魯科版選修32交流電路中的電容和電感 課件 （36張）.ppt

3 3交流電路中的電容和電感 目標(biāo)導(dǎo)航1 了解電感對交變電流有阻礙作用 重點 2 知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小 知道感抗與哪些因素有關(guān) 3 知道交變電流能通過電容器 知道電容器對交變電流有阻礙作用 重點 4 知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小 知道容抗與哪些因素有關(guān) 一 電容 電感對直流和交流的影響實驗電路如圖所示 將雙刀雙擲開關(guān)s分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上 觀察燈泡的亮暗 三燈泡相同 實驗現(xiàn)象 實驗表明 電阻器對直流和交流的影響是 電容器不能讓 通過卻能讓 通過 但對交流有一定的 既能讓直流通過也能讓交流通過 但對交流有一定的 作用 相同的 直流 交流 阻礙作用 電感器 阻礙 想一想1 電容器 通交流 的演示中 電流真的流過電容器了嗎 提示 沒有 電容器在交變電壓作用下反復(fù)進行充電 放電 電路中有持續(xù)的交變電流 好像電流通過了電容器 二 電容器的容抗及其應(yīng)用1 容抗 電容器對交流的 作用 2 影響容抗的因素 電容器的 和交變電流的 電容量 交變電流的頻率 容抗越小 3 實際應(yīng)用 隔直電容器 高頻旁路電容器 阻礙 電容量 頻率 越大 越高 隔直流 通交流 阻低頻 通高頻 想一想2 隔直電容器與高頻旁路電容器中 哪一個的電容量大些 提示 隔直電容器的容抗要盡可能小 高頻旁路電容器的容抗要大一些 因此 隔直電容器電容大 高頻旁路電容器電容應(yīng)小一些 三 電感器的感抗及其應(yīng)用1 感抗 電感對交流的 作用 2 影響感抗的因素 電感器的自感系數(shù) 交變電流的頻率 感抗越大 3 實際應(yīng)用 低頻扼流圈 高頻扼流圈 阻礙 越大 越高 阻交流 通直流 阻高頻 通低頻 想一想3 低頻扼流圈與高頻扼流圈的自感系數(shù)相同嗎 提示 不相同 低頻扼流圈感抗大 自感系數(shù)大 高頻扼流圈感抗小 自感系數(shù)小 要點一電感 電容對交變電流作用的分析學(xué)案導(dǎo)引1 電感器對直流與交流都會產(chǎn)生感抗嗎 2 交變電流真能通過電容器嗎 電容器對交變電流的阻礙作用是怎樣產(chǎn)生的 1 電感對交變電流的阻礙作用交變電流通過線圈時 由于電流時刻在變化 線圈中產(chǎn)生自感電動勢 自感電動勢阻礙電流的變化 就形成了對交變電流的阻礙作用 因此 感抗的實質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的 直流電通過線圈時 電流的大小 方向都不變 線圈中不產(chǎn)生自感電動勢 也就沒有感抗 2 交變電流能夠 通過 電容器當(dāng)電容器接到交流電源上時 由于兩極板間的電壓變化 電壓升高時 電容器極板上的電荷量增加 形成充電電流 電壓降低時 電容器極板上的電荷量減少 形成放電電流 充放電交替進行 電路中就好像交變電流 通過 了電容器 實際上 自由電荷并沒有通過兩極板間的絕緣介質(zhì) 3 電容對交變電流的阻礙作用當(dāng)交變電流 通過 電容器時 給電容器充電或放電 形成充電或放電電流 在形成電流的過程中 對自由電荷來說 當(dāng)電源的電壓推動它們向某一方向做定向移動的時候 電容器兩極板上積累的電荷卻反抗它們向這個方向做定向移動 也就是說在給電容器充電或放電過程中 在電容器兩極形成跟原電壓相反的電壓 這就對電流產(chǎn)生了阻礙作用 如圖所示電路中 a b兩端連接的交流電源既含有高頻交流 又含低頻交流 l是一個25mh的高頻扼流圈 c是一個100pf的電容器 r是負(fù)載電阻 下列說法中不正確的是 a l的作用是 通低頻 阻高頻 b c的作用是 通交流 隔直流 c c的作用是 通高頻 阻低頻 d 通過r的電流中 低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比 思路點撥 根據(jù)電容器 電感器對交變電流影響的特點分析 精講精析 l是一個自感系數(shù)很小的高頻扼流圈 其作用是 通低頻 阻高頻 選項a正確 c是一個電容很小的電容器 在題圖電路中 對高頻交流的容抗遠(yuǎn)小于對低頻交流的容抗 其作用是 通高頻 阻低頻 選項c正確 因電路中無直流電流 選項b錯誤 由于l對高頻交流的阻礙作用和c對高頻交流的旁路作用 使得通過r的電流中 低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比 選項d正確 答案 b 變式訓(xùn)練1 直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相同 