2=3μF的电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,在下列各种情况下,哪一种情况通过电容器的电流最大( )C1上所加交变电流的频率为50HzC2上所加交变电流的频率为50HzC1上所加交变电流的频率为100HzC2上所加交变电流的频率为100Hz答案 C解析电容越大,电流频率越高,阻碍作用越小,电流越容易“通过”电容器.C1>C2,100Hz>50Hz,所以C正确.6.在如图5所示电路中,u是有效值为220V的交流电源,C是电容器,R是电阻.关于理想交流电压表的示数,下列说法正确的是( )图5答案 C解析交变电流“通过”电容器,电阻R中有电流,电压表的示数不为零;电容器与电阻串联,电容器对交流电有阻碍作用,根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压,而电压表测量的是电阻两端的电压,故选项C正确.7.(多选)如图6所示,甲、乙两图中用交流电源,丙、丁两图中用直流电源,各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同,则下列说法正确的是( )图61比灯L2亮3也能发光,但亮度最暗2和L4亮度相同4比灯L1亮答案CD1串联,电容器对电流有阻碍作用;题图乙中电容器与灯L2并联,电压表的示数为灯L2两端的电压;题图丙中电容器与灯L3串联且是直流电源,电容器“隔直流,通交流”,所以没有电流流过灯L3,灯L3不亮;题图丁中电容器与灯L4并联,电压表的示数为灯L4两端的电压.综合以上分析,C、D两项正确.考点三电阻、电感、电容的对比a、b间接电压最大值为U m、频率1和L2接到如图7所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度低于灯L2的亮度,新电源两极的电压最大值和频率可能是( )图7U m,而频率大于fU m,而频率小于fU m,而频率仍为fU m,而频率仍为f答案 B解析当将a、b接在电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源两极之间时,两只灯泡都发光,且亮度相同.而更换一个新电源后,灯L1的亮度低于灯L2的亮度,说明线圈的阻碍作用比电容器的小,则新电源的频率小,B项正确,A、C、D项错误.9.(2017·台州市高二检测)如图8所示的电路,有直流和交流成分的电流通过,为了尽量减少R2上的交流成分,应( )图8答案 D10.(多选)如图9所示,当交流电源的电压(有效值)U=220V、频率f=100Hz时,三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻),若将交流电源的频率变为50Hz,则( )图91灯比原来亮2灯比原来亮3灯和原来一样亮3灯比原来亮答案BC解析电容器对交流电的阻碍作用与交变电流的频率有关,电容器对低频交变电流的阻碍作用大,所以选项A错误;电感器对交变电流的阻碍作用随频率的降低而减小,所以选项B正确;电阻R对交变电流的阻碍作用与电源的频率无关,所以选项C正确,D错误.11.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器,音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动,如图10所示为音箱的电路图,高、低频混合电流由a、b端输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则( )图10B.C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流答案 D解析高频和低频交流电通入该电路,由于线圈通低频,阻高频,电容器通高频,阻低频,所以低频交流电通过甲扬声器,高频交流电通过乙扬声器,故甲扬声器是低音扬声器,A错误;C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器,B错误;L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器,C错误;L2的作用是让低频交流电通过,减弱乙扬声器的低频电流,D正确.12.如图11所示电路中,L是一个不计直流电阻的电感线圈,直流电源1的电压值与交流电源2的电压有效值相等,S是单刀双掷开关,C是电容器,A、B是完全相同的小灯泡,则下列叙述正确的有( )图11A.开关S与1接通时,灯B逐渐变亮B.开关S与2接通时,灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B的亮度高C.开关S与2接通后,灯B发光,而灯A不发光D.若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源,则当开关与2接通时,通过灯B的主要是高频信号答案 A解析开关S与1接通时,线圈阻碍电流的增大,所以灯B逐渐变亮,A项正确;开关S与2接通后,由于线圈L对交流电的阻碍始终存在,所以灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B 的亮度暗,B项错误;开关S与2接通后,交流电也可以“通过”电容器,所以灯A也发光,C项错误;线圈对交流电有通低频阻高频的作用,所以若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源,则当开关与2接通时,通过灯B的主要是低频信号,D项错误.。
2020-2021学年人教物理选修3-2教师用书:第5章3电感和电容对交变电流的影响含解析3电感和电容对交变电流的影响[学习目标]1。
[物理观念]知道电感和电容对交变电流的影响.(重点) 2.[科学态度与责任]了解电感器和电容器的应用.(重点).3。