自感線圈的直流電阻不計 則燈泡發(fā)光最亮的圖是 解析 選d 電容c 電感l(wèi)都對交流電有阻礙作用 故a b兩圖中燈不是最亮的 c圖中燈被短路 不亮 d圖中電容c有隔直流作用 所以d中燈泡最亮 要點二電阻 感抗 容抗的比較學(xué)案導(dǎo)引1 產(chǎn)生電阻 感抗 容抗的實質(zhì)相同嗎 2 三種阻礙作用都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能嗎 特別提醒 電感 電容接到交流電源上時 電能與磁場能或電場能反復(fù)轉(zhuǎn)化 所以電感 電容上不會消耗電能 而電流通過電阻時 必然會產(chǎn)生焦耳熱 從而造成電能的損耗 三種阻礙 其本質(zhì)不同 特點不同 2012 東北師大附中高二期末 如圖所示 電路中完全相同的三只燈泡l1 l2 l3分別與電阻r 電感l(wèi) 電容c串聯(lián) 然后再并聯(lián)到220v 50hz的交流電路上 三只燈泡亮度恰好相同 若保持交變電壓不變 將交變電流的頻率提高到60hz 則發(fā)生的現(xiàn)象是 a 三燈亮度不變b 三燈均變亮c l1不變 l2變暗 l3變亮d l1不變 l2變亮 l3變暗 思路點撥 電阻對交流電的阻礙作用與交流電的頻率無關(guān) 交流電的頻率越大 電感器對交流電的阻礙越大 電容器對交流電的阻礙越小 精講精析 當(dāng)交變電流的頻率增大時 線圈對交變電流的阻礙作用增大 通過燈泡l2的電流將因此而減小 所以燈泡l2的亮度將變暗 而電容對交變電流的阻礙作用則隨交變電流頻率的增大而減小 即流過燈泡l3的電流增大 所以燈泡l3將變亮 由于電阻的大小與交變電流的頻率無關(guān) 流過燈泡l1的電流不變 因此其亮度也不變 因此c正確 答案 c 變式訓(xùn)練2 如圖所示 甲 乙是規(guī)格相同的燈泡 接線柱a b接電壓為u的直流電源時 無論電源的正極與哪一個接線柱相連 甲燈均能正常發(fā)光 乙燈完全不亮 當(dāng)a b接電壓的有效值為u的交流電源時 甲燈發(fā)出微弱的光 乙燈能正常發(fā)光 則下列判斷正確的是 a 與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器 與乙燈串聯(lián)的元件y是電感線圈b 與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈 與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器c 與甲燈串聯(lián)的元件x是二極管 與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器d 與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈 與乙燈串聯(lián)的元件y是二極管 解析 選b 由a b接直流時的現(xiàn)象可知 元件x 通直流 元件y 隔直流 由a b接交流電源時的現(xiàn)象可知 元件x 阻交流 元件y 通交流 根據(jù)電容器和電感線圈的特點 元件x是電感線圈 元件y是電容器 故b正確 電容器與電感器在電路中的應(yīng)用 經(jīng)典案例 8分 二分頻 音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器 它們的固有頻率分別處于高音 低音頻段 分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器 音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高 低頻段分離出 來 送往相應(yīng)的揚聲器 以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高 低頻的振動 圖為音箱的電路圖 高 低頻混合電流由a b端輸入 l1和l2是線圈 c1和c2是電容器 試分析甲 乙兩個揚聲器中 哪一個是低音揚聲器 哪一個是高音揚聲器 審題指導(dǎo) 求解本題時應(yīng)注意分析清楚電感器 電容器在電路中所起的作用 解題樣板 甲揚聲器中 l1串聯(lián)在電路中 對高頻電流的阻礙作用很大 對低頻電流阻礙作用較小 2分 c1并聯(lián)在電路中 對高頻電流的阻礙作用小 可以給高頻電流提供通路 使低頻電流通過揚聲器傳出 所以甲為低音揚聲器 2分 乙揚聲器中 c2串聯(lián)在電路中 對低頻電流的阻礙作用很大 對高頻電流阻礙作用很小 2分 l2并聯(lián)在電路中 對低頻電流的阻礙作用小 可以給低頻電流提供通路 使高頻電流通過揚聲器傳出 所以乙為高音揚聲器 2分 答案 見解題樣板 電風(fēng)扇的調(diào)速原理如