[物理观念]理解电感和电容对交变电流阻碍作用.(难点)4。
[科学思维]知道影响感抗和容抗大小的因素.(难点)一、电感器对交变电流的阻碍作用1.实验探究如图所示,取直流电源电压与交流电源电压有效值相等.(1)实验目的:了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用.(2)实验现象:接通直流电源时,灯泡亮些;接通交流电源时,灯泡暗些.(3)实验结论:电感线圈对交变电流有阻碍作用.2.感抗(1)物理意义:表示电感器对交流的阻碍作用的大小.(2)影响感抗大小的因素:线圈的自感系数,交流的频率.线圈的自感系数越大,交流的频率越高,感抗越大.3.感抗的应用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、阻交流通低频、通直流,阻高频二、电容器对交变电流的阻碍作用1.交变电流能够通过电容器(1)实验电路(如图所示)(2)实验现象电路中串有电容器时,接通直流电源,灯泡不亮;接通交流电源,灯泡亮.(3)实验结论交变电流能够通过电容器,直流不能通过电容器.2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗:表示电容器对交变电流阻碍作用的大小.(2)影响容抗大小的因素:电容器的电容越大,交变电流的频率越高,容抗越小.(3)应用:电容器具有“隔直流、通交流"的作用.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×")(1)交流电的频率越高,电感对交流的阻碍作用越大.(√)(2)电感线圈之所以对交变电流有阻碍作用,是由于自感电动势总是阻碍电流的变化.(√)(3)电容器在交变电路中,相当于一个电阻,具有分压作用.(√)(4)电容器接到交流电源时,有自由电荷通过电容器.(×)(5)电容器的电容越大,容抗就越大.(×)2.(多选)关于电子技术中的扼流圈,下列说法正确的是() A.扼流圈是利用电感线圈对交流电的阻碍作用来工作的B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大ABC[扼流圈是利用变化的电流通过线圈时,感应出自感电动势,从而来阻碍电流的变化,故A正确;高频扼流圈是“通低频,阻高频",故B正确;低频扼流圈是“阻交流,通直流”,故C正确;高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小,故D错误.]3.有两个电容器的电容分别为C1=5 μF和C2=3 μF,分别加上峰值一定的交变电源,在下列各种情况下,哪一种情况下通过电容器的电流最大()A.在C1上所加交变电流的频率为50 HzB.在C2上所加交变电流的频率为50 HzC.在C1上所加交变电流的频率为60 HzD.在C2上所加交变电流的频率为60 HzC[电容器对电流的阻碍作用的大小,即为容抗.容抗的大小是由电容器电容C和交变电流的频率共同决定的.交变电流的频率越高,电容器的电容越大,电容器的容抗就越小,电流就越大.因此要使通过电容器的电流最大则必须使频率最高,电容最大.]对电感器感抗的理解1.(1)交变电流通过线圈时,由于电流时刻都在变化,所以自感现象就不断地发生,而自感电动势总是要阻碍电流的变化,这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用.(2)直流电通过线圈时,电流的大小、方向都不变,线圈中不产生自感电动势,也就没有感抗.2.感抗的大小:X L=2πfL。
《电感和电容对交变电流的影响》讲义一、引言在电学领域中,交变电流是一种常见且重要的电流形式。
而电感和电容这两个电学元件,对交变电流的特性有着显著的影响。
理解它们的作用,对于我们深入掌握电学知识以及在实际电路设计和应用中具有关键意义。
二、电感对交变电流的影响电感是一种能够储存磁场能量的元件。
当交变电流通过电感时,会产生一系列有趣的现象。
首先,电感对电流的变化有阻碍作用。
这是因为当电流发生变化时,电感内部的磁场也随之变化,从而产生一个感应电动势,这个感应电动势的方向总是阻碍电流的变化。
形象地说,电感就像是一个“惯性元件”,它不希望电流变化得太快。
电感的这种阻碍作用,我们用感抗来表示。
感抗的大小与交变电流的频率以及电感的自感系数有关。
频率越高,电感的感抗越大;自感系数越大,感抗也越大。
在实际应用中,电感常用于滤波电路。
例如,在电源电路中,通过串联一个适当大小的电感,可以过滤掉高频的噪声信号,使得输出的电流更加稳定。
另外,电感还可以用于储能和延迟电路。
在一些需要短时间内提供大电流的场合,电感可以先储存能量,然后在需要时释放出来。
三、电容对交变电流的影响电容则是一种能够储存电场能量的元件。
当交变电流通过电容时,也会表现出独特的特性。
电容对电流的阻碍作用称为容抗。
容抗的大小与交变电流的频率和电容的电容值有关。
频率越高,容抗越小;电容值越大,容抗越小。
这是因为当频率较高时,电容在单位时间内充电和放电的次数增加,电流更容易通过电容。
而电容值越大,能够储存的电荷量就越多,对电流的阻碍也就越小。
在电路中,电容常用于耦合、旁路和滤波等方面。
例如,在音频放大电路中,电容可以用来耦合不同级之间的信号,同时隔离直流成分。
四、电感和电容的综合作用在实际的电路中,常常会同时存在电感和电容。
它们的综合作用会使得电路的特性更加复杂和多样化。
当电感和电容串联时,会出现谐振现象。
在谐振频率处,电路的阻抗最小,电流达到最大值。
这种特性在无线电通信等领域有着广泛的应用。
【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
在直流电路中,影响电流和电压关系的只有电阻,而在沟通电路中影响电流和电压关系的除了电阻,还有电感和电容.通过电感和电容对交变电流影响的分析争论,我们可以进一步熟悉到沟通与直流的区分.
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、电感对交变电流有阻碍作用.
2、感抗:电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗,用表示.
3、成因:由于交变电流是不断变化的,所以在电感上产生自感电动势,自感电动势是阻碍电流变化的.
4、影响感抗的因素:线圈的自感系数和交变电流的频率,电感越大,频率越高,感抗越大.
5、实际应用:
低频扼流圈——通直流、阻沟通.
高频扼流圈——通低频、阻高频.
二、交变电流能够通过电容器
1、直流不能通过电容器,而沟通能够“通过”电容器.
2、对电容器“隔直流、通沟通”的理解
电容器的两极板间用绝缘介质隔开,因此直流不能通过.
电容器接上沟通电源时,自由电荷并未通过极板间的绝缘介质,只是
在交变电压的作用下,电容器交替地进行充、放电,电路中有了电流,表现为沟通“通过”了电容器.
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1、电容器对沟通有阻碍作用.
2、容抗:电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗,用表示.
3、影响容抗的因素:电容器的电容和交变电流的频率,电容越大,频率越高,容抗越小.
4、实际应用
隔直电容器——通沟通、隔直流.
旁路电容器——通高频、阻低频.。
5.3 电感和电容对交变电流的影响
【教学目标】
1.理解电感和电容对交变电流有阻碍作用。
2.知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关。
3.知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小,知道容抗与哪些因素有关。
【重点难点】
1.电感和电容对交流和直流影响的区别。
2.感抗和容抗的概念,影响感抗和容抗大小的因素。
【教学方法】
讲练结合
【教学用具】
课件
【教学过程】
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、感抗:电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗,用X L表示。
2、原因:由于交变电流是不断变化的,所以在电感上产生自感电动势,自感电动势总是阻碍电流变化的,而自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢(f)及线圈的自感系数(L)有关。
3、影响感抗的因素:线圈的自感系数和交变电流的频率。
电感越大,频率越高,感抗越大。
X L=2πfL
4、实际应用:
(1)低频扼流圈——通直流、阻交流。
线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。
(L很大,R较小,对直流的阻碍作用小,对低频交变电流的阻碍作用很大,对高频交变电流的阻碍作用更大)。
(2)高频扼流圈——通低频、阻高频。
线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。
(L较小,对低频交变电流的
阻碍作用较小,对高频交变电流的阻碍作用很大)。
二、电容器对交变电流的阻碍作用
1、交变电流通过电容器的原理:
在交变电压的作用下,电容器交替地进行充电和放电,因而电路中有电流(充电电流和放电电流),表现为交变电流“通过”了电容器,实际上,自由电荷并没有通过电容器。
2、容抗:电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗,用X C 表示。
3、影响容抗的因素:电容器的电容和交变电流的频率。
电容越大,频率越高,容抗越小。
12C X fC π=
【说明】交变电流的频率越大,电容器充放电越快,即电容器对交变电流的阻碍作用越小;电容器的电容越大,一定电压下,电容器极板所带的电荷量越多,充放电电流越大,即电容器对交变电流的阻碍作用越小,因此,容抗的大小与交变电流的频率(f )和电容器的电容(C )有关。
4、实际应用
(1)隔直电容器——通交流、隔直流。
(2)旁路电容器——通高频、阻低频。
【例1】如图所示电路中,L 为电感线圈,R 为灯泡,电流表内阻为零。
电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin10πt V 。
若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25Hz ,下列说法中正确的是 ( )
A .电流表示数增大
B .电压表示数减小
C .灯泡变暗
D .灯泡变亮
【例2】图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
【例3】如图所示,(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?
分析: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;通高频、阻低频”的作用。
(a)图中的电容器串联在电路中,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;(b)图中的电容器,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,则电容器的作用是“通高频、阻低频”,即对高频交变电流起旁路作用,而让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。
另外,选用电容器还须注意它的耐压值,以防被击穿。
【例4】在图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法中正确的是()
A. L的作用是“通低频,阻高频”
B. C的作用是“通交流,隔直流”
C. C的作用是“通高频,阻低频”
D. 通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
【例5】如图所示,交变电流电压的瞬时表达式u=311sin157t V时,三个电流表的示数相同,若电源电压改为u′=311sin314t V时,则()
A.电流表A1的示数减小
B.电流表A2的示数增大
C.电流表A3的示数不变
【课外作业】
课本本节课后习题
《三维设计》本节习题